AUFS工作原理是什么

本篇內(nèi)容主要講解“AUFS工作原理是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“AUFS工作原理是什么”吧!

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Rootfs

rootfs（根文件系統(tǒng)）是掛載在容器根目錄上，用來為容器進(jìn)程提供隔離后執(zhí)行環(huán)境的文件系統(tǒng)，就是所謂的“容器鏡像”。所以，一個(gè)最常見的 rootfs，或者說容器鏡像，會包括如下所示的一些目錄和文件，比如 /bin，/etc，/proc 等等：

$ ls /
bin dev etc home lib lib64 mnt opt proc root run sbin sys tmp usr var

而你進(jìn)入容器之后執(zhí)行的 /bin/bash，就是 /bin 目錄下的可執(zhí)行文件，與宿主機(jī)的 /bin/bash 完全不同。對 Docker 項(xiàng)目來說，它最核心的原理實(shí)際上就是為待創(chuàng)建的用戶進(jìn)程：

啟用 Linux Namespace 配置；
設(shè)置指定的 Cgroups 參數(shù)；
切換進(jìn)程的根目錄（Change Root）。

另外，需要明確的是，rootfs 只是一個(gè)操作系統(tǒng)所包含的文件、配置和目錄，并不包括操作系統(tǒng)內(nèi)核。在 Linux 操作系統(tǒng)中，這兩部分是分開存放的，操作系統(tǒng)只有在開機(jī)啟動時(shí)才會加載指定版本的內(nèi)核鏡像。所以說，rootfs 只包括了操作系統(tǒng)的“軀殼”，并沒有包括操作系統(tǒng)的“靈魂”。

那么，對于容器來說，這個(gè)操作系統(tǒng)的“靈魂”又在哪里呢？實(shí)際上，同一臺機(jī)器上的所有容器，都共享宿主機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)核。這就意味著，如果你的應(yīng)用程序需要配置內(nèi)核參數(shù)、加載額外的內(nèi)核模塊，以及跟內(nèi)核進(jìn)行直接的交互，你就需要注意了：這些操作和依賴的對象，都是宿主機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，它對于該機(jī)器上的所有容器來說是一個(gè)“全局變量”，牽一發(fā)而動全身。這也是容器相比于虛擬機(jī)的主要缺陷之一：畢竟后者不僅有模擬出來的硬件機(jī)器充當(dāng)沙盒，而且每個(gè)沙盒里還運(yùn)行著一個(gè)完整的 Guest OS 給應(yīng)用隨便折騰。

聯(lián)合文件系統(tǒng)

Docker 在鏡像的設(shè)計(jì)中，引入了層（layer）的概念。也就是說，用戶制作鏡像的每一步操作，都會生成一個(gè)層，也就是一個(gè)增量 rootfs。

當(dāng)然，這個(gè)想法不是憑空臆造出來的，而是用到了一種叫作聯(lián)合文件系統(tǒng)（Union File System）的能力。

Union File System 也叫 UnionFS，最主要的功能是將多個(gè)不同位置的目錄聯(lián)合掛載（union mount）到同一個(gè)目錄下。比如，我現(xiàn)在有兩個(gè)目錄 A 和 B，它們分別有兩個(gè)文件：

$ tree
.
├── A
│  ├── a
│  └── x
└── B
  ├── b
  └── x

然后，我使用聯(lián)合掛載的方式，將這兩個(gè)目錄掛載到一個(gè)公共的目錄 C 上：

$ mkdir C
$ mount -t aufs -o dirs=./A:./B none ./C

這時(shí)，我再查看目錄 C 的內(nèi)容，就能看到目錄 A 和 B 下的文件被合并到了一起：

$ tree ./C
./C
├── a
├── b
└── x

可以看到，在這個(gè)合并后的目錄 C 里，有 a、b、x 三個(gè)文件，并且 x 文件只有一份。這，就是“合并”的含義。此外，如果你在目錄 C 里對 a、b、x 文件做修改，這些修改也會在對應(yīng)的目錄 A、B 中生效。

