目录
1、查看docker的存储驱动
1.1 测试环境下
1.2 正式环境下
2、docker支持的五种存储驱动
3、各类存储驱动的说明
3.1 AUFS
3.2 OverlayFS
3.3 Devicemapper
3.4 Btrfs
3.5 ZFS
4、存储驱动对比及适应场景
1、查看docker的存储驱动
1.1 测试环境下
1.2 正式环境下
2、docker支持的五种存储驱动
- AUFS
- ZFS
- Btrfs
- Devicemapper
- OverlayFS
3、各类存储驱动的说明
3.1 AUFS
详情见我之前的 Union FS 技术 部分的博客
3.2 OverlayFS
Overlay是Linux内核3.18后支持的,也是一种Union FS,和AUFS的多层不同的是Overlay只有两层:一个upper文件系统和一个lower文件系统,分别代表Docker的容器层和镜像层。
当需要修改一个文件时,使用CoW将文件从只读的lower复制到可写的upper进行修改,结果也保存在upper层。在Docker中,底下的只读层就是image,可写层就是Container。目前最新的OverlayFS为Overlay2。
3.3 Devicemapper
Device mapper是Linux内核2.6.9后支持的,提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制,在该机制下,用户可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略。前面讲的AUFS和OverlayFS都是文件级存储,而Device mapper是块级存储,所有的操作都是直接对块进行操作,而不是文件。
Device mapper驱动会先在块设备上创建一个资源池,然后在资源池上创建一个带有文件系统的基本设备,所有镜像都是这个基本设备的快照,而容器则是镜像的快照。所以在容器里看到文件系统是资源池上基本设备的文件系统的快照,并没有为容器分配空间。当要写入一个新文件时,在容器的镜像内为其分配新的块并写入数据,这个叫用时分配。当要修改已有文件时,再使用CoW为容器快照分配块空间,将要修改的数据复制到在容器快照中新的块里再进行修改。Device mapper 驱动默认会创建一个100G的文件包含镜像和容器。每一个容器被限制在10G大小的卷内,可以自己配置调整。
默认的Base Device Size为10G。
3.4 Btrfs
Btrfs被称为下一代写时复制文件系统,并入Linux内核,也是文件级存储驱动,但可以像Device mapper一直接操作底层设备。Btrfs把文件系统的一部分配置为一个完整的子文件系统,称之为subvolume 。采用 subvolume,一个大的文件系统可以被划分为多个子文件系统,这些子文件系统共享底层的设备空间,在需要磁盘空间时便从底层设备中分配,类似应用程序调用 malloc()分配内存一样。为了灵活利用设备空间,Btrfs 将磁盘空间划分为多个chunk 。
每个chunk可以使用不同的磁盘空间分配策略。比如某些chunk只存放metadata,某些chunk只存放数据。这种模型有很多优点,比如Btrfs支持动态添加设备。用户在系统中增加新的磁盘之后,可以使用Btrfs的命令将该设备添加到文件系统中。Btrfs把一个大的文件系统当成一个资源池,配置成多个完整的子文件系统,还可以往资源池里加新的子文件系统,而基础镜像则是子文件系统的快照,每个子镜像和容器都有自己的快照,这些快照则都是subvolume的快照。
当写入一个新文件时,在容器的快照里为其分配一个新的数据块,文件写在这个空间里,这个叫用时分配。而当要修改已有文件时,使用CoW复制分配一个新的原始数据和快照,在这个新分配的空间变更数据,变结束再更新相关的数据结构指向新子文件系统和快照,原来的原始数据和快照没有指针指向,被覆盖。
3.5 ZFS
ZFS 文件系统是一个革命性的全新的文件系统,它从根本上改变了文件系统的管理方式,ZFS 完全抛弃了“卷管理”,不再创建虚拟的卷,而是把所有设备集中到一个存储池中来进行管理,用“存储池”的概念来管理物理存储空间。过去,文件系统都是构建在物理设备之上的。为了管理这些物理设备,并为数据提供冗余,“卷管理”的概念提供了一个单设备的映像。而ZFS创建在虚拟的,被称为“zpools”的存储池之上。每个存储池由若干虚拟设备(virtual devices,vdevs)组成。这些虚拟设备可以是原始磁盘,也可能是一个RAID1镜像设备,或是非标准RAID等级的多磁盘组。于是zpool上的文件系统可以使用这些虚拟设备的总存储容量。
当要写一个新文件时,使用按需分配,一个新的数据快从zpool里生成,新的数据写入这个块,而这个新空间存于容器(ZFS的克隆)里。当要修改一个已存在的文件时,使用写时复制,分配一个新空间并把原始数据复制到新空间完成修改。
4、存储驱动对比及适应场景