1
# 手动创建 OverlayFS
2
mkdir -p /tmp/overlay/{lower1,lower2,upper,work,merged}
3

4
# 在 lower 层创建文件
5
echo "I am base layer" > /tmp/overlay/lower1/base.txt
6
echo "I am app layer" > /tmp/overlay/lower2/app.txt
7
echo "I am shared config" > /tmp/overlay/lower1/config.txt
8

9
# 挂载 OverlayFS
10
sudo mount -t overlay overlay /tmp/overlay/merged \
11
  -o lowerdir=/tmp/overlay/lower2:/tmp/overlay/lower1,\
12
upperdir=/tmp/overlay/upper,workdir=/tmp/overlay/work
13

14
# 查看合并后的文件系统
15
ls /tmp/overlay/merged/
16
# app.txt  base.txt  config.txt
17

18
# 读取文件（从 lower 层直接读取）
19
cat /tmp/overlay/merged/base.txt
20
# I am base layer

1
# 两个 lowerdir 都有同名文件
2
echo "from lower1" > /tmp/overlay/lower1/same.txt
3
echo "from lower2" > /tmp/overlay/lower2/same.txt
4

5
# lower2 优先级更高（在 lowerdir 参数中更靠右）
6
cat /tmp/overlay/merged/same.txt
7
# from lower2

1
# 修改 lower 层的文件（触发 copy-up）
2
echo "modified" >> /tmp/overlay/merged/base.txt
3

4
# 查看 upperdir——文件被复制到这里
5
ls /tmp/overlay/upper/
6
# base.txt
7

8
cat /tmp/overlay/upper/base.txt
9
# I am base layer
10
# modified
11

12
# lowerdir 的原始文件不变
13
cat /tmp/overlay/lower1/base.txt
14
# I am base layer

1
# 性能对比：修改大文件
2
# 创建一个 1GB 的文件在 lower 层
3
dd if=/dev/zero of=/tmp/overlay/lower1/bigfile bs=1M count=1024
4

5
# 修改 1 字节（触发 copy-up，复制整个 1GB 文件）
6
time echo "x" >> /tmp/overlay/merged/bigfile
7
# real  0m0.832s  ← copy-up 1GB 文件的时间
8

9
# 对比：直接在 upperdir 创建新文件
10
time dd if=/dev/zero of=/tmp/overlay/merged/newfile bs=1M count=1024
11
# real  0m0.521s  ← 直接写入，无需 copy-up

1
# 删除 lower 层的文件
2
rm /tmp/overlay/merged/config.txt
3

4
# 查看 upperdir——出现了 whiteout 文件
5
ls -la /tmp/overlay/upper/
6
# -rw-r--r--  base.txt
7
# c---------  config.txt  ← whiteout 标记（字符设备 0:0）
8

9
# whiteout 文件的设备号
10
stat /tmp/overlay/upper/config.txt
11
# Device type: 0,0  ← major=0, minor=0 标识 whiteout

1
# 创建目录结构
2
mkdir -p /tmp/overlay/lower1/mydir
3
echo "file1" > /tmp/overlay/lower1/mydir/file1.txt
4
echo "file2" > /tmp/overlay/lower1/mydir/file2.txt
5

6
# 重新挂载（确保看到最新内容）
7
sudo mount -t overlay overlay /tmp/overlay/merged \
8
  -o lowerdir=/tmp/overlay/lower2:/tmp/overlay/lower1,\
9
upperdir=/tmp/overlay/upper,workdir=/tmp/overlay/work
10

11
# 删除目录
12
rm -rf /tmp/overlay/merged/mydir
13

14
# 查看 upperdir
15
ls -la /tmp/overlay/upper/mydir/
16
# -c---------  file1.txt  ← whiteout
17
# -c---------  file2.txt  ← whiteout
18

19
# 或者使用 opaque 目录（更高效）
20
# 设置扩展属性
21
setfattr -n trusted.overlay.opaque -v "y" /tmp/overlay/upper/mydir

1
/var/lib/docker/overlay2/
2
├── <layer-id-1>/          # 镜像第 1 层（base）
3
│   ├── diff/              # 层内容
4
│   └── link               # 短链接名
5
├── <layer-id-2>/          # 镜像第 2 层（app）
6
│   ├── diff/              # 层内容
7
│   ├── lower              # 指向下一层的短链接
8
│   └── link               # 短链接名
9
├── <container-id>/        # 容器可写层
10
│   ├── diff/              # upperdir（容器修改）
11
│   ├── lower              # 指向镜像层的短链接
12
│   ├── merged/            # 合并后的文件系统
13
│   └── work/              # workdir
14
└── l/                     # 短链接目录
15
    ├── <short-id-1> -> ../<layer-id-1>/diff
16
    ├── <short-id-2> -> ../<layer-id-2>/diff
17
    └── ...