Docker 中最常用的聯(lián)合文件系統(tǒng)有三種：AUFS、Devicemapper 和 OverlayFS。

AuFS

AUFS 目前并未被合并到 Linux 內(nèi)核主線，因此只有 Ubuntu 和 Debian 等少數(shù)操作系統(tǒng)支持 AUFS。你可以使用以下命令查看你的系統(tǒng)是否支持 AUFS：

root@cr7-ubuntu:~# grep aufs /proc/filesystems
nodev	aufs

執(zhí)行以上命令后，如果輸出結(jié)果包含aufs，則代表當(dāng)前操作系統(tǒng)支持 AUFS。AUFS 推薦在 Ubuntu 或 Debian 操作系統(tǒng)下使用，如果你想要在 CentOS 等操作系統(tǒng)下使用 AUFS，需要單獨(dú)安裝 AUFS 模塊。

當(dāng)確認(rèn)完操作系統(tǒng)支持 AUFS 后，你就可以配置 Docker 的啟動參數(shù)了。先在 /etc/docker 下新建 daemon.json 文件，并寫入以下內(nèi)容：

{
  "storage-driver": "aufs"
}

然后使用以下命令重啟 Docker：

systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

Docker 重啟以后使用 docker info 命令即可查看配置是否生效：

root@cr7-ubuntu:~# docker info
Client:
 Debug Mode: false

Server:
 Containers: 1
  Running: 1
  Paused: 0
  Stopped: 0
 Images: 1
 Server Version: 19.03.8
 Storage Driver: aufs  #可以看到 Storage Driver 已經(jīng)變?yōu)?nbsp;aufs
  Root Dir: /var/lib/docker/aufs
  Backing Filesystem: extfs
  Dirs: 3
  Dirperm1 Supported: true
 Logging Driver: json-file
 Cgroup Driver: cgroupfs
......

可以看到 Storage Driver 已經(jīng)變?yōu)?aufs，證明配置已經(jīng)生效，配置生效后就可以使用 AUFS 為 Docker 提供聯(lián)合文件系統(tǒng)了。

AUFS工作原理

AUFS 是聯(lián)合文件系統(tǒng)，意味著它在主機(jī)上使用多層目錄存儲，每一個(gè)目錄在 AUFS 中都叫作分支，而在 Docker 中則稱之為層（layer），但最終呈現(xiàn)給用戶的則是一個(gè)普通單層的文件系統(tǒng)，我們把多層以單一層的方式呈現(xiàn)出來的過程叫作聯(lián)合掛載。

AUFS工作原理是什么

如上圖，每一個(gè)鏡像層和容器層都是 /var/lib/docker 下的一個(gè)子目錄，鏡像層和容器層都在 aufs/diff 目錄下，每一層的目錄名稱是鏡像或容器的 ID 值，聯(lián)合掛載點(diǎn)在 aufs/mnt 目錄下，mnt 目錄是真正的容器工作目錄。

下面我們針對 aufs 文件夾下的各目錄結(jié)構(gòu)，在創(chuàng)建容器前后的變化做詳細(xì)講述： 1.當(dāng)一個(gè)鏡像未生成容器時(shí)，AUFS 的存儲結(jié)構(gòu)如下。

diff文件夾：存儲鏡像內(nèi)容，每一層都存儲在以鏡像層 ID 命名的子文件夾。
layers文件夾：存儲鏡像層關(guān)系的元數(shù)據(jù)，在 diif 文件夾下的每個(gè)鏡像層在這里都會有一個(gè)文件，文件的內(nèi)容為該層鏡像的所有父級鏡像的 ID。
mnt文件夾：聯(lián)合掛載點(diǎn)目錄，未生成容器時(shí)，該目錄為空。

