OverlayFS是一個類似於AUFS 的現代聯合檔案系統，更快實現簡單。 

OverlayFS是核心提供的檔案系統，overlay和overlay2是docker的儲存驅動

設定儲存驅動方法

{
  "storage-driver": "overlay",
  "storage-opts": [
    "xxxxxxxx"
  ]
}

1 overlay介紹

1.1 overlay原理

OverlayFS將單個Linux主機上的兩個目錄合併成一個目錄。這些目錄被稱為層，統一過程被稱為聯合掛載。OverlayFS底層目錄稱為lowerdir， 高層目錄稱為upperdir。合併統一檢視稱為merged。

下圖分層圖，映象層是lowdir，容器層是upperdir，統一的檢視層是merged層

當映象層和容器層都有相同的檔案，使用容器層的檔案，overlay驅動使用兩層，這就意味著，如果是多層的映象就無法使用了，替代的方案是： 
映象層都在/var/lib/docker/overlay目錄下，通過硬連結的方式把下部的層關聯起來 
Docker1.10之後，映象層ID和/var/lib/docker中的目錄名不再一一對應。

• lower-id是容器映象頂層的ID，Ove​​rlayFS lowerdir
• upper包含與OverlayFS相對應的容器的讀寫層的內容upperdir。
• merged目錄是lowerdir聯合裝載upperdir，包含正在執行的容器內的檔案系統的檢視。
• work目錄是OverlayFS內部的。

通過mount檢視overlay檔案的掛載

[[email protected] fe4f8889e63ead3876bf0436d27af5ab3b122fa5891e3b8c88bf8927582d7cf2-init]# ls

lower-id  merged  upper  work

1.2檔案操作

讀

• 如果檔案在容器層不存在，則從lowdir中讀取
• 只在容器層存在，則直接從容器中讀取改檔案
• 檔案存在容器和映象層，容器層upperdir會覆蓋映象層lowdir中的檔案

修改

• 首次寫入： 在upperdir中不存在，overlay和overlay2執行copy_up操作，把檔案從lowdir拷貝到upperdir，由於overlayfs是檔案級別的（即使檔案只有很少的一點修改，也會產生的copy_up的行為）

  
  copy_up操作只發生在檔案首次寫入，以後都是隻修改副本 
  overlayfs只適用兩層，因此效能很好，查詢搜尋都更快

• 刪除檔案和目錄： 當檔案在容器被刪除時，在容器層（upperdir）建立whiteout檔案，映象層的檔案是不會被刪除的，因為他們是隻讀的，但without檔案 會阻止他們展現，當目錄在容器內被刪除時，在容器層（upperdir）一個不透明的目錄，這個和上面whiteout原理一樣，阻止使用者繼續訪問，即便映象層仍然存在

重新命名

這個系統呼叫只在源和目標都在頂層，否則會報 error (“cross-device link not permitted”)

效能問題

* 頁快取：overlayfs支援頁快取共享，也就是說如果多個容器訪問同一個檔案，可以共享同一個頁快取。這使得overlay/overlay2驅動高效地利用了記憶體 
* copy_up:aufs和overlayfs，由於第一次寫入都會導致copy_up，尤其是大檔案，會導致寫延遲，以後的寫入不會有問題。由於overlayfs層級 比aufs的多，所以ovelayfs的拷貝高於aufs 
* inode限制：使用overlay儲存驅動可能導致inode過度消耗，特別是當容器和映象很多的情況下，所以建議使用overlay2.

2 overlay2介紹

overlay2支援128層，對docker build和docker commit更好的效能支援