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本主題將Linux內(nèi)核驅(qū)動程序稱為OverlayFSDocker存儲驅(qū)動程序，overlay或稱為Docker存儲驅(qū)動程序overlay2。
注意：如果您使用OverlayFS，請使用
overlay2驅(qū)動程序而不是overlay驅(qū)動程序，因為它在inode利用率方面效率更高。要使用新的驅(qū)動程序，您需要4.0版或更高版本的Linux內(nèi)核。有關(guān)overlayvs 之間差異的更多信息overlay2，請參閱選擇存儲驅(qū)動程序。
先決條件
如果您滿足以下先決條件，則支持OverlayFS：
僅限D(zhuǎn)ocker CE。Docker EE不支持OverlayFS。有關(guān)每個Docker EE平臺支持的存儲驅(qū)動程序列表，請參閱產(chǎn)品兼容性列表。
版本4.0或更高版本的Linux內(nèi)核。如果您使用較舊的內(nèi)核，則需要使用該
overlay驅(qū)動程序，這是不推薦的。支持以下支持文件系統(tǒng)：
ext4（僅限RHEL 7.1）xfs（RHEL 7.2和更高版本），但僅限于d_type=true啟用。使用xfs_info驗證ftype選項設(shè)置為1。要xfs正確格式化文件系統(tǒng)，請使用標志-n ftype=1。更改存儲驅(qū)動程序?qū)⑹鼓褎?chuàng)建的任何容器在本地系統(tǒng)上都不可訪問。使用
docker save保存的容器，并推動現(xiàn)有圖像多克爾集線器或私人倉庫，讓你不必后重新創(chuàng)建它們。
使用overlay或overlay2存儲驅(qū)動程序配置Docker
要將Docker配置為使用overlay存儲驅(qū)動程序，Docker主機必須運行Linux內(nèi)核版本3.18（最好更新），并加載覆蓋內(nèi)核模塊。對于overlay2驅(qū)動程序，你的內(nèi)核版本必須是4.0或更新。強烈建議您overlay2盡可能使用。
在執(zhí)行此過程之前，您必須先滿足所有先決條件。
停止Docker。$ sudo systemctl停止docker
將內(nèi)容復(fù)制
/var/lib/docker到臨時位置。$ cp -au /var/lib/docker /var/lib/docker.bk如果您想使用所使用的備份文件系統(tǒng)
/var/lib/，請格式化文件系統(tǒng)并將其裝入/var/lib/docker。請確保將此掛載添加/etc/fstab到永久。編輯
/etc/docker/daemon.json。如果它還不存在，請創(chuàng)建它。假設(shè)文件為空，請?zhí)砑右韵聝?nèi)容。{“storage-driver”:“overlay2”}如果您需要使用舊版overlay驅(qū)動程序，請改為指定它。要overlay2在CentOS（僅限D(zhuǎn)ocker CE）上使用，還必須設(shè)置存儲選項overlay2.override_kernel_check。在這種情況下，daemon.json將如下所示：{ "storage-driver": "overlay2", "storage-opts": "overlay2.override_kernel_check=true" }查看每個存儲驅(qū)動程序的所有存儲選項：
- [Stable](../../../reference/commandline/dockerd/index#storage-driver-options)- [Edge](https://docs.docker.com/edge/engine/reference/commandline/dockerd/#storage-driver-options)
如果daemon.json文件包含格式錯誤的JSON，Docker將無法啟動。
啟動Docker。$ sudo systemctl啟動docker
驗證守護進程正在使用
overlay/overlay2storage驅(qū)動程序。使用該docker info命令并查找Storage Driver和Backing filesystem。$ docker info容器：0映像：0存儲驅(qū)動程序：overlay備份文件系統(tǒng)：extfs <output truncated>
Docker現(xiàn)在使用overlay2存儲驅(qū)動程序。泊塢窗已自動創(chuàng)建overlay與所需的安裝lowerdir，upperdir，merged，和workdir結(jié)構(gòu)。
繼續(xù)閱讀以了解OverlayFS如何在Docker容器中工作的詳細信息，以及有關(guān)與不同支持文件系統(tǒng)兼容的限制的性能建議和信息。
overlay2drivers如何工作
如果您仍在使用overlay驅(qū)動程序而不是overlay2，請參閱覆蓋驅(qū)動程序如何工作。
OverlayFS將單個Linux主機上的兩個目錄分層并將它們呈現(xiàn)為單個目錄。這些目錄稱為圖層，統(tǒng)一過程稱為聯(lián)合裝載。OverlayFS將下部目錄稱為lowerdir上部目錄upperdir。統(tǒng)一視圖通過自己的目錄公開merged。
雖然overlay驅(qū)動程序只能使用一個較低的OverlayFS層，因此需要硬鏈接來實現(xiàn)多層圖像，但該overlay2驅(qū)動程序本身最多支持128個較低的OverlayFS層。此功能為和層相關(guān)的Docker命令（如docker buildand）提供更好的性能docker commit，并且在后備文件系統(tǒng)上占用更少的inode。
映像和容器層在磁盤上
使用下載五層圖像后docker pull ubuntu，您可以看到六個目錄/var/lib/docker/overlay2。