1
# 查看容器的 OverlayFS 挂载
2
mount | grep overlay
3

4
# 查看容器的镜像层
5
docker inspect nginx --format '{{json .RootFS.Layers}}' | python3 -m json.tool
6

7
# 查看容器可写层的大小
8
docker ps -s
9
# SIZE: 容器可写层大小
10
# VIRTUAL SIZE: 镜像 + 可写层总大小

1
# 查看当前存储驱动
2
docker info | grep "Storage Driver"
3
# Storage Driver: overlay2
4

5
# 修改存储驱动（需要清空 /var/lib/docker）
6
# 编辑 /etc/docker/daemon.json

1
{
2
  "storage-driver": "overlay2",
3
  "storage-opts": [
4
    "overlay2.override_kernel_check=true"
5
  ]
6
}

1
# 旧方式：嵌套挂载（每 128 层需要一次嵌套）
2
# mount -t overlay overlay /merged -o lowerdir=l3:l2:l1,upperdir=upper,workdir=work
3
# mount -t overlay overlay /merged2 -o lowerdir=l6:l5:l4:/merged,upperdir=upper2,workdir=work2
4

5
# 新方式：多层 lowerdir（一次挂载）
6
sudo mount -t overlay overlay /merged \
7
  -o lowerdir=l6:l5:l4:l3:l2:l1,upperdir=upper,workdir=work

1
# 启用 metacopy（在 daemon.json 中）
2
# "storage-opts": ["overlay2.metacopy=on"]
3

4
# 效果：chmod 只复制元数据（几 KB），而非整个文件

1
# index: 硬链接保证（同一 lower 文件的硬链接在 merged 中保持一致）
2
# "storage-opts": ["overlay2.index=on"]
3

4
# xino: 扩展 inode 编号（避免 inode 冲突）
5
# "storage-opts": ["overlay2.xino=on"]

1
#!/bin/bash
2
# 模拟 Docker 的 OverlayFS 容器文件系统
3

4
# 1. 创建镜像层
5
mkdir -p /tmp/container-sim/{layer1,layer2,layer3,upper,work,merged}
6

7
# Layer 1: 基础系统
8
mkdir -p /tmp/container-sim/layer1/{bin,lib,etc,dev,proc,sys,usr,var}
9
echo "root:x:0:0:root:/root:/bin/bash" > /tmp/container-sim/layer1/etc/passwd
10
echo "nameserver 8.8.8.8" > /tmp/container-sim/layer1/etc/resolv.conf
11

12
# Layer 2: 应用依赖
13
mkdir -p /tmp/container-sim/layer2/usr/local/{bin,lib}
14
echo "#!/bin/sh" > /tmp/container-sim/layer2/usr/local/bin/myapp
15
echo "echo 'Hello from myapp!'" >> /tmp/container-sim/layer2/usr/local/bin/myapp
16
chmod +x /tmp/container-sim/layer2/usr/local/bin/myapp
17

18
# Layer 3: 应用配置
19
mkdir -p /tmp/container-sim/layer3/etc/myapp
20
echo "port=8080" > /tmp/container-sim/layer3/etc/myapp/config.ini
21

22
# 2. 挂载 OverlayFS（模拟容器启动）
23
sudo mount -t overlay mycontainer /tmp/container-sim/merged \
24
  -o lowerdir=/tmp/container-sim/layer3:/tmp/container-sim/layer2:/tmp/container-sim/layer1,\
25
upperdir=/tmp/container-sim/upper,workdir=/tmp/container-sim/work
26

27
# 3. 查看合并后的文件系统
28
echo "=== 合并后的文件系统 ==="
29
find /tmp/container-sim/merged -type f
30

31
# 4. 修改文件（触发 copy-up）
32
echo "nameserver 1.1.1.1" > /tmp/container-sim/merged/etc/resolv.conf
33

34
# 5. 查看可写层
35
echo "=== 可写层（upperdir） ==="
36
find /tmp/container-sim/upper -type f
37

38
# 6. 删除文件（创建 whiteout）
39
rm /tmp/container-sim/merged/etc/myapp/config.ini
40

41
# 7. 查看 whiteout
42
echo "=== Whiteout 标记 ==="
43
ls -la /tmp/container-sim/upper/etc/myapp/
44