2.當(dāng)一個(gè)鏡像已經(jīng)生成容器時(shí)，AUFS 存儲結(jié)構(gòu)會發(fā)生如下變化。

diff文件夾：當(dāng)容器運(yùn)行時(shí)，會在 diff 目錄下生成容器層，容器層是可讀寫的，存放容器相對于鏡像層不同的文件（新增或刪除）。另外 diff 目錄中還有以"-init"結(jié)尾的層，夾在容器層和鏡像層之間。Init 層是 Docker 項(xiàng)目單獨(dú)生成的一個(gè)內(nèi)部層，專門用來存放 /etc/hosts、/etc/resolv.conf 等信息。
layers文件夾：增加容器層相關(guān)的元數(shù)據(jù)。
mnt文件夾：容器的聯(lián)合掛載點(diǎn)，這和容器中看到的文件內(nèi)容一致。

AUFS工作場景

讀取文件

文件在容器層中存在時(shí)：當(dāng)文件存在于容器層時(shí)，直接從容器層讀取。
當(dāng)文件在容器層中不存在時(shí)：當(dāng)容器運(yùn)行時(shí)需要讀取某個(gè)文件，如果容器層中不存在時(shí)，則從鏡像層查找該文件，然后讀取文件內(nèi)容。
文件既存在于鏡像層，又存在于容器層：當(dāng)我們讀取的文件既存在于鏡像層，又存在于容器層時(shí)，將會從容器層讀取該文件。

修改文件或目錄 AUFS 對文件的修改采用的是寫時(shí)復(fù)制的工作機(jī)制，這種工作機(jī)制可以最大程度節(jié)省存儲空間。具體的文件操作機(jī)制如下。

第一次修改文件：當(dāng)我們第一次在容器中修改某個(gè)文件時(shí)，AUFS 會觸發(fā)寫時(shí)復(fù)制操作，AUFS 首先從鏡像層復(fù)制文件到容器層，然后再執(zhí)行對應(yīng)的修改操作。
AUFS 寫時(shí)復(fù)制的操作將會復(fù)制整個(gè)文件，如果文件過大，將會大大降低文件系統(tǒng)的性能，因此當(dāng)我們有大量文件需要被修改時(shí)，AUFS 可能會出現(xiàn)明顯的延遲。好在，寫時(shí)復(fù)制操作只在第一次修改文件時(shí)觸發(fā)，對日常使用沒有太大影響。
刪除文件或目錄：當(dāng)文件或目錄被刪除時(shí)，AUFS 并不會真正從鏡像中刪除它，因?yàn)殓R像層是只讀的，AUFS 會創(chuàng)建一個(gè)特殊的文件或文件夾（在 diff 目錄下創(chuàng)建 .wh 開頭的文件或文件夾），這種特殊的文件或文件夾會阻止容器的訪問。

AUFS演示

Docker的AUFS

拉取鏡像前

拉取鏡像前diff，layers，mnt 目錄都為空

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# tree -L 2
.
├── diff
├── layers
└── mnt

3 directories, 0 files

拉取鏡像后

拉取一個(gè)apline:latest的基礎(chǔ)鏡像

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# docker pull alpine
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/alpine
188c0c94c7c5: Pull complete
Digest: sha256:c0e9560cda118f9ec63ddefb4a173a2b2a0347082d7dff7dc14272e7841a5b5a
Status: Downloaded newer image for alpine:latest
docker.io/library/alpine:latest

拉取完鏡像后，可以看到diff，layer，mnt目錄下都新增了一個(gè)6b2b93d3f...目錄。其中：

diff下的6b2b93d3f...目錄中包含apline鏡像的相關(guān)目錄和文件。
layers下的6b2b93d3f...文件中內(nèi)容是空的，因?yàn)闆]有父級鏡像。
mnt下的6b2b93d3f...目錄內(nèi)容是空的，因?yàn)檫€沒有啟動容器。

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# tree -L 3
.
├── diff
│   └── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│       ├── bin
│       ├── dev
│       ├── etc
│       ├── home
│       ├── lib
│       ├── media
│       ├── mnt
│       ├── opt
│       ├── proc
│       ├── root
│       ├── run
│       ├── sbin
│       ├── srv
│       ├── sys
│       ├── tmp
│       ├── usr
│       └── var
├── layers
│   └── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7  #文件為空
└── mnt
    └── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7  #目錄為空