警告：不要直接操作其中的任何文件或目錄
/var/lib/docker/。這些文件和目錄由Docker管理。
$ ls -l /var/lib/docker/overlay2 total 24drwx------ 5 root root 4096 Jun 20 07:36 223c2864175491657d238e2664251df13b63adb8d050924fd1bfcdb278b866f7 drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 07:36 3a36935c9df35472229c57f4a27105a136f5e4dbef0f87905b2e506e494e348b drwx------ 5 root root 4096 Jun 20 07:36 4e9fa83caff3e8f4cc83693fa407a4a9fac9573deaf481506c102d484dd1e6a1 drwx------ 5 root root 4096 Jun 20 07:36 e8876a226237217ec61c4baf238a32992291d059fdac95ed6303bdff3f59cff5 drwx------ 5 root root 4096 Jun 20 07:36 eca1e4e1694283e001f200a667bb3cb40853cf2d1b12c29feda7422fed78afed drwx------ 2 root root 4096 Jun 20 07:36 l
新的l（小寫L）目錄包含縮短的層標識符作為符號鏈接。這些標識符用于避免觸及mount命令參數(shù)的頁面大小限制。
$ ls -l /var/lib/docker/overlay2/l total 20lrwxrwxrwx 1 root root 72 Jun 20 07:36 6Y5IM2XC7TSNIJZZFLJCS6I4I4 -> ../3a36935c9df35472229c57f4a27105a136f5e4dbef0f87905b2e506e494e348b/diff lrwxrwxrwx 1 root root 72 Jun 20 07:36 B3WWEFKBG3PLLV737KZFIASSW7 -> ../4e9fa83caff3e8f4cc83693fa407a4a9fac9573deaf481506c102d484dd1e6a1/diff lrwxrwxrwx 1 root root 72 Jun 20 07:36 JEYMODZYFCZFYSDABYXD5MF6YO -> ../eca1e4e1694283e001f200a667bb3cb40853cf2d1b12c29feda7422fed78afed/diff lrwxrwxrwx 1 root root 72 Jun 20 07:36 NFYKDW6APBCCUCTOUSYDH4DXAT -> ../223c2864175491657d238e2664251df13b63adb8d050924fd1bfcdb278b866f7/diff lrwxrwxrwx 1 root root 72 Jun 20 07:36 UL2MW33MSE3Q5VYIKBRN4ZAGQP -> ../e8876a226237217ec61c4baf238a32992291d059fdac95ed6303bdff3f59cff5/diff
最下層包含一個名為的文件link，其中包含縮短標識符的名稱，以及一個名為diff其中包含圖層內(nèi)容的目錄。
$ ls /var/lib/docker/overlay2/3a36935c9df35472229c57f4a27105a136f5e4dbef0f87905b2e506e494e348b/diff link $ cat /var/lib/docker/overlay2/3a36935c9df35472229c57f4a27105a136f5e4dbef0f87905b2e506e494e348b/link 6Y5IM2XC7TSNIJZZFLJCS6I4I4 $ ls /var/lib/docker/overlay2/3a36935c9df35472229c57f4a27105a136f5e4dbef0f87905b2e506e494e348b/diff bin boot dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
次低層和每個高層包含一個名為的文件lower，它表示其父文件，以及一個名為diff其中包含其內(nèi)容的目錄。它還包含一個merged目錄，該目錄包含其父層和其自身的統(tǒng)一內(nèi)容以及work由OverlayFS內(nèi)部使用的目錄。
$ ls /var/lib/docker/overlay2/223c2864175491657d238e2664251df13b63adb8d050924fd1bfcdb278b866f7 diff link lower merged work $ cat /var/lib/docker/overlay2/223c2864175491657d238e2664251df13b63adb8d050924fd1bfcdb278b866f7/lower l/6Y5IM2XC7TSNIJZZFLJCS6I4I4 $ ls /var/lib/docker/overlay2/223c2864175491657d238e2664251df13b63adb8d050924fd1bfcdb278b866f7/diff/etc sbin usr var
要查看在overlayDocker中使用存儲驅(qū)動程序時存在的安裝，請使用該mount命令。為了可讀性，下面的輸出被截斷。
