如何使用 OverlayFS？

Question

此答复和电子邮件消息表明 Ubuntu 11.10 中提供了名为“OverlayFS”的内容，并将强制替换 Ubuntu 12.04 中的 aufs。

我如何使用它？它的文档在哪里？

Answer 1

编辑：自从写下这个答案后，overlayfs 中的一些事情发生了变化，即添加了一个必需的参数workdir，请参阅下面的totti 的答案以获取有关此新参数的详细说明。

我终于设法找到了。我在内核源代码中找到了对它的引用，但由于某种原因它没有出现在 kernel.org 的 git 树中。但！如果您像这样拉取 Ubuntu 内核源代码：apt-get source linux-image-3.0.0-16-generic您可以在linux-3.0.0/Documentation/overlayfs.txt. 它也可以在 linux-doc 包中找到/usr/share/doc/linux-doc/filesystems/overlayfs.txt.gz。

由于实际的帮助文档更多的是“它是如何工作的”而不是“如何安装它”，这里有一个简短的纲要（内核文档中有一个示例）：

mount -t overlayfs -o [mount options] overlayfs [mountpoint for merged system]

[挂载选项]可以是：

• lowerdir=somedir: lowerdir 是您要放置新文件系统的目录，如果有重复，这些将被（实际上，隐藏以支持）upperdir 的版本覆盖
• upperdir=somedir: upperdir 是你想要覆盖lowerdir 的目录。如果lowerdir 和upperdir 中存在重复的文件名，则upperdir 的版本优先。
• 标准安装选项。我从代码中看到的唯一一个是 ro/rw，但您可以进行试验。

一开始让我感到困惑的一件事，所以我可能应该澄清一下，挂载overlayfs 实际上并没有挂载文件系统。我试图使用overlayfs挂载挂载squashfs文件系统，但这不是它的工作原理。您必须首先将（在我的情况下为 squashfs）文件系统挂载到任意目录，然后使用 overlayfs 将挂载点（目录）和另一个目录合并到第三级目录（overlayfs 挂载点）（编辑：这个“第三级”目录实际上可以是 upperdir= 目录）。三级目录是您将看到合并的文件系统（或目录树 - 它很灵活）的地方。

示例 1，覆盖根文件系统

我一直在研究 Ubuntu 混合启动盘，其中基本 Ubuntu 系统作为 filesystem.squashfs 存在，我有名为 ubuntu.overlay kubuntu.overlay xubuntu.overlay 和 lubuntu.overlay 的文件。.overlay 文件是所述系统的基本安装，其中 filesystem.squashfs 的内容被修剪（以节省空间）。然后我修改了 init 脚本以使用overlayfs 和上述选项覆盖正确的发行版的 .overlay 文件（来自引导参数），它就像一个魅力！

这些是我在 init 脚本中使用的行（一旦所有变量都被翻译）：

mkdir -p /overlay
mount -t squashfs /cdrom/casper/ubuntu.overlay /overlay
mount -t overlayfs -o lowerdir=/filesystem.squashfs,upperdir=/overlay overlayfs /

注意上面的filesystem.squashfs是casper创建的目录，不是文件。

这三个语句创建一个/overlay目录，在该/overlay目录上挂载一个 squashfs 文件系统，然后使用 OverlayFS 从本质上合并/overlayover的内容/。

示例2，两个目录的透明合并

在为每个版本重新构建实时 USB 的过程中，我使用 OverlayFS 来节省大量时间。我从一个名为 ubuntu-base 的目录开始，其中包含最基本的安装 ubuntu-core 映像的内容。然后我将创建名为 ubuntu、kubuntu、lubuntu 和 xubuntu 的目录。

然后，我使用 OverlayFS 使来自 ubuntu-base 的文件显示在各个目录中。我会使用这样的东西：

mount -t overlayfs -o lowerdir=ubuntu-base,upperdir=kubuntu overlayfs kubuntu

这使得来自 ubuntu-base 的文件显示在 kubuntu 文件夹中。然后，我可以chroot到 kubuntu 文件夹并执行类似apt-get install kubuntu-desktop. 在此 OverlayFS 挂载中所做的任何更改都将保留在上层目录中，在本例中为 kubuntu 文件夹。然后，一旦我卸载 OverlayFS，就会挂载真正存在于 ubuntu-base 但“镜像”到 kubuntu 文件夹中的文件，除非它们已被更改。这使我不必在 ubuntu-base 中拥有多个文件副本，同时仍然能够使用它们，就好像它们物理存在于每个位置一样。

