OverlayFS 是 Linux 内核的联合文件系统，将多个目录合并为一个统一视图，读取时优先上层，写入时采用**写时复制（CoW）**到上层；常用于容器镜像分层、Live USB 持久化、系统升级演练等场景。核心概念包括：lowerdir（只读层，可多目录，优先级从左到右递减）、upperdir（唯一可读写层）、workdir（内部工作目录，必须与 upperdir 在同一文件系统）、merged（合并视图挂载点）。
一 前置条件与规划
- 内核版本建议不低于 3.18；现代发行版通常已内置 OverlayFS 支持。若需用户态实现或容器场景，可安装 fuse-overlayfs。目录规划建议：创建 /lower、/upper、/work、/merged 四个目录，并确保 upperdir 与 workdir 位于同一底层文件系统。挂载点应选择非关键系统目录，提前设置好权限与所有权。持久化建议写入 /etc/fstab。安全方面可结合 SELinux/权限位 控制访问。
二 配置步骤
- 环境准备
- 检查内核与模块：uname -r（建议 ≥ 3.18）。
- 安装工具（可选）：如 fuse-overlayfs（容器/用户态场景常用）。
- 创建目录：mkdir -p /mnt/overlay/{lower,upper,work,merged}。
- 准备数据：向 /lower 放入基础文件/目录作为只读层。
- 挂载 OverlayFS
- 基本命令：
mount -t overlay overlay
-o lowerdir=/mnt/overlay/lower,
upperdir=/mnt/overlay/upper,
workdir=/mnt/overlay/work
/mnt/overlay/merged
- 多 lower 示例：lowerdir=/dir1:/dir2（左侧优先级更高）。
- 验证：mount | grep overlay 或 df -hT /mnt/overlay/merged，应显示为 overlay 类型。
- 持久化与验证
- /etc/fstab 条目：
overlay /mnt/overlay/merged overlay defaults,
lowerdir=/mnt/overlay/lower,
upperdir=/mnt/overlay/upper,
workdir=/mnt/overlay/work 0 0
- 使配置生效：mount -a；检查无报错后重启验证。
- 卸载与清理
- 卸载：umount /mnt/overlay/merged；如需变更配置，先卸载再挂载。
- 清理：确认无进程占用后删除测试数据（谨慎操作）。
三 常见用法示例
- 容器镜像分层与可写层：镜像层作为 lowerdir（可多目录），容器运行时创建 upperdir 保存变更，merged 作为容器根文件系统视图。
- Live USB 持久化：将只读 ISO/根文件系统 作为 lowerdir，U 盘上创建 upperdir/workdir，merged 挂载到可写挂载点，实现系统运行时的变更持久化。
- 系统升级/测试环境：以当前系统为 lowerdir，新建 upperdir 进行升级或软件测试，出现问题直接丢弃 upperdir 即可快速回滚。
四 注意事项与最佳实践
- 路径与一致性：workdir 必须与 upperdir 在同一文件系统；lowerdir 可为多个目录（: 分隔，左高右低）；挂载点避免系统关键目录。
- 权限与安全：正确设置挂载点与目录的 owner/group/权限；在 RHEL/CentOS 等环境结合 SELinux 策略限制访问；必要时在 fstab 挂载选项中加入 noexec,nosuid,nodev 降低风险。
- 性能优化：减少层数（合并相邻层）、使用 noatime 降低元数据开销；谨慎使用 datawriteback（提升写性能但存在数据滞留风险）；选择 SSD/合适文件系统（ext4/xfs/btrfs）；通过 iostat/vmstat/dstat 持续监控。
- 可观测性与维护：变更 /etc/fstab 前先备份；使用 dmesg/系统日志 排查挂载与 I/O 问题；变更后执行 mount -a 验证；定期审计与清理无用层与临时文件。
- 容器与用户态场景：容器引擎常用内核态 OverlayFS；若需在非特权环境或 FUSE 场景，使用 fuse-overlayfs 作为替代。