网站导航
> 技术文档 > docker的文件系统Overlay2

docker的文件系统Overlay2

网友: 技术文档 2025-08-08 05:24:51

OverlayFS（Overlay2）文件系统深度解析

Overlay2 是 Docker 默认使用的联合文件系统（Union Filesystem），用于管理容器镜像的分层存储和容器运行时文件系统的合并。它基于 Linux 内核的 OverlayFS 技术，是早期 aufs 和 overlay 的改进版本。

1. OverlayFS 的核心概念

OverlayFS 通过堆叠多层目录来实现文件系统的联合挂载，主要分为：

  • Lower Dir（下层，只读）：通常是镜像层（Image Layers）。

  • Upper Dir（上层，可写）：容器运行时新增或修改的文件。

  • Work Dir（工作目录）：OverlayFS 内部用于准备文件的临时目录。

  • Merged Dir（合并视图）：最终呈现给容器的统一文件系统。

2. Overlay2 在 Docker 中的工作方式

Docker 镜像采用分层存储，每一层都是一个只读文件系统（Lower Dir）。当启动容器时，Overlay2 会：

  1. 镜像层（Lower Dir）：所有镜像层按顺序堆叠（如 base-image → apt-get install → copy files）。

  2. 容器层（Upper Dir）：在镜像层之上创建一个可写层，存储容器运行时的修改。

  3. 合并视图（Merged）：将只读层和可写层合并，形成容器的完整文件系统。

3. 查看 Docker 的 Overlay2 存储结构

Docker 的 Overlay2 数据默认存储在 /var/lib/docker/overlay2/（如果你的示例中挂载在 /mnt/newdisk/docker/overlay2，说明 Docker 数据目录被迁移到了该磁盘）。

关键目录说明

/var/lib/docker/overlay2/├──   # 每个镜像或容器层对应一个目录│ ├── diff # 该层的实际文件内容（相当于 Lower Dir）│ ├── link # 短标识符（用于避免长ID路径问题）│ ├── lower # 指向父层的引用（如 `l/ABC123`）│ └── work # OverlayFS 内部工作目录├── l/  # 短链接目录（优化路径访问）└──  # 容器运行时目录 ├── merged/ # 合并后的文件系统（容器看到的视图） ├── upper/  # 可写层（Upper Dir） └── work/ # OverlayFS 工作目录

4. 文件读写规则

操作类型 行为 读取文件 从最上层 Lower Dir 开始查找，直到找到该文件。 修改文件 文件若在 Lower Dir（只读），则先复制到 Upper Dir（写时复制，CoW），再修改。 删除文件 在 Upper Dir 创建 whiteout 文件（如 .wh.filename），隐藏 Lower Dir 中的文件。 新建文件 直接写入 Upper Dir。

5.  df -h 显示多个 Overlay 挂载

overlay 334G 159G 160G 50% /mnt/newdisk/docker/overlay2/.../merged

  • 每个 merged 目录对应一个正在运行的容器的合并视图。

  • 由于多个容器可能共享相同的镜像层（Lower Dir），但每个容器有自己的 Upper Dir，因此 df 可能会重复统计共享层（实际磁盘占用并非简单相加）。

6. Overlay2 的优点

  1. 高效分层存储：多个容器共享相同的基础镜像层，节省空间。

  2. 写时复制（CoW）：只有修改文件时才复制，减少磁盘 I/O。

  3. 性能较好：相比 aufs 和 devicemapper，Overlay2 是 Docker 推荐的存储驱动。

7. 潜在问题与注意事项

（1）磁盘空间显示不准确

  • df 可能会重复计算共享层，实际占用比显示的要小。

  • 用 docker system df 查看 Docker 的真实磁盘使用情况：

    docker system df

    输出示例：

    TYPE TOTAL ACTIVE SIZE RECLAIMABLEImages 5 3 2.1GB 800MB (38%)Containers 3 1 300MB 300MB (100%)Local Volumes 2 1 500MB 500MB (100%)

（2）清理无用数据

  • 删除无用镜像、容器和卷：

    docker system prune -a # 清理所有未使用的对象docker volume prune # 清理未使用的卷

（3）大文件导致磁盘占满

  • 容器日志或应用程序写入的大文件可能堆积在 Upper Dir。

  • 检查容器日志大小：

    docker logs  --tail 100 # 查看日志

  • 限制日志大小（在 docker run 时添加 --log-opt max-size=10m）。

8. 进阶：手动调试 Overlay2

如果想直接查看某个容器的文件系统：

# 找到容器的 Merged Dir（需 root 权限）docker inspect  | grep MergedDir# 进入合并后的文件系统ls /var/lib/docker/overlay2//merged

总结

  • Overlay2 是 Docker 的分层存储引擎，通过联合挂载实现高效的文件管理。

  • Lower Dir（镜像层）只读，Upper Dir（容器层）可写，merged 是最终视图。

  • df -h 可能显示重复统计，建议用 docker system df 查看真实占用。

  • 定期清理无用镜像和日志，避免磁盘占满。

网络标签：

相关问题