Answer 2

从https://www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/overlayfs.txt：

上下

覆盖文件系统结合了两个文件系统——一个“上层”文件系统和一个“下层”文件系统。当两个文件系统中都存在名称时，“上层”文件系统中的对象是可见的，而“下层”文件系统中的对象是隐藏的，或者在目录的情况下与“上层”对象合并。

引用上层和下层“目录树”而不是“文件系统”会更正确，因为两个目录树很可能位于同一个文件系统中，并且不需要为文件系统提供根目录上或下。

下层文件系统可以是 Linux 支持的任何文件系统，不需要是可写的。下层文件系统甚至可以是另一个overlayfs。上层文件系统通常是可写的，如果是，它必须支持创建 trust.* 扩展属性，并且必须在 readdir 响应中提供有效的 d_type，因此 NFS 不适合。

两个只读文件系统的只读覆盖可以使用任何文件系统类型。

目录

覆盖主要涉及目录。如果给定的名称出现在上层和下层文件系统中，并且指的是任一中的非目录，则下层对象是隐藏的 - 该名称仅指上层对象。

在上层对象和下层对象都是目录的情况下，形成合并目录。

在挂载时，作为挂载选项“lowerdir”和“upperdir”给出的两个目录合并为一个合并目录：

mount -t overlay overlay -olowerdir=/lower,upperdir=/upper,workdir=/work /merged

“workdir”必须是与 upperdir 位于同一文件系统上的空目录。

然后，每当在这样的合并目录中请求查找时，都会在每个实际目录中执行查找，并将组合结果缓存在属于覆盖文件系统的 dentry 中。如果两个实际查找都找到目录，则两者都被存储并创建一个合并目录，否则只存储一个：如果存在，则为上层，否则为下层。

仅合并目录中的名称列表。其他内容，例如元数据和扩展属性，仅针对上层目录报告。下级目录的这些属性是隐藏的。

Answer 3

我已经扩展了这些artikels 以包含一个用于设置只读根fs 的overlayfs 脚本。

• 英文：https : //help.ubuntu.com/community/aufsRootFileSystemOnUsbFlash
• 德语：http : //wiki.ubuntuusers.de/Nur-Lesen_Root-Dateisystem

希望能帮助到你。

Answer 4

最小的可运行示例

# Create the filesystems.
dd if=/dev/zero of=lower.ext4 bs=1024 count=102400
mkfs -t ext4 lower.ext4
cp lower.ext4 upper.ext4
mkdir lower upper overlay
sudo mount lower.ext4 lower
sudo mount upper.ext4 upper
sudo chown "$USER:$USER" lower upper
printf lower-content > lower/lower-file
# Upper and work must be on the same filesystem.
mkdir upper/upper upper/work
printf upper-content > upper/upper/upper-file
# Work must be empty. E.g. this would be bad:
#printf work-content > upper/work/work-file
# Make the lower readonly to show that that is possible:
# writes actually end up on the upper filesystem.
sudo mount -o remount,ro lower.ext4 lower

# Create the overlay mount.
sudo mount \
  -t overlay \
  -o lowerdir=lower,upperdir=upper/upper,workdir=upper/work \
  none \
  overlay \
;

# Interact with the mount.
printf 'overlay-content' > overlay/overlay-file
ls lower upper/upper upper/work overlay

# Write to underlying directories while mounted
# gives undefined behaviour.
#printf lower-content-2 > lower/lower-file-2
#printf upper-content-2 > upper/upper-file-2

# Unmount the overlay and observe state.
sudo umount overlay
ls lower upper/upper upper/work

# Cleanup.
sudo umount upper lower

GitHub 上游.

第一个ls带有挂载的输出：

lower:
lost+found  lower-file

overlay:
lost+found  lower-file  overlay-file  upper-file

upper/upper:
overlay-file  upper-file

upper/work:
work

ls没有挂载的第二个输出：

lower:
lost+found  lower-file

upper/upper:
overlay-file  upper-file

upper/work:
work

解释：

• 下：写入覆盖后不变
• 上：收到修改覆盖
• 覆盖：显示上下两个文件
• work：包含一些work/我们不应该关心的随机内容（一个目录）

示例改编自：示例 OverlayFS 用法

这是一个具有多个较低层的更复杂的示例：Overlayfs reload with multiple layers (migration away from aufs)

在 Ubuntu 18.04、Linux 内核 4.15.0 上测试。