OverlayFS是內核提供的，一個類似於AUFS 的現代聯合文件系統，實現簡單，且可能更快一些。
overlay和overlay2(Docker1.12+)是docker的存儲驅動，可以通過docker.service啟動參數中的--storage-driver參數設置。
一、OverlayFS
OverlayFS將單個Linux主機上的兩個目錄合並成一個目錄，對外提供一個統一的視角，這些目錄被稱為層，合並過程被稱為聯合掛載。OverlayFS下層目錄稱為lowerdir， 上層目錄稱為upperdir，合並對外展示的統一視圖稱為merged。下層是只讀的，上層是可寫的，並且上層目錄會覆蓋下層目錄的內容。
當需要修改一個文件時，使用Copy-on-Write(寫時復制)將文件從只讀的Lower復制到可寫的Upper進行修改，結果也保存在Upper層。
在Docker中，底下的只讀層就是Image，可寫層就是Container。
下圖分層圖，鏡像層是lowdir，容器層是upperdir，統一的視圖層是merged層
二、overlay
overlay是docker的存儲驅動，默認存儲路徑是/var/lib/docker/overlay/，在該路徑下，每個鏡像層都有一個對應的目錄，包含了該層鏡像的內容，每個鏡像層只包含一個root目錄。 鏡像層目錄中，共享的數據使用的是硬鏈接，他們的inode號相同，這樣做有效地利用了磁盤。
創建容器時，會在已有的鏡像層上創建一層容器層，容器層在路徑/var/lib/docker/overlay下也存在對應的目錄，鏡像頂層是overlay中的只讀lowerdir，容器的新目錄是可寫的upperdir。
文件 lower-id 用來記錄下層的鏡像層，upper 包含了容器層的內容。創建容器時將lower-id指向的鏡像層目錄以及upper目錄聯合掛載到merged目錄，work 用來完成如 copy-on_write 的操作。
如果在創建的容器中創建一個文件file，則在對應的讀寫層目錄中，發現upper目錄下多出了一個file文件，就是剛才在容器中創建的文件。
注意：docker1.10+使用基於內容的尋址，鏡像層ID和/var/lib/docker中的目錄名不再一一對應
三、overlay2
overlay2是overlay的改進版，只支持4.0以上內核(centos 3.10.0-514及以上內核版本也有此特性)，添加了Multiple lower layers in overlayfs的特性，所以overlay2可以直接造成muitiple lower layers不用像overlay一樣要通過硬鏈接的方式，所以消耗更少的inode。
overlay2的默認存儲路徑是/var/lib/docker/overlay2/，每個鏡像層都有一個對應的目錄，包含了該層鏡像的內容。
”l“目錄包含一些符號鏈接作為縮短的層標識符，這些縮短的標識符用來避免掛載時超出頁面大小的限制。
啟動一個容器，也是載/var/lib/docker/overlay2目錄下生成一層容器層，目錄包括diff，link，lower，merged，work，
diff記錄每一層自己內容的數據，link記錄該層鏈接目錄（實際是l目錄下到層的鏈接），lower記錄下層鏡像的鏈接，merged是聯合掛載目錄，work記錄對容器的操縱。
最底層包含”link”文件，這個文件記錄着作為標識符的更短的符號鏈接的名字，最底層還有一個”diff”目錄，包含實際內容，因為是最底層，所以不包含lower文件。
從第二層開始，每層鏡像層包含”lower“文件，根據這個文件可以索引構建出整個鏡像的層次結構。
四、容器的讀寫
對於讀：
讀的文件只存在在容器層，直接從容器層讀；
讀的文件不在容器層，則從鏡像層進行讀；
讀的文件在容器層和鏡像層，讀容器層中的文件，因為容器層隱藏了鏡像層同名的文件；
對於寫：
寫的文件在容器層，直接寫入；
寫的文件不在容器層，在鏡像層，由於文件不在容器層，因此overlay/overlay2存儲驅動使用CoW操作從鏡像層拷貝文件到容器層，然后將寫入的內容寫入到拷貝的文件中；
刪除文件和目錄，刪除鏡像層的文件，會在容器層創建一個whiteout文件來隱藏它；刪除鏡像層的目錄，會創建opaque目錄，它和whiteout文件有相同的效果；
重命名目錄，對一個目錄調用rename(2)僅僅在資源和目的地路徑都在頂層時才被允許，否則返回EXDEV。
五、overlay和overlay2的區別
本質區別是鏡像層之間共享數據的方法不同，
overlay共享數據方式是通過硬連接，只掛載一層,其他層通過硬連接形式共享(增加了磁盤inode的負擔)，
而overlay2是通過每層的 lower文件。