UnionFS联合文件系统#

1. 什么是UnionFS?#

UnionFS即联合文件系统,它允许将多个不同的目录（或文件系统）透明地**叠加（overlay）**在一起，形成一个统一的视图。用户看到的是一个合并后的目录结构，而实际文件可能来自不同的底层目录或文件系统。

2. UnionFS的特性#

1. 叠加挂载（Overlay Mount）

   • 将多个目录（称为分支或层）按优先级合并为一个虚拟目录。
   • 上层文件会覆盖下层同名文件，但下层文件仍然存在（除非被显式删除）。

2. 写时复制（Copy-on-Write, CoW）

   • UnionFS的只读层默认不可写，修改文件时会先复制到可写层，避免直接修改底层数据。

3. 分层结构（Layering）

   • 支持多层叠加（如 Docker 镜像的分层机制），每一层可以独立管理。

这些特性意味着UnionFS可以实现:

1. 文件系统的分层和复用：可以将一个基础的文件系统作为多个子文件系统的共同底层，然后在子文件系统中进行添加或修改，对外展示最终叠加层。
2. 文件系统的跨平台和移植性：可以把不同操作系统或设备上的文件系统联合在一起，实现数据的共享和访问。
3. 高效存储与传输：由于CoW特性，仅在只读文件被修改时会复制，多个上层可基于同一个下层，实现存储的复用。
4. 数据的保护：因为修改均在上层可读写层进行，不会影响下层原始数据。

3. UnionFS中的各种概念，规则#

4. UnionFS 的各种实现#

• OverlayFS：Linux 内核原生支持的现代 UnionFS（性能更好，Docker 默认使用）。
• AUFS（Advanced Multi-Layered Unification Filesystem）：早期 Docker 使用的实现，现逐渐被 OverlayFS 取代。
• 传统UnionFS实现（如早期Union Mount方案）：传统的 Unix 实现，功能较简单。

截至目前[^本文撰写时]，docker在绝大多数发行版中默认使用基于OverlayFS的Overlay2驱动

5. Docker的UnionFS结构设计#

docker截至目前[^本文撰写时]默认使用Overlay2驱动。overlay2 是 Docker 基于 OverlayFS 开发的存储驱动（Storage Driver），专为容器镜像的分层管理优化。