$ mount | grep overlay overlay on /var/lib/docker/overlay2/9186877cdf386d0a3b016149cf30c208f326dca307529e646afce5b3f83f5304/merged type overlay (rw,relatime,lowerdir=l/DJA75GUWHWG7EWICFYX54FIOVT:l/B3WWEFKBG3PLLV737KZFIASSW7:l/JEYMODZYFCZFYSDABYXD5MF6YO:l/UL2MW33MSE3Q5VYIKBRN4ZAGQP:l/NFYKDW6APBCCUCTOUSYDH4DXAT:l/6Y5IM2XC7TSNIJZZFLJCS6I4I4,upperdir=9186877cdf386d0a3b016149cf30c208f326dca307529e646afce5b3f83f5304/diff,workdir=9186877cdf386d0a3b016149cf30c208f326dca307529e646afce5b3f83f5304/work)
rw在第二行示出了overlay安裝件是可讀寫的。
overlay driver如何工作
此內(nèi)容僅適用于overlay驅(qū)動程序。Docker建議使用overlay2驅(qū)動程序，其工作方式不同。請參閱overlay2驅(qū)動程序的工作原理overlay2。
OverlayFS將單個Linux主機上的兩個目錄分層并將它們呈現(xiàn)為單個目錄。這些目錄被稱為圖層，并且統(tǒng)一過程被稱為聯(lián)合安裝。OverlayFS將下部目錄稱為lowerdir上部目錄a upperdir。統(tǒng)一視圖通過自己的目錄公開merged。
下圖顯示了Docker鏡像和Docker容器如何分層。圖像層是lowerdir和容器層是upperdir。統(tǒng)一視圖通過一個名為的目錄公開，該目錄merged實際上是容器的裝載點。該圖顯示了Docker構(gòu)造如何映射到OverlayFS構(gòu)造。
在圖像圖層和容器圖層包含相同文件的情況下，容器圖層會“wins”并遮擋圖像圖層中相同文件的存在。
overlay驅(qū)動程序僅適用于兩層。這意味著多層圖像不能實現(xiàn)為多個OverlayFS圖層。相反，每個圖像層都被實現(xiàn)為其自己的目錄下/var/lib/docker/overlay。然后使用硬鏈接作為空間高效的方式來引用與較低層共享的數(shù)據(jù)。從Docker 1.10開始，圖像層ID不再對應(yīng)于中的目錄名稱/var/lib/docker/。
為了創(chuàng)建容器，overlay驅(qū)動程序?qū)⒈硎緢D像頂層的目錄和容器的新目錄結(jié)合起來。圖像的頂層是lowerdir覆蓋圖中的，并且是只讀的。容器的新目錄upperdir是可寫的。
映像和容器層在磁盤上
以下docker pull命令顯示了一個Docker主機下載一個包含五層的Docker鏡像。
$ docker pull ubuntu Using default tag: latest latest: Pulling from library/ubuntu 5ba4f30e5bea: Pull complete 9d7d19c9dc56: Pull complete ac6ad7efd0f9: Pull complete e7491a747824: Pull complete a3ed95caeb02: Pull complete Digest: sha256:46fb5d001b88ad904c5c732b086b596b92cfb4a4840a3abd0e35dbb6870585e4 Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
圖像層
每個圖像層都有自己的目錄/var/lib/docker/overlay/，其中包含其內(nèi)容，如下所示。圖像層ID不對應(yīng)于目錄ID。
警告：不要直接操作其中的任何文件或目錄
/var/lib/docker/。這些文件和目錄由Docker管理。
$ ls -l /var/lib/docker/overlay/total 20drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:11 38f3ed2eac129654acef11c32670b534670c3a06e483fce313d72e3e0a15baa8 drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:11 55f1e14c361b90570df46371b20ce6d480c434981cbda5fd68c6ff61aa0a5358 drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:11 824c8a961a4f5e8fe4f4243dab57c5be798e7fd195f6d88ab06aea92ba931654 drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:11 ad0fe55125ebf599da124da175174a4b8c1878afe6907bf7c78570341f308461 drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:11 edab9b5e5bf73f2997524eebeac1de4cf9c8b904fa8ad3ec43b3504196aa3801
圖像層目錄包含該層獨有的文件以及與較低層共享的數(shù)據(jù)的硬鏈接。這可以有效利用磁盤空間。
