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Linux Overlay如何管理存储层

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2025/4/3 3:32:12

栏目: 云计算

Linux Overlay文件系统是一种联合文件系统，它允许将多个目录（称为“层”）叠加在一起，形成一个统一的视图。这种技术最初在Linux内核3.18版本中被引入，现在已经成为容器技术（如Docker）中常用的存储解决方案。以下是OverlayFS管理存储层的基本原理和操作步骤：

OverlayFS的组成

Lowerdir（只读层）：包含基础文件系统，所有其他文件系统都挂载在其上，包含了所有其他文件系统所没有的持久数据。
Upperdir（读写层）：容器数据修改保存的地方，用户对这部分数据的修改会直接反映在最终的文件系统中。
Merged（最终呈现给用户的目录）：包含了上层目录和下层目录的内容，形成了一个统一的视图。
Workdir（工作目录）：用于存储临时文件和中间数据，在合并操作完成前，对这部分数据所做的修改都不会影响到最终的合并视图。

OverlayFS的工作原理

OverlayFS通过写时复制（Copy-on-Write, COW）机制来管理存储层。当用户对Upperdir中的文件进行修改时，OverlayFS会先将修改的内容复制到Upperdir中的一个临时位置，然后再进行写操作。如果Lowerdir中也存在同名文件，OverlayFS会使用一种称为“最后写入者胜出”的策略来处理冲突，即保留Upperdir中的文件，覆盖Lowerdir中的文件。

OverlayFS在容器技术中的应用

Docker镜像存储：Docker镜像由多个层组成，每个层代表一次文件系统变更。OverlayFS将这些层叠加，用户看到的则是完整的、统一的文件系统，无需关注底层结构。
容器存储：当Docker从镜像创建一个容器时，它会在镜像的顶部添加一个可写层。OverlayFS将此可写层与镜像的只读层叠加在一起，创建一个统一的视图，容器可以在其中运行应用程序。

OverlayFS的优势

节省存储空间：通过只存储差异部分，减少了存储空间的需求。
支持镜像增量更新：只更新有变化的部分，提高了效率。
写时复制机制：只有当数据被修改时，才会复制到上层，提高了性能。

通过上述信息，我们可以看到Linux Overlay文件系统通过其独特的层叠机制，为容器技术提供了一种高效且灵活的存储管理解决方案。

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OverlayFS在容器技术中的应用

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