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大家好，我是张晋涛。
上周在我的交换群里有个小伙伴问到了 Overlay2 相干的问题，这篇就来介绍一下。
本节，我将为你介绍 Docker 当初举荐应用的存储驱动 Overlay2，在开始之前，你能够执行以下命令来查看 Docker 正在应用的存储驱动：
(MoeLove) ➜ ~ docker info --format '{{.Driver}}'
overlay2 如果你看到的后果也是 overlay2 阐明你的 Docker 曾经在应用 overlay2 存储驱动了。我在集体工作站上用的是 btrfs，这是因为自从 Fedora 33 开始，btrfs 就成为了 Fedora 默认的文件系统。不过服务器上就都是 overlay2 了。
你也可能会看到其余不同的后果，能够在启动 docker daemon 的时候，通过 --storage-driver 参数进行指定，也能够在 /etc/docker/daemon.json 文件中通过 storage-driver 字段进行配置。
目前对于 Docker 最新版本而言，你有以下几种存储驱动可供选择：
overlay2fuse-overlayfsbtrfszfsaufsoverlaydevicemappervfs
但它们对于你应用的文件系统之类的都有不同的要求，且实现形式也不尽相同。我以本节的重点 overlay2 存储驱动为例，它须要你应用 Linux 4.x 以上版本的内核，或者是对于 RHEL/CentOS 等须要应用 3.10.0-514 以上的内核（旧版本中存在一些兼容性问题，我在之前的文章中有提到过）。
同时，它反对你应用 ext4 的文件系统，或者减少了 ftype=1 的 xfs 文件系统。能够通过 docker info 进行失去文件系统相干的信息。
# 省略了局部输入
(MoeLove) ➜ ~ docker info
Storage Driver: overlay2
Backing Filesystem: extfs
Supports d_type: true
Native Overlay Diff: true存储驱动的作用
后面尽管曾经聊了如何设置和查看以后在用的存储驱动，但尚未介绍为何肯定要应用存储驱动，以及它的作用。
还记得我在之前的文章《万字长文：彻底搞懂容器镜像构建》中为你介绍的 Docker 如何存储镜像相干的内容吗，如果忘了能够回头温习一下。
Docker 将容器镜像做了分层存储，每个层相当于蕴含着一条 Dockerfile 的指令。而这些层在磁盘上的存储形式，以及在启动容器时，如何组织这些层，并提供可写层，便是存储驱动的次要作用了。
另外须要留神的是：不同的存储驱动实现不同，性能也有差别，同时应用不同的存储驱动也会导致占用的磁盘空间有所不同。
同时： 因为它们的实现不同，当你批改存储驱动后，可能会导致看不到原有的镜像，容器等，这是失常的，不用放心，切换回原先的驱动即可见。
OverlayFS
理解完后面的背景常识后，你也看到了我方才列出的可用存储驱动中有两个 overlay 和 overlay2，其实 overlay2 算是 overlay 的升级版，这两个存储驱动所用的都是 OverlayFS。
overlay 驱动是在 2014 年 8 月份首次进入 Docker 的，而 overlay2 则是在 2016 年 6 月份被合并，并首次呈现在 Docker 1.12 中的。它的呈现是为了解决 overlay 存储驱动可能早层 inode 耗尽的问题。
简略介绍完 overlay 和 overlay2，咱们将重点回归到 OverlayFS 上。
咱们启动一个容器，以此为切入点来意识下 OverlayFS，留神： 以下内容应用 Linux 5.4 内核以及 Docker 20.10.21，不同环境下可能后果略有差别。
# 查看无在运行的容器和 overlay 挂载
(MoeLove) ➜ ~ mount |grep overlay
(MoeLove) ➜ ~ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
# 启动一个容器
(MoeLove) ➜ ~ docker run --rm -d alpine sleep 99999
caa9517ce0d799602735a30aaaaf123c07e07ff6e44c5a4b07e776af85780abe
(MoeLove) ➜ ~ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
caa9517ce0d7 alpine "sleep 99999" 23 seconds ago Up 22 seconds hopeful_dubinsky
# 查看 overlay 挂载
(MoeLove) ➜ ~ mount |grep overlay
overlay on /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/merged type overlay (rw,relatime,seclabel,lowerdir=/var/lib/docker/overlay2/l/5OO3RLRXHJPEH3IFEXNCTO4PY5:/var/lib/docker/overlay2/l/UVA7IR67ZZTN2BNTKCZ7T6HUWU,upperdir=/var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/diff,workdir=/var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/work)能够看到，在启动容器后，零碎上多了一个 OverlayFS (overlay) 的挂载。留神看其中的几个内容：
-
挂载点在：
/var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/merged(MoeLove) ➜ ~ sudo ls /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/merged bin dev etc home lib media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var其中的内容，看着很相熟，是咱们所启动容器根目录中的内容。为了验证这一说法，我在容器中新写一个文件：
(MoeLove) ➜ ~ docker exec -it $(docker ps -ql) sh / # echo 'Hello Docker' > moelove-info再次查看此挂载点中的内容：
