linux overlay是一種聯(lián)合文件系統(tǒng)，它通過將多個目錄（稱為“層”）組合起來，呈現(xiàn)出一個整合的視圖。這項技術(shù)首次出現(xiàn)在linux內(nèi)核3.18版本中，如今已成為容器技術(shù)（例如docker）中廣泛采用的存儲方案。以下是Linux overlay的基本工作原理及其操作流程：
OverlayFS的構(gòu)成
- Lowerdir（只讀層）：這是基礎(chǔ)文件系統(tǒng)的部分，所有其他文件系統(tǒng)都基于此構(gòu)建，保存了其他文件系統(tǒng)未包含的持久性數(shù)據(jù)。
- Upperdir（讀寫層）：這是存放容器數(shù)據(jù)修改的地方，任何針對這部分數(shù)據(jù)的改動都會直接體現(xiàn)在最終展示的文件系統(tǒng)里。
- Merged（最終呈現(xiàn)給用戶的目錄）：這里融合了上層目錄和下層目錄的內(nèi)容，向用戶提供了一個統(tǒng)一的視角。
- Workdir（工作目錄）：用作臨時文件和中間數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，在最終合并之前，這些改動不會影響到最終的合并視圖。
OverlayFS的操作機制
OverlayFS借助寫時復(fù)制（copy-on-Write, COW）的方式來進行存儲層的管理。當用戶對Upperdir里的文件進行更改時，OverlayFS首先會將更改的內(nèi)容復(fù)制到Upperdir內(nèi)的一個臨時位置，然后才執(zhí)行寫入操作。如果Lowerdir中同樣存在相同的文件，OverlayFS會采取“后寫者優(yōu)先”的策略來解決沖突，即保留Upperdir中的文件，替換掉Lowerdir中的文件。
docker中的應(yīng)用場景
- 鏡像存儲：Docker鏡像是由多個層次構(gòu)成的，每一層代表一次文件系統(tǒng)的變化。OverlayFS把這些層次疊加起來，讓用戶看到的是一個完整且統(tǒng)一的文件系統(tǒng)，而不需要關(guān)心底層的具體結(jié)構(gòu)。
- 容器存儲：當Docker基于鏡像生成一個容器時，它會在鏡像之上添加一個可寫的層級。OverlayFS把這一可寫層級與鏡像的只讀層級結(jié)合在一起，形成一個統(tǒng)一的視圖，容器能夠在此環(huán)境中運行應(yīng)用程序。
Docker配置OverlayFS的方法
- 確認Docker版本是否支持OverlayFS（至少需要Docker 17.06.02及以上版本）。
- 調(diào)整Docker的存儲驅(qū)動為overlay。
- 重啟Docker服務(wù)以便新配置生效。
遇到問題時的應(yīng)對措施
- 權(quán)限相關(guān)問題：確保lower和upper目錄的權(quán)限設(shè)置無誤，通常這類操作需要root權(quán)限。
- 性能瓶頸：優(yōu)化文件系統(tǒng)的布局，盡量減少不必要的文件復(fù)制操作。
- 文件鎖定問題：保證應(yīng)用程序能夠妥善處理文件鎖定的情況。
通過以上方式，我們可以利用Linux OverlayFS簡化容器管理過程，提升存儲效率，并保障數(shù)據(jù)的安全性和一致性。
