Linux系统overlayfs

OverlayFS文件系统 可以实现底层只读(共享给多个系统),上层读写(实现变化文件),这种模式在 Docker OverlayFS存储引擎 有广泛的应用,也是目前Docker系统中核型的存储技术。

本文通过简单的实践来演示和分析 OverlayFS文件系统Upper / Lower / Work / Merged 各个层中间关系,更形象生动理解:

../../../_images/overlayfs.png
  • 创建目录:

    mkdir ~/overlayfs
    cd overlayfs
    mkdir lower1  lower2  lower3  merged  upper  work
    
  • 挂载构建 OverlayFS文件系统

    sudo mount -t overlay -o lowerdir=lower1:lower2:lower3,upperdir=upper,workdir=work overlay merged
    
  • 检查挂载:

    mount
    

显示输出:

overlay on /home/huatai/overlayfs/merged type overlay (rw,relatime,seclabel,lowerdir=lower1:lower2:lower3,upperdir=upper,workdir=work)

现在我们有多个目录,其中底层目录( Lower )我们采用多个 lower1  lower2  lower3 ,上层( Upper )采用 upper

upper
lower1
lower2
lower3

注解

需要注意底层目录是有顺序的,挂载时候列出名字是从左到右,代表文件系统层是从上往下

  • 可以在 /etc/fstab 中添加如下配置:

    overlay /home/huatai/overlayfs/merged overlay noauto,x-systemd.automount,lowerdir=/home/huatai/overlayfs/lower1:/home/huatai/overlayfs/lower2:/home/huatai/overlayfs/lower3,upperdir=/home/huatai/overlayfs/upper,workdir=/home/huatai/overlayfs/work 0 0
    

注解

这里参数 noautox-systemd.automount 挂载选项是必须的,可以避免systemd启动时如果出现无法挂载overlay不会出现挂死。

注解

这里 OverlayFS文件系统 的每个目录都需要使用绝对路径。之前我执行命令使用相对路径是因为我当时执行命令位于目录 /home/huatai/overlayfs 中,所以相对目录可以找到。采用绝对目录挂载之后,再次使用 mount 检查可以看到:

overlay on /home/huatai/overlayfs/merged type overlay (rw,relatime,seclabel,lowerdir=/home/huatai/overlayfs/lower1:/home/huatai/overlayfs/lower2:/home/huatai/overlayfs/lower3,upperdir=/home/huatai/overlayfs/upper,workdir=/home/huatai/overlayfs/work,x-systemd.automount)

测试

  • 在底层对同一个文件进行操作:

    echo "I'm in lower3" > /home/huatai/overlayfs/lower3/file.txt
    echo "I'm in lower2" >> /home/huatai/overlayfs/lower2/file.txt
    echo "I'm in lower1" >> /home/huatai/overlayfs/lower1/file.txt
    
  • 测试检查文件可以看到每一层只看到一个文件内容行:

    $ cat lower3/file.txt
    I'm in lower3
    $ cat lower2/file.txt
    I'm in lower2
    $ cat lower1/file.txt
    I'm in lower1
    

上述3个层,底层文件系统操作上层不会看到,所以每个层都是只有一行记录

  • 此时合并到 merged 层,就会看到3个底层最上一层 lower1 的内容:

    $ cat merged/file.txt
    I'm in lower1
    
  • 现在对合并层进行文件修改:

    echo "I'm in merged" >> merged/file.txt
    

检查内容:

$ cat merged/file.txt
I'm in lower1
I'm in merged
  • 这个合并层会反馈在 upper 层,但是不会显示在底层:

    $ cat upper/file.txt
    I'm in lower1
    I'm in merged
    
    $ cat lower1/file.txt
    I'm in lower1
    $ cat lower2/file.txt
    I'm in lower2
    $ cat lower3/file.txt
    I'm in lower3
    

只读overlay

当不提供 upperwork 层参数,则挂载的 OverlayFS文件系统 的底层自动为只读:

sudo mount -t overlay -o lowerdir=/home/huatai/overlayfs/lower1:/home/huatai/overlayfs/lower2:/home/huatai/overlayfs/lower3lower1:lower2:lower3 overlay /home/huatai/overlayfs/merged

参考