Docker系統八：Docker的存儲驅動

Docker存儲驅動

1. Docker存儲驅動歷史

Docker目前支持的greph driver包括：

• AUFS
• device-mapper
• btrfs
• overlayfs（重點）

關於各存儲驅的詳細介紹參照Docker五種存儲驅動原理及應用場景和性能測試對比

2. Docker overlayfs driver

1) 介紹

docker使用overlaysf的介紹如下：

• lowerdir指向image layer;
• upperdir指向container layer;
• merged整合lowerdir與upperdir提統統一視圖給容器作為根文件系統

如下圖：

2）容器內文件的讀寫優先級情況

I. read file

• upperdir存在，從container layer讀取；
• upperdir不存在，從lowerdir,即 image layer讀取；

II. write file

• upperdir存在，直接在upperdir寫；
• upperdir不存在，overlay發起copy_up操作，從lowerdir拷貝文件到upperdir進行寫，拷貝只會在第一次打開時發生。

III. deleting files and directories

• 刪除文件時，upperdir會創建一個witheout文件，會隱藏lowerdir的文件（非刪除）；
• 刪除目錄時，upperdir會創建一個opaque diectory，隱藏lowerdir的目錄；

3）. overlayfs driver實踐

• 指定overlay driver啟動：

$dockerd --storage-driver=overlay
$docker info
Containers: 0
 Running: 0
 Paused: 0
 Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 17.06.0-ce
Storage Driver: overlay
 Backing Filesystem: extfs
 Supports d_type: true
Logging Driver: json-file
Cgroup Driver: cgroupfs
Plugins:
 Volume: local
 Network: bridge host macvlan null overlay
 Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file logentries splunk syslog
Swarm: inactive
Runtimes: runc
Default Runtime: runc
Init Binary: docker-init
containerd version: cfb82a876ecc11b5ca0977d1733adbe58599088a
runc version: 2d41c047c83e09a6d61d464906feb2a2f3c52aa4
init version: 949e6fa

• 下載一個鏡像：

$docker pull centos:centos6
$docker images -a
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
centos              centos6             7ea307891843        4 weeks ago         194MB

• 查看鏡像的對應目錄

$ls /var/lib/docker/overlay/
8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7
$ls /var/lib/docker/overlay/8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7/root/
bin  etc  home  lib  lib64  lost+found  media  mnt  opt  root  sbin  selinux  srv  tmp  usr  var

• 創建容器

$docker run -it centos:centos6 /bin/bash
#在host里查看
$ls /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/
lower-id  merged/   upper/    work/
cat /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/lower-id
8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7
$cat /proc/mounts
overlay /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/merged overlay rw,relatime,lowerdir=/var/lib/docker/overlay/8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7/root,upperdir=/var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/upper,workdir=/var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/work 0 0

可以看到，容器對應的目錄有三個（merged, upper, work）, work用於overlayfs實現copy_up操作， lower-id保存images ID。

• 容器內創建文件

$echo "hello" > /root/f1.txt
$ls /root/
anaconda-ks.cfg  f1.txt  install.log  install.log.syslog

Host上overlay目錄變化

$ls /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/merged/root/
anaconda-ks.cfg  f1.txt  install.log  install.log.syslog
$ls /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/upper/root/
f1.txt
$ls /var/lib/docker/overlay/8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7/root/root/
anaconda-ks.cfg  install.log  install.log.syslog

• 容器內刪除文件

$rm /root/install.log
$ls /root/

Host上overlay目錄變化

$ls /var/lib/docker/overlay/8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7/root/root/
anaconda-ks.cfg  install.log  install.log.syslog

$ls /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/merged/root/
anaconda-ks.cfg  f1.txt  install.log.syslog

$ls /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/upper/root/* -l
-rw-r--r-- 1 root root    6 Sep  3 22:17 /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/upper/root/f1.txt
#發現upperdir多了一下instll.log文件
c--------- 1 root root 0, 0 Sep  3 22:24 /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/upper/root/install.log

$cat /var/lib/docker/overlay/12e6cab3449f07e2eeb8441ec366c214a9550130ea1367bd5e58b6375b00d9e8/lower-id
8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7

$ls /var/lib/docker/overlay/8c2dc4e8a8bb0bca70b6304984089f9f6fcf6e093ce9cf9818af3316ad7fb0d7/root/root/
anaconda-ks.cfg  install.log  install.log.syslog