$ ls -i /var/lib/docker/overlay/38f3ed2eac129654acef11c32670b534670c3a06e483fce313d72e3e0a15baa8/root/bin/ls19793696 /var/lib/docker/overlay/38f3ed2eac129654acef11c32670b534670c3a06e483fce313d72e3e0a15baa8/root/bin/ls $ ls -i /var/lib/docker/overlay/55f1e14c361b90570df46371b20ce6d480c434981cbda5fd68c6ff61aa0a5358/root/bin/ls19793696 /var/lib/docker/overlay/55f1e14c361b90570df46371b20ce6d480c434981cbda5fd68c6ff61aa0a5358/root/bin/ls
容器層
容器也存在于Docker主機文件系統(tǒng)的磁盤中/var/lib/docker/overlay/。如果使用該ls -l命令列出正在運行的容器的子目錄，則存在三個目錄和一個文件：
$ ls -l /var/lib/docker/overlay/<directory-of-running-container>total 16-rw-r--r-- 1 root root 64 Jun 20 16:39 lower-id drwxr-xr-x 1 root root 4096 Jun 20 16:39 merged drwxr-xr-x 4 root root 4096 Jun 20 16:39 upper drwx------ 3 root root 4096 Jun 20 16:39 work
lower-id文件包含容器所基于的圖像頂層的ID，即OverlayFS lowerdir。
$ cat /var/lib/docker/overlay/ec444863a55a9f1ca2df72223d459c5d940a721b2288ff86a3f27be28b53be6c/lower-id 55f1e14c361b90570df46371b20ce6d480c434981cbda5fd68c6ff61aa0a5358
upper目錄包含容器的讀寫層的內(nèi)容，該層對應(yīng)于OverlayFS upperdir。
merged目錄是lowerdirand 的聯(lián)合裝載upperdir，它包含正在運行的容器內(nèi)的文件系統(tǒng)的視圖。
work目錄在OverlayFS內(nèi)部。
要查看在overlayDocker中使用存儲驅(qū)動程序時存在的安裝，請使用mount命令。為了可讀性，下面的輸出被截斷。
$ mount | grep overlay overlay on /var/lib/docker/overlay/ec444863a55a.../merged type overlay (rw,relatime,lowerdir=/var/lib/docker/overlay/55f1e14c361b.../root,upperdir=/var/lib/docker/overlay/ec444863a55a.../upper,workdir=/var/lib/docker/overlay/ec444863a55a.../work)
rw在第二行示出了overlay安裝件是可讀寫的。
容器讀取和寫入的工作方式overlay或overlay2
讀取文件
考慮三種場景，其中一個容器打開一個文件進行重疊讀取訪問。
該文件不存在于容器層中：如果容器打開一個文件進行讀取訪問，并且該文件尚不存在于容器（
upperdir）中，則從圖像中讀取該文件（lowerdir)這會導(dǎo)致很少的性能開銷。該文件只存在于容器層中：如果容器打開文件以進行讀取訪問，并且文件存在于容器（
upperdir）中而不存在于image（lowerdir）中，則直接從容器中讀取文件。該文件同時存在于容器圖層和圖像圖層中：如果容器打開一個用于讀取訪問的文件，并且該文件存在于圖像圖層和容器圖層中，則讀取容器圖層中的文件版本。容器圖層（
upperdir）中的文件在圖像圖層（lowerdir）中隱藏具有相同名稱的文件。
修改文件或目錄
考慮一些容器中的文件被修改的場景。
第一次寫入文件：容器首次寫入現(xiàn)有文件時，該文件不存在于容器（
upperdir）中。的overlay/overlay2驅(qū)動程序執(zhí)行一個copy_up操作將文件從圖像（復(fù)制lowerdir）到所述容器（upperdir）。容器然后將更改寫入容器層中的文件的新副本。但是，OverlayFS在文件級別而不是塊級別上工作。這意味著所有OverlayFS copy_up操作都會復(fù)制整個文件，即使\文件非常大并且只有一小部分被修改。這可能會對容器寫入性能產(chǎn)生顯著影響。但是，有兩件事值得注意：
- The copy\_up operation only occurs the first time a given file is written to. Subsequent writes to the same file operate against the copy of the file already copied up to the container.
- OverlayFS only works with two layers. This means that performance should be better than AUFS, which can suffer noticeable latencies when searching for files in images with many layers. This advantage applies to both `overlay` and `overlay2` drivers. `overlayfs2` will be slightly less performant than `overlayfs` on initial read, because it has to look through more layers, but it caches the results so this is only a small penalty.
