Linux Overlay的部署步骤 - 问答

Linux Overlay主要分为文件系统（OverlayFS）和网络（Overlay Network）两类，以下是各自的部署步骤：

一、OverlayFS（文件系统层叠技术）部署步骤

OverlayFS是一种联合文件系统，可将多个目录合并为统一视图，常用于容器镜像的分层存储。

环境准备
确保系统支持OverlayFS（Linux内核≥3.18），并安装必要工具：
- Debian/Ubuntu：sudo apt-get install overlayroot
- CentOS/RHEL：sudo yum install overlay
- Fedora：sudo dnf install overlay。
创建目录结构
OverlayFS需要四个核心目录：
- lowerdir：底层只读目录（基础文件系统）；
- upperdir：上层可写目录（存储修改/新增文件）；
- workdir：工作目录（OverlayFS内部元数据处理）；
- merged：挂载点（最终的合并视图）。
  示例命令：
```
sudo mkdir -p /mnt/overlay/{lower,upper,work,merged}
```。  
```

挂载底层文件系统（可选）
若lowerdir需要基于现有文件系统（如ext4），需先格式化并挂载：

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1  # 假设/dev/sdb1是底层存储设备
sudo mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/overlay/lower
```。

挂载OverlayFS
使用mount命令合并目录，语法如下：
```
sudo mount -t overlay overlay \
  -o lowerdir=/mnt/overlay/lower,upperdir=/mnt/overlay/upper,workdir=/mnt/overlay/work \
  /mnt/overlay/merged
```
其中lowerdir可指定多个目录（如lowerdir=/dir1:/dir2），但upperdir和workdir必须唯一。
验证与持久化
- 验证挂载：df -h /mnt/overlay/merged，确认文件系统类型为overlay；
- 持久化配置：编辑/etc/fstab，添加以下行（重启后自动挂载）：
```
overlay /mnt/overlay/merged overlay defaults,lowerdir=/mnt/overlay/lower,upperdir=/mnt/overlay/upper,workdir=/mnt/overlay/work 0 0
```。  
```

二、Overlay Network（容器网络叠加技术）部署步骤

Overlay Network用于跨主机的容器通信，常见于Docker/Kubernetes集群，依赖VXLAN等技术实现。

1. Docker Overlay网络部署

安装Docker：
更新软件源并安装Docker：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y docker.io  # Debian/Ubuntu
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 && \
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/ && \
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io  # CentOS/RHEL
sudo systemctl start docker && sudo systemctl enable docker
```。

创建Overlay网络：
指定子网、网关和驱动（overlay），示例：
```
docker network create --driver overlay --subnet 10.0.0.0/24 --gateway 10.0.0.1 my_overlay
```
若为多主机集群，需提前配置Docker Swarm（docker swarm init）。

启动容器并连接网络：
将容器连接到Overlay网络，示例：

docker run -d --name container1 --network my_overlay nginx
docker run -d --name container2 --network my_overlay nginx
```。

验证网络连接：
进入容器并ping另一容器IP（通过docker inspect container1获取IP）：
```
docker exec -it container1 ping <container2_ip>
```。  
```

2. Kubernetes Overlay网络部署（以Flannel为例）

安装Kubernetes集群：
使用kubeadm初始化集群（单节点测试）：

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16  # 指定Pod网络CIDR（与Flannel配置一致）
mkdir -p $HOME/.kube && sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```。

部署Flannel CNI插件：
Flannel是Kubernetes常用的Overlay网络插件，支持VXLAN隧道：
```
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
```
部署后，Flannel会自动为每个节点分配Pod网络IP段。

验证网络连接：
创建两个测试Pod并检查连通性：

kubectl run nginx-pod1 --image=nginx --restart=Never --overrides='{"spec": {"nodeName": "node1"}}'
kubectl run nginx-pod2 --image=nginx --restart=Never --overrides='{"spec": {"nodeName": "node2"}}'
kubectl exec -it nginx-pod1 -- /bin/sh -c "apt-get update && apt-get install -y iputils-ping && ping $(kubectl get pod nginx-pod2 -o jsonpath='{.status.podIP}')"
```。

注意事项：

OverlayFS需确保workdir目录权限正确（属主为用户）；
Kubernetes Overlay网络需提前配置CNI插件（如Flannel、Calico），且集群节点间网络互通；
生产环境中需优化Overlay网络性能（如启用硬件加速、调整MTU）。

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