45
# 8. 清理
46
sudo umount /tmp/container-sim/merged
47
rm -rf /tmp/container-sim

1
#!/bin/bash
2
# 分析 Docker 镜像的层大小
3

4
IMAGE=$1
5

6
echo "=== 镜像层分析 ==="
7
echo "层 ID | 大小 | 命令"
8
echo "------|------|------"
9

10
# 获取镜像历史
11
docker history $IMAGE --no-trunc --format \
12
  '{{.ID}} | {{.Size}} | {{.CreatedBy}}' | head -20
13

14
echo ""
15
echo "=== 总大小 ==="
16
docker images $IMAGE --format '{{.Size}}'
17

18
echo ""
19
echo "=== 层复用分析 ==="
20
echo "使用该镜像层的容器："
21
docker ps --filter "ancestor=$IMAGE" --format "{{.ID}}\t{{.Names}}"

1
# 查看容器的可写层大小
2
docker ps -s
3
# SIZE 列显示可写层大小
4

5
# 查看可写层中的文件
6
docker diff mycontainer
7
# A /app/logs/access.log     ← 新增文件
8
# C /etc/nginx/nginx.conf    ← 修改文件
9
# D /app/cache/old_data      ← 删除文件（whiteout）
10

11
# 清理可写层中的大文件
12
docker exec mycontainer find /app/logs -name "*.log" -mtime +7 -delete

1
# inotify 在 OverlayFS 上的已知限制
2
# 1. lowerdir 中的文件变更可能不会触发 inotify 事件
3
# 2. copy-up 后的文件变更可以正常触发
4
# 3. Linux 5.11+ 改善了 inotify 支持
5

6
# 解决方案：将需要 inotify 的目录放在 Volume 中
7
docker run -v /app/data:/app/data myapp

1
# 1. 减少层数（合并 RUN 指令）
2
# 每条 RUN 一个层
3
# RUN apt-get update
4
# RUN apt-get install -y nginx
5
# 合并
6
# RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
7

8
# 2. 使用 BuildKit 缓存挂载
9
# RUN --mount=type=cache,target=/var/cache/apt \
10
#     apt-get update && apt-get install -y nginx
11

12
# 3. 大文件使用 Volume
13
# docker run -v /data:/app/data myapp
14

15
# 4. 查看 OverlayFS 的内核统计
16
cat /proc/fs/overlay/stats

1
mkdir -p /tmp/overlay-demo/{lower1,lower2,upper,work,merged}
2

3
# 在 lower 层创建文件
4
echo "I am base layer (lower1)" > /tmp/overlay-demo/lower1/base.txt
5
echo "I am app layer (lower2)" > /tmp/overlay-demo/lower2/app.txt
6
echo "I am shared config" > /tmp/overlay-demo/lower1/config.txt
7
echo "I will be modified" > /tmp/overlay-demo/lower1/modify.txt

1
mount -t overlay overlay \
2
  -o lowerdir=/tmp/overlay-demo/lower2:/tmp/overlay-demo/lower1,\
3
upperdir=/tmp/overlay-demo/upper,workdir=/tmp/overlay-demo/work \
4
  /tmp/overlay-demo/merged

1
ls /tmp/overlay-demo/merged/
2
# app.txt  base.txt  config.txt  modify.txt
3

4
cat /tmp/overlay-demo/merged/base.txt
5
# I am base layer (lower1)
6

7
cat /tmp/overlay-demo/merged/app.txt
8
# I am app layer (lower2)

1
# 修改 merged 中的文件
2
echo "I am modified!" > /tmp/overlay-demo/merged/modify.txt
3

4
# 查看 merged 中的内容（已修改）
5
cat /tmp/overlay-demo/merged/modify.txt
6
# I am modified!
7

8
# 查看 upperdir 中的内容（copy-up 发生在这里）
9
cat /tmp/overlay-demo/upper/modify.txt
10
# I am modified!
11

12
# 查看 lowerdir 中的原始文件（未变！）
13
cat /tmp/overlay-demo/lower1/modify.txt
14
# I will be modified

1
# 删除 merged 中的 app.txt
2
rm /tmp/overlay-demo/merged/app.txt
3

4
# merged 中已无 app.txt
5
ls /tmp/overlay-demo/merged/
6
# base.txt  config.txt  modify.txt
7

8
# upperdir 中出现 whiteout 标记（字符设备 0,0）
9
ls -la /tmp/overlay-demo/upper/
10
# c--------- 2 root root 0, 0 May  8 01:33 app.txt
11
# -rw-r--r-- 1 root root   15 May  8 01:33 modify.txt
12

13
# lowerdir 中的原始文件仍在
14
cat /tmp/overlay-demo/lower2/app.txt
15
# I am app layer (lower2)