刪除文件和目錄：
- When a _file_ is deleted within a container, a _whiteout_ file is created in the container (`upperdir`). The version of the file in the image layer (`lowerdir`) is not deleted (because the `lowerdir` is read-only). However, the whiteout file prevents it from being available to the container.
- When a _directory_ is deleted within a container, an _opaque directory_ is created within the container (`upperdir`). This works in the same way as a whiteout file and effectively prevents the directory from being accessed, even though it still exists in the image (`lowerdir`).
重命名目錄：
rename(2)僅當源路徑和目標路徑位于頂層時，才允許調(diào)用目錄。否則，它會返回EXDEV錯誤（“不允許跨設(shè)備鏈接”）。您的應(yīng)用程序需要被設(shè)計為處理EXDEV并回退到“復(fù)制和取消鏈接”策略。
OverlayFS和Docker性能
這兩個overlay2和overlay驅(qū)動程序比aufs和更高性能devicemapper。在某些情況下，overlay2可能表現(xiàn)更好btrfs。但是，請注意以下細節(jié)。
頁面緩存。OverlayFS支持頁面緩存共享。訪問同一文件的多個容器共享該文件的單個頁面緩存條目。這使得內(nèi)存驅(qū)動程序
overlay和overlay2驅(qū)動程序更加高效，并且適用于高密度用例（如PaaS）。copy_up。與AUFS一樣，只要容器首次寫入文件，OverlayFS就必須執(zhí)行復(fù)制操作。這可能會延遲寫入操作，特別是對于大型文件。但是，一旦文件被復(fù)制完畢，后續(xù)對該文件的所有寫入都會發(fā)生在上層，而不需要進一步的復(fù)制操作。OverlayFS
copy_up操作比AUFS操作要快，因為AUFS支持的層數(shù)多于OverlayFS，并且如果搜索很多AUFS層，可能會產(chǎn)生更大的延遲。overlay2同樣支持多個圖層，但可以緩解高速緩存中的任何性能。Inode限制。使用
overlay存儲驅(qū)動程序會導(dǎo)致過多的inode消耗。在Docker主機上存在大量圖像和容器時尤其如此。增加文件系統(tǒng)可用的inode數(shù)量的唯一方法是重新格式化它。為避免遇到此問題，強烈建議您overlay2盡可能使用。
性能的最佳實踐
以下通用性能最佳實踐也適用于OverlayFS。
使用快速存儲：固態(tài)硬盤（SSD）比旋轉(zhuǎn)磁盤提供更快的讀取和寫入速度。
將卷用于寫入繁重的工作負載：卷為寫入繁重的工作負載提供最佳和最可預(yù)測的性能。這是因為它們繞過了存儲驅(qū)動程序，并且不會產(chǎn)生精簡配置和寫入時復(fù)制引入的任何潛在開銷。卷還有其他好處，例如允許您在容器之間共享數(shù)據(jù)，并且即使在沒有正在運行的容器正在使用它們時也會持久存在。
OverlayFS兼容性的限制
總結(jié)OverlayFS與其他文件系統(tǒng)不兼容的方面：
open(2)：OverlayFS只實現(xiàn)POSIX標準的一個子集。這可能導(dǎo)致某些OverlayFS操作違反POSIX標準。一種這樣的操作是復(fù)制操作。假設(shè)你的應(yīng)用程序調(diào)用
fd1=open("foo", O_RDONLY)，然后fd2=open("foo", O_RDWR)。在這種情況下，您的應(yīng)用程序期望fd1并fd2引用同一個文件。但是，由于第二次調(diào)用后發(fā)生的復(fù)制操作，open(2)描述符引用不同的文件。的fd1繼續(xù)引用該文件的圖像（在lowerdir）和fd2引用在容器中的文件（upperdir）。解決這個問題的方法是touch引起復(fù)制操作發(fā)生的文件。隨后所有open(2)無論只讀還是讀寫訪問模式，操作都將引用容器中的文件（upperdir）。yum已知會受到影響，除非yum-plugin-ovl安裝了包裝。如果yum-plugin-ovl軟件包在您的發(fā)行版中不可用，例如6.8或7.2之前的RHEL / CentOS，則可能需要在運行touch /var/lib/rpm/*之前運行yum install。這個包實現(xiàn)了touch上面提到的解決方法yum。rename(2)：OverlayFS不完全支持
rename(2)系統(tǒng)調(diào)用。您的應(yīng)用程序需要檢測其失敗并回退到“復(fù)制和取消鏈接”策略。