創(chuàng)建容器后

使用apline鏡像創(chuàng)建一個(gè)容器，但是先不運(yùn)行該容器。

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# docker create -it --name aufs-test alpine
965157ea214e48fdb8f10dbe1b254da442fff223496aacdc7ec2dd29b954b9d9

從下面可以看出，創(chuàng)建一個(gè)容器，實(shí)際上就是創(chuàng)建了一層讀寫層(容器層),也就是下面的76a069867...目錄。

diff目錄中的76a069867...-init目錄用來初始化容器環(huán)境，包含初始化的文件。76a069867...目錄是容器運(yùn)行后才會寫入的層，因?yàn)榇藭r(shí)容器還沒有運(yùn)行，所以該目錄是空的。
layer目錄中的新增的76a069867...-init文件存放了基本鏡像6b2b93d3f...的ID，76a069867文件存放了父級鏡像76a069867...-init和6b2b93d3f...的ID。
mnt目錄下也創(chuàng)建了對應(yīng)的聯(lián)合掛載目錄，76a069867...-init和76a069867目錄都為空。

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# tree -L 3
.
├── diff
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   │   ├── bin
│   │   ├── dev
│   │   ├── etc
│   │   ├── home
│   │   ├── lib
│   │   ├── media
│   │   ├── mnt
│   │   ├── opt
│   │   ├── proc
│   │   ├── root
│   │   ├── run
│   │   ├── sbin
│   │   ├── srv
│   │   ├── sys
│   │   ├── tmp
│   │   ├── usr
│   │   └── var
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
│       ├── dev
│       └── etc
├── layers
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
└── mnt
    ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
    ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
    └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init

查看layers下ID的關(guān)系：

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs/layers# ll
total 16
drwx------ 2 root root 4096 Nov  9 22:16 ./
drwx------ 5 root root 4096 Nov  9 10:30 ../
-rw-r--r-- 1 root root    0 Nov  9 21:03 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
-rw-r--r-- 1 root root  135 Nov  9 22:16 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
-rw-r--r-- 1 root root   65 Nov  9 22:16 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init

# 6b2b93d3fece..是基本鏡像，就沒有父級鏡像的ID了
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs/layers# cat 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7

# 76a069867...-init文件存放了基本鏡像6b2b93d3f...的ID
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs/layers# cat 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7

# 76a069867文件存放了父級鏡像76a069867...-init和6b2b93d3f...的ID
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs/layers# cat 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs/layers#

啟動容器后

使用 docker start 啟動容器，再次觀察 aufs 下的目錄：

diff 目錄的和前面一樣。
layer 目錄和前面一樣。
mnt 目錄的76a069867目錄新增了 diff 中3個(gè)目錄合并的內(nèi)容。

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# docker start aufs-test
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# tree -L 3
.
├── diff
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   │   ├── bin
│   │   ├── dev
│   │   ├── etc
│   │   ├── home
│   │   ├── lib
│   │   ├── media
│   │   ├── mnt
│   │   ├── opt
│   │   ├── proc
│   │   ├── root
│   │   ├── run
│   │   ├── sbin
│   │   ├── srv
│   │   ├── sys
│   │   ├── tmp
│   │   ├── usr
│   │   └── var
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
│       ├── dev
│       └── etc
├── layers
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
└── mnt
    ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
    ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
    │   ├── bin
    │   ├── dev
    │   ├── etc
    │   ├── home
    │   ├── lib
    │   ├── media
    │   ├── mnt
    │   ├── opt
    │   ├── proc
    │   ├── root
    │   ├── run
    │   ├── sbin
    │   ├── srv
    │   ├── sys
    │   ├── tmp
    │   ├── usr
    │   └── var
    └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init

