為了更好的理解docker，除了namespace和cgroups之外，在docker中如何進行儲存檔案也是需要進行進一步理解的。在docker中叫做storage driver，在本文中將會介紹一下docker最早支援的storage driver的AUFS，並在ubuntu上簡單模擬AUFS是如何工作的。

Storage driver

docker除了支援AUFS，還支援DeviceMapper等多種storage driver。

什麼是AUFS

AUFS是一種Union File System, 它是Docker最早支援的storage driver。因為使用的時間也較長了，雖然還是不太習慣這個所謂的長的概念，docker從最初只支援AUFS一種，目前已經到支援上面6種FS，成長的速度飛快。最初使用docker的實踐者們已經在實際環境中開始使用AUFS了，而且也有較強的社群支援。

Linux的檔案系統

Linux的檔案系統一般由bootfs和rootfs組成。

簡單總結為bootfs在用linux的時候不出問題是意識不到的，rootfs在linux啟動之後我們無時無刻不在與之打交道。

AUFS的特點

簡單的來說，AUFS能將一臺機器上的多個目錄或檔案，以聯合的方式提供統一檢視進行管理。下面是它的一些特點

• 最早docker所支援的storage driver
• 使用這種方式，container啟動速度較快
• 儲存和記憶體的使用效率較高
• 支援COW(copy-on-write)
• 所有的檔案和目錄以及掛載點都必須在同一臺機器上
• AUFS遲遲不能加入到linux核心主線之中，目前流行的髮型版只有ubuntu支援AUFS
• docker的layer較深時效率較為低下
• 因為AUFS是檔案級別的動作方式，單個檔案很大時，效能和效率不是特別理想

AUFS在docker中的使用

下面這張圖顯示了ubuntu的映象是如何用AUFS聯合到一起的。

AUFS把每個目錄都作為一個AUFS branch，整整齊齊的垛在一起，在最上面提供了一個統一的檢視union mount point進行管理。

Ubuntu下AUFS的演示

演示用ubuntu版本

root@ubuntu:~# uname -a
Linux ubuntu 4.4.0-31-generic #50-Ubuntu SMP Wed Jul 13 00:07:12 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
root@ubuntu:~#

事前準備

準備聯合用的目錄bootfs

root@ubuntu:~# mkdir -p /tmp/testrootfs/etc /tmp/testrootfs/bin /tmp/testrootfs/tmp /tmp/testrootfs/proc
root@ubuntu:~#

root@ubuntu:~# mkdir -p /tmp/testaufs/readonlydir
root@ubuntu:~# mkdir -p /tmp/testaufs/readwritedir/
root@ubuntu:~# touch /tmp/testaufs/readonlydir/readonlyfile.txt
root@ubuntu:~# touch /tmp/testaufs/readwritedir/readwritefile.txt
root@ubuntu:~#

準備掛載點

root@ubuntu:~# mkdir -p /tmp/aufsmnt

掛載點事前確認

root@ubuntu:~# ll /tmp/aufsmnt
total 8
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Sep 22 09:30 ./
drwxrwxrwt 17 root root 4096 Sep 22 09:30 ../
root@ubuntu:~#

掛載

使用AUFS進行掛載

root@ubuntu:/# mount -t aufs -o br=/tmp/testaufs/readonlydir=ro:/tmp/testrootfs=ro:/tmp/testaufs/readwritedir/=rw none /tmp/aufsmnt
root@ubuntu:/#

掛載後確認

total 24
drwxr-xr-x  8 root root 4096 Sep 22 09:29 ./
drwxrwxrwt 17 root root 4096 Sep 22 09:30 ../
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Sep 22 09:26 bin/
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Sep 22 09:26 etc/
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Sep 22 09:26 proc/
-rw-r--r--  1 root root    0 Sep 22 09:29 readonlyfile.txt
-rw-r--r--  1 root root    0 Sep 22 09:29 readwritefile.txt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Sep 22 09:26 tmp/
[email protected]:/#

確認只讀

root@ubuntu:/# echo "hello world" >/tmp/aufsmnt/readonlyfile.txt
-su: /tmp/aufsmnt/readonlyfile.txt: Read-only file system
root@ubuntu:/#

ro方式的檔案，是不能寫的

確認可寫

root@ubuntu:/# echo "hello world" > /tmp/aufsmnt/readwritefile.txt
root@ubuntu:/# cat /tmp/aufsmnt/readwritefile.txt
hello world
root@ubuntu:/#

rw方式的檔案，是可寫的

耐著性子看完本篇之後，結合前面的一些namespace和cgroups的例子，再結合busybox這把小巧的武器，是不是突然發現只用linux核心功能也能做到docker雛形的特性了。雖然重複造輪子不是我們的目的，研究一下人家輪子的原理能拆能裝才是一個藍領工人應有的技能。