Linux Overlay文件系統是一種聯合文件系統，它允許將多個目錄（稱為“層”）疊加在一起，形成一個統一的視圖。這種技術最初在Linux內核3.18版本中被引入，現在已經成為容器技術（如Docker）中常用的存儲解決方案。以下是OverlayFS管理存儲層的基本原理和操作步驟：
OverlayFS的組成
- Lowerdir（只讀層）：包含基礎文件系統，所有其他文件系統都掛載在其上，包含了所有其他文件系統所沒有的持久數據。
- Upperdir（讀寫層）：容器數據修改保存的地方，用戶對這部分數據的修改會直接反映在最終的文件系統中。
- Merged（最終呈現給用戶的目錄）：包含了上層目錄和下層目錄的內容，形成了一個統一的視圖。
- Workdir（工作目錄）：用于存儲臨時文件和中間數據，在合并操作完成前，對這部分數據所做的修改都不會影響到最終的合并視圖。
OverlayFS的工作原理
OverlayFS通過寫時復制（Copy-on-Write, COW）機制來管理存儲層。當用戶對Upperdir中的文件進行修改時，OverlayFS會先將修改的內容復制到Upperdir中的一個臨時位置，然后再進行寫操作。如果Lowerdir中也存在同名文件，OverlayFS會使用一種稱為“最后寫入者勝出”的策略來處理沖突，即保留Upperdir中的文件，覆蓋Lowerdir中的文件。
OverlayFS在容器技術中的應用
- Docker鏡像存儲：Docker鏡像由多個層組成，每個層代表一次文件系統變更。OverlayFS將這些層疊加，用戶看到的則是完整的、統一的文件系統，無需關注底層結構。
- 容器存儲：當Docker從鏡像創建一個容器時，它會在鏡像的頂部添加一個可寫層。OverlayFS將此可寫層與鏡像的只讀層疊加在一起，創建一個統一的視圖，容器可以在其中運行應用程序。
OverlayFS的優勢
- 節省存儲空間：通過只存儲差異部分，減少了存儲空間的需求。
- 支持鏡像增量更新：只更新有變化的部分，提高了效率。
- 寫時復制機制：只有當數據被修改時，才會復制到上層，提高了性能。
通過上述信息，我們可以看到Linux Overlay文件系統通過其獨特的層疊機制，為容器技術提供了一種高效且靈活的存儲管理解決方案。
