容器如何工作：OverlayFS

今天早上，我为未来潜在容器杂志画了一幅 OverlayFS 的漫画，我对这个主题感到兴奋，想写一篇关于它的博客来提供更多详细信息。

容器镜像很大

容器镜像可能会很大（尽管有些很小，例如 alpine linux 才 2.5MB）。Ubuntu 16.04 约为 27 MB，Anaconda Python 发行版为 800MB 至 1.5GB。

你以镜像启动的每个容器都是原始空白状态，仿佛它只是为使用容器而复制的一份镜像拷贝一样。但是对于大的容器镜像，像 800MB 的 Anaconda 镜像，复制一份拷贝既浪费磁盘空间也很慢。因此 Docker 不会复制，而是采用叠加。

叠加如何工作

OverlayFS，也被称为 联合文件系统或 联合挂载，它可让你使用 2 个目录挂载文件系统：“下层”目录和“上层”目录。

基本上：

• 文件系统的下层目录是只读的
• 文件系统的上层目录可以读写

当进程“读取”文件时，OverlayFS 文件系统驱动将在上层目录中查找并从该目录中读取文件（如果存在）。否则，它将在下层目录中查找。

当进程“写入”文件时，OverlayFS 会将其写入上层目录。

让我们使用 mount 制造一个叠加层！

这有点抽象，所以让我们制作一个 OverlayFS 并尝试一下！这将只包含一些文件：我将创建上、下层目录，以及用来挂载合并的文件系统的 merged 目录：


$ mkdir upper lower merged work
$ echo "I'm from lower!" > lower/in_lower.txt
$ echo "I'm from upper!" > upper/in_upper.txt
$ # `in_both` is in both directories
$ echo "I'm from lower!" > lower/in_both.txt
$ echo "I'm from upper!" > upper/in_both.txt


合并上层目录和下层目录非常容易：我们可以通过 mount 来完成！


$ sudo mount -t overlay overlay
-o lowerdir=/home/bork/test/lower,upperdir=/home/bork/test/upper,workdir=/home/bork/test/work
/home/bork/test/merged


在执行此操作时，我不断收到一条非常烦人的错误消息，内容为：mount: /home/bork/test/merged: special device overlay does not exist.。这条消息是错误的，实际上只是意味着我指定的一个目录缺失（我写成了 ~/test/merged，但它没有被展开）。

让我们尝试从 OverlayFS 中读取其中一个文件！文件 in_both.txt 同时存在于 lower/ 和 upper/ 中，因此应从 upper/ 目录中读取该文件。


$ cat merged/in_both.txt
"I'm from upper!


可以成功！

目录的内容就是我们所期望的：


find lower/ upper/ merged/
lower/
lower/in_lower.txt
lower/in_both.txt
upper/
upper/in_upper.txt
upper/in_both.txt
merged/
merged/in_lower.txt
merged/in_both.txt
merged/in_upper.txt


创建新文件时会发生什么？


$ echo 'new file' > merged/new_file
$ ls -l */new_file
-rw-r--r-- 1 bork bork 9 Nov 18 14:24 merged/new_file
-rw-r--r-- 1 bork bork 9 Nov 18 14:24 upper/new_file


这是有作用的，新文件会在 upper 目录创建。

删除文件时会发生什么？

读写似乎很简单。但是删除会发生什么？开始试试！


$ rm merged/in_both.txt


发生了什么？让我们用 ls 看下：

“`
ls -l upper/inboth.txt lower/lower1.txt merged/lower1.txt
ls: cannot access ‘merged/inboth.txt’: No such file or directory
-rw-r–r– 1 bork bork 6 Nov 18 14:09 lower/in_both.txt
c

via: https://jvns.ca/blog/2019/11/18/how-containers-work–overlayfs/

作者：Julia Evans 选题：lujun9972 译者：geekpi 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出