overlay fs挂载及操作测试

overlayfs是目前使用比较广泛的层次文件系统，实现简单，性能较好，可以充分利用不同或则相同overlay文件系统的page cache，具有

• 上下合并
• 同名遮盖
• 写时拷贝

等特点。

一个 overlay 文件系统包含两个文件系统，一个 upper 文件系统和一个 lower 文件系统。lower文件系统的数据不会被修改，所有修改都发生在upper文件系统。除此之外，还有两个空目录：work 和 merged。work目录属于操作过程目录，merged目录属于overlay挂载目录（及挂载后的工作目录），会包含lower和upper两个系统的内容。

下面以实例演示挂载及操作：

首先加载overlay模块：

$ sudo modprobe overlay

然后在/tmp/overlay下创建四个目录，并在lower和upper下创建几个测试数据。

$ cd /tmp/
$ mkdir overlay/
$ cd overlay/
$ mkdir lower upper merged work
$ tree
.
├── lower
│   ├── ld
│   │   └── ld.txt
│   └── ld1.txt
├── merged
├── upper
│   ├── ud
│   │   └── ud.txt
│   └── ud2.txt
└── work

6 directories, 4 files

$ cat lower/ld1.txt
ld 1 test
$ cat upper/ud2.txt
ud 2 test

然后执行mount操作，可以看到merged下包含了lower和upper的所有文件，work目录已经没有权限读取。

$ sudo mount -t overlay overlay -olowerdir=./lower,upperdir=./upper,workdir=./work ./merged
$ df -lh
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
overlay          88G   65G   19G   78% /tmp/overlay/merged
$ tree
.
├── lower
│   ├── ld
│   │   └── ld.txt
│   └── ld1.txt
├── merged
│   ├── ld
│   │   └── ld.txt
│   ├── ld1.txt
│   ├── ud
│   │   └── ud.txt
│   └── ud2.txt
├── upper
│   ├── ud
│   │   └── ud.txt
│   └── ud2.txt
└── work
    └── work [error opening dir]

9 directories, 8 files

那么 lower 和 upper 目录里有相同的文件夹及相同的文件，合并到 merged 目录里时显示的是哪个呢？规则如下：

• 文件名及目录不相同，则 lower 及 upper 目录中的文件及目录按原结构都融入到 merged 目录中；
• 文件名相同，只显示 upper 层的文件，而 lower的隐藏 ;
• 目录名相同， 对目录进行合并成一个目录。将目录及目录下的所有文件合并到 merged 的 dir目录，目录内如有文件名相同，则同样只显示 upper 的。

overlay只支持两层，upper文件系统通常是可写的；lower文件系统则是只读，这就表示着，当我们对 overlay 文件系统做任何的变更，都只会修改 upper 文件系统中的文件。那下面看一下overlay文件系统的读，写，删除操作。

【读】：

• 读 upper 没有而 lower 有的文件时，需从 lower 读；
• 读只在 upper 有的文件时，则直接从 upper 读；
• 读 lower 和 upper 都有的文件时，则直接从 upper 读。

【写】：

• 对只在 upper 有的文件时，则直接在 upper 写；
• 对在lower 和 upper 都有的文件时，则直接在 upper 写；
• 对只在 lower 有的文件写时，则会做一个copy_up 的操作，先从 lower将文件拷贝一份到upper，同时为文件创建一个硬链接。此时可以看到 upper 目录下生成了两个新文件，写的操作只对从lower 复制到 upper 的文件生效，而 lower 还是原文件。

【删】：

• 删除 lower 和 upper 都有的文件时，upper 的会被删除，在 upper 目录下创建一个 ‘without' 文件，而 lower 的不会被删除；
• 删除 lower 有而 upper 没有的文件时，会为被删除的文件在 upper 目录下创建一个 ‘without' 文件，而 lower 的不会被删除；
• 删除 lower 和 upper 都有的目录时，upper 的会被删除，在 upper 目录下创建一个类似‘without' 文件的  ‘opaque' 目录，而 lower 的不会被删除。

可以看到，因为 lower 是只读，所以无论对 lower 上的文件和目录做任何的操作都不会对 lower 做变更。所有的操作都是对在 upper 做 。

然后就可以进入merged目录对ld1.txt和ud2.txt进行修改，然后可以看到lower下的文件不会发生任何改变，而upper下被改变了。对于upper下原本不存在的ld1.txt被修改后，upper下会多出一个ld1.txt的副本，内容是修改过的。

$ ls upper/ -l
总用量 12
-rw-rw-r-- 1 zwang zwang   29 5月  16 13:08 ld1.txt
drwxrwxr-x 2 zwang zwang 4096 5月  16 13:04 ud
-rw-rw-r-- 1 zwang zwang   28 5月  16 13:09 ud2.txt

如果删除merged下的ld1.txt，则upper下的ld1.txt会变成一个c标识文件，表明已经删除：

$ ls upper/ -l
总用量 8
c--------- 1 root  root  0, 0 5月  16 13:23 ld1.txt
drwxrwxr-x 2 zwang zwang 4096 5月  16 13:04 ud
-rw-rw-r-- 1 zwang zwang   28 5月  16 13:09 ud2.txt
$ cat upper/ld1.txt
cat: upper/ld1.txt: 权限不够
$ sudo cat upper/ld1.txt
cat: upper/ld1.txt: 没有那个设备或地址