(MoeLove) ➜ ~ sudo ls /var/lib/docker/overlay2/22be5e4dc4541a60aa4f6de628c3938e7fdc9c4b117277274cd911c46166986b/merged bin dev moelove-info etc home lib media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var (MoeLove) ➜ ~ sudo cat /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/merged/moelove-info Hello Docker能够看到方才写的内容曾经在这个挂载点的目录中了。
-
lowerdir: 这是是咱们 mount 中指定的目录。这个
lowerdir中蕴含两个目录，这是应用了内核对 OverlayFS multi layer 个性的反对，咱们别离查看下其中内容：(MoeLove) ➜ ~ sudo ls -a /var/lib/docker/overlay2/l/5OO3RLRXHJPEH3IFEXNCTO4PY5 . .. dev .dockerenv etc (MoeLove) ➜ ~ sudo ls -a /var/lib/docker/overlay2/l/UVA7IR67ZZTN2BNTKCZ7T6HUWU . .. bin dev etc home lib media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var这两个目录，是不是看着很相熟？
是的，它们就是咱们所启动容器根目录中的大部分内容。为什么说是大部分内容呢？当咱们查看其中的内容时，你也会发现它们的内容也并不残缺。比方咱们方才新写入的
moelove-info文件，或者当咱们查看etc目录下的文件，你也会发现其中都只是惯例零碎/etc目录下的局部内容。(MoeLove) ➜ ~ sudo ls /var/lib/docker/overlay2/l/5OO3RLRXHJPEH3IFEXNCTO4PY5/etc hostname hosts mtab resolv.conf (MoeLove) ➜ ~ sudo ls /var/lib/docker/overlay2/l/UVA7IR67ZZTN2BNTKCZ7T6HUWU/etc alpine-release fstab init.d modprobe.d mtab passwd protocols shells udhcpd.conf apk group inittab modules network periodic securetty ssl conf.d hostname issue modules-load.d opt profile services sysctl.conf crontabs hosts logrotate.d motd os-release profile.d shadow sysctl.d -
upperdir是另一个重要的目录，咱们来看看其中的内容(MoeLove) ➜ ~ sudo ls -a /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/diff . .. moelove-info root咱们发现这个目录中蕴含着方才创立的
moelove-info文件。同时，其中也蕴含一个root目录，这个目录便是咱们默认应用的root用户的家目录。如果去查看其中的内容，也会发现方才咱们执行命令的历史记录。
-
workdir这个目录和upperdir在同一个父目录下，查看其内容发现外面只有一个work目录(MoeLove) ➜ ~ sudo ls -a /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/work . .. work
看完以上的介绍，想必你曾经发现了它们之间的局部分割，在此之前，咱们在额定看一个目录，那就是 upperdir 和 workdir 以及挂载点独特的父目录：
(MoeLove) ➜ ~ sudo ls /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db
diff link lower merged work 你会发现这个目录下的内容就比拟直观了。咱们方才曾经看了其中 diff，merged 和 work 目录的内容了，当初看看 lower 中的内容吧：
(MoeLove) ➜ ~ sudo cat /var/lib/docker/overlay2/f4356a8f14342008fc298bf3d313b863d10f30ef447a3b2f51ea9ece0dec09db/lower
l/5OO3RLRXHJPEH3IFEXNCTO4PY5:l/UVA7IR67ZZTN2BNTKCZ7T6HUWU 咱们发现，lower 文件中的内容是以 : 分隔的两个 lowerdir 的目录名称。
至此，咱们能够失去以下论断：
lower是根底层，能够蕴含多个lowerdir；diff是可写层，即挂载时的upperdir，在容器内变更的文件都在这一层存储；merged是最终的合并后果，即容器给咱们出现进去的后果；
Overlay2
通过后面对 Docker 启动容器后挂载的 OverlayFS 的介绍后，Overlay2 的工作流程想必你也就比较清楚了。
将镜像各层作为 lower 根底层，同时减少 diff 这个可写层，通过 OverlayFS 的工作机制，最终将 merged 作为容器内的文件目录展现给用户。
你可能会有疑难，如果只是这样简略的组织，会不会有什么限度呢？答案是必定的，当然有限度，咱们能够通过 Overlay2 的代码来看
// daemon/graphdriver/overlay2/overlay.go#L442
func (d *Driver) getLower(parent string) (string, error) {
// 省略局部内容
if len(lowers) > maxDepth {return "", errors.New("max depth exceeded")
}
}能够看到其对 lower 的深度有硬编码的限度，以后硬编码的限度是 128。如果你在应用的过程中遇到这个谬误，那示意你超过了最大深度限度，你就须要找些方法来缩小层级了。
总结
本节，我为你介绍了 OverlayFS 及 Overlay2 存储驱动相干的内容。通过理论启动容器生成的相干目录来介绍 overlay2 的工作流程，想必通过这种形式能更易了解。
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