45 directories, 3 files

在容器中新建 aufs.txt 文件，可以看到 diff 和mnt中的76a069867目錄都新增了 aufs.txt 文件。

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# docker exec aufs-test touch aufs.txt
root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# docker exec aufs-test ls -lartr
total 64
drwxr-xr-x   12 root     root          4096 Oct 21 09:23 var
drwxrwxrwt    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 tmp
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 srv
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 run
drwx------    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 root
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 opt
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 mnt
drwxr-xr-x    5 root     root          4096 Oct 21 09:23 media
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 home
drwxr-xr-x    7 root     root          4096 Oct 21 09:23 usr
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 sbin
drwxr-xr-x    7 root     root          4096 Oct 21 09:23 lib
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Oct 21 09:23 bin
drwxr-xr-x   15 root     root          4096 Nov 10 03:16 etc
-rwxr-xr-x    1 root     root             0 Nov 10 03:16 .dockerenv
dr-xr-xr-x   13 root     root             0 Nov 10 03:17 sys
dr-xr-xr-x  255 root     root             0 Nov 10 03:17 proc
drwxr-xr-x    5 root     root           360 Nov 10 03:17 dev
-rw-r--r--    1 root     root             0 Nov 10 03:19 aufs.txt
drwxr-xr-x   25 root     root          4096 Nov 10 03:19 ..
drwxr-xr-x   25 root     root          4096 Nov 10 03:19 .

root@cr7-ubuntu:/var/lib/docker/aufs# tree -L 3
.
├── diff
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   │   ├── bin
│   │   ├── dev
│   │   ├── etc
│   │   ├── home
│   │   ├── lib
│   │   ├── media
│   │   ├── mnt
│   │   ├── opt
│   │   ├── proc
│   │   ├── root
│   │   ├── run
│   │   ├── sbin
│   │   ├── srv
│   │   ├── sys
│   │   ├── tmp
│   │   ├── usr
│   │   └── var
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   │   └── aufs.txt  
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
│       ├── dev
│       └── etc
├── layers
│   ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
│   ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
│   └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init
└── mnt
    ├── 6b2b93d3feced2838351bad5a459ebc13a55eca45007692ca1622a0c30e986b7
    ├── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0
    │   ├── aufs.txt
    │   ├── bin
    │   ├── dev
    │   ├── etc
    │   ├── home
    │   ├── lib
    │   ├── media
    │   ├── mnt
    │   ├── opt
    │   ├── proc
    │   ├── root
    │   ├── run
    │   ├── sbin
    │   ├── srv
    │   ├── sys
    │   ├── tmp
    │   ├── usr
    │   └── var
    └── 76a069867e2f7a662dda1c9e8ec0e3df868319a51631a584824a2c70e1ca01c0-init

45 directories, 5 files

可是，你有沒有想到這樣一個(gè)問題：如果我現(xiàn)在要做的，是刪除只讀層里的一個(gè)文件呢？

為了實(shí)現(xiàn)這樣的刪除操作，AuFS 會在可讀寫層創(chuàng)建一個(gè) whiteout 文件，把只讀層里的文件“遮擋”起來。比如，你要刪除只讀層里一個(gè)名叫 foo 的文件，那么這個(gè)刪除操作實(shí)際上是在可讀寫層創(chuàng)建了一個(gè)名叫.wh.foo 的文件。這樣，當(dāng)這兩個(gè)層被聯(lián)合掛載之后，foo 文件就會被.wh.foo 文件“遮擋”起來，“消失”了。這個(gè)功能，就是“ro+wh”的掛載方式，即只讀 +whiteout 的含義。我喜歡把 whiteout 形象地翻譯為：“白障”。

AUFS手動演示

準(zhǔn)備演示目錄和文件

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# tree
.
├── diff  
│   ├── container #容器層目錄
│   │   └── container.txt
│   ├── image1   #鏡像層目錄
│   │   └── image1.txt
│   └── image2   #鏡像層目錄
│       └── image2.txt
└── mnt

5 directories, 3 files

創(chuàng)建 AUFS 聯(lián)合文件系統(tǒng)

使用 mount 命令可以創(chuàng)建 AUFS 類型的文件系統(tǒng)，命令如下：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# mount -t aufs -o dirs=./diff/container/:./diff/image1/:./diff/image2/ none ./mnt/

mount 命令創(chuàng)建 AUFS 類型文件系統(tǒng)時(shí)，這里要注意，dirs 參數(shù)第一個(gè)冒號默認(rèn)為讀寫權(quán)限，后面的目錄均為只讀權(quán)限，與 Docker 容器使用 AUFS 的模式一致。

執(zhí)行完上述命令后，mnt 變成了 AUFS 的聯(lián)合掛載目錄，我們可以使用 mount 命令查看一下已經(jīng)創(chuàng)建的 AUFS 文件系統(tǒng)：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# mount -t aufs
none on /tmp/aufs/mnt type aufs (rw,relatime,si=1448e4c4c7bc84)

我們每創(chuàng)建一個(gè) AUFS 文件系統(tǒng)，AUFS 都會為我們生成一個(gè) ID，這個(gè) ID 在 /sys/fs/aufs/ 會創(chuàng)建對應(yīng)的目錄，在這個(gè) ID 的目錄下可以查看文件掛載的權(quán)限。

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# cat /sys/fs/aufs/si_1448e4c4c7bc84/*
/tmp/aufs/diff/container=rw
/tmp/aufs/diff/image1=ro
/tmp/aufs/diff/image2=ro
64
65
66
/tmp/aufs/diff/container/.aufs.xino

可以看到container目錄的權(quán)限為rw（代表可讀寫），image1和image2的權(quán)限為ro（代表只讀）。為了驗(yàn)證 mnt 目錄下可以看到 container、image1 和 image2 目錄下的所有內(nèi)容，我們使用 ls 命令查看一下 mnt 目錄：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# ls mnt/
container.txt  image1.txt  image2.txt

此時(shí)的目錄結(jié)構(gòu)：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# tree
.
├── diff
│   ├── container
│   │   └── container.txt
│   ├── image1
│   │   └── image1.txt
│   └── image2
│       └── image2.txt
└── mnt  #mnt目錄下包含鏡像層和容器層的內(nèi)容
    ├── container.txt
    ├── image1.txt
    └── image2.txt

5 directories, 6 files

可以看到 mnt 目錄下已經(jīng)出現(xiàn)了我們準(zhǔn)備的所有鏡像層和容器層的文件。下面讓我們來驗(yàn)證一下 AUFS 的寫時(shí)復(fù)制。

驗(yàn)證 AUFS 的寫時(shí)復(fù)制

AUFS 的寫時(shí)復(fù)制是指在容器中，只有需要修改某個(gè)文件時(shí)，才會把文件從鏡像層復(fù)制到容器層，下面我們通過修改聯(lián)合掛載目錄 mnt 下的內(nèi)容來驗(yàn)證下這個(gè)過程。

我們使用以下命令修改 mnt 目錄下的 image1.txt 文件：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# echo "Hello, Image layer1 changed!" > mnt/image1.txt

然后我們查看下 image1/image1.txt 文件內(nèi)容：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# cat diff/image1/image1.txt
Hello,Image layer1!

發(fā)現(xiàn)“鏡像層”的 image1.txt 文件并未被修改。然后我們查看一下"容器層"對應(yīng)的 image1.txt 文件內(nèi)容：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# cat diff/container/image1.txt
Hello, Image layer1 changed!

發(fā)現(xiàn) AUFS 在“容器層”自動創(chuàng)建了 image1.txt 文件，并且內(nèi)容為我們剛才寫入的內(nèi)容。此時(shí)的目錄結(jié)構(gòu)：

root@cr7-ubuntu:/tmp/aufs# tree
.
├── diff
│   ├── container
│   │   ├── container.txt
│   │   └── image1.txt #自動創(chuàng)建的image1.txt文件
│   ├── image1
│   │   └── image1.txt
│   └── image2
│       └── image2.txt
└── mnt
    ├── container.txt
    ├── image1.txt
    └── image2.txt

5 directories, 7 files

到此，相信大家對“AUFS工作原理是什么”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！

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AUFS工作場景

AUFS演示

Docker的AUFS

拉取鏡像前

拉取鏡像后

創(chuàng)建容器后

啟動容器后

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