Ubuntu 中 Overlay 的常见配置方法与要点
一 方法总览
- 内核 OverlayFS 手动挂载：使用内核模块 overlay，通过 mount -t overlay 指定 lowerdir/upperdir/workdir，适合临时或固定目录的联合挂载。
- /etc/fstab 开机自动挂载：把 overlay 挂载写入 /etc/fstab，实现重启后自动生效。
- overlayroot 只读根文件系统 + 可写覆盖层：用于保护系统盘，所有写入落到 upperdir，常用于运维与恢复场景。
- 容器场景的 OverlayFS：Docker/Podman 默认使用 OverlayFS，通常通过镜像与容器层管理，也可在构建/运行阶段自定义 lower 层。
- fuse-overlayfs（用户态）：在不支持内核 OverlayFS 的环境下，用 fuse-overlayfs 提供 Overlay 能力，适合容器构建等用户态场景。
二 方法对比
| 方法 |
适用场景 |
关键要点 |
持久化与重启 |
| 内核 OverlayFS 手动挂载 |
目录合并、临时实验 |
需内核支持，指定 lowerdir/upperdir/workdir |
手动或写入 fstab |
| /etc/fstab 自动挂载 |
固定路径的联合视图 |
fstab 条目需正确，路径必须存在 |
开机自动挂载 |
| overlayroot |
保护系统盘、Live 修复 |
写入重定向到 upperdir，系统根只读 |
重启后依然有效 |
| 容器 OverlayFS |
容器镜像/容器层 |
由容器运行时管理，用户一般无需手动挂载 |
随容器生命周期 |
| fuse-overlayfs |
无内核模块或用户态需求 |
用户态实现，性能略低于内核 |
取决于挂载方式与存储后端 |
三 操作步骤示例
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内核 OverlayFS 手动挂载
- 准备目录：
mkdir -p /lower /upper /work /mnt/overlay
- 挂载：
sudo mount -t overlay overlay -o lowerdir=/lower,upperdir=/upper,workdir=/work /mnt/overlay
- 验证：
mount | grep overlay
ls /mnt/overlay
说明：lowerdir 可为只读基础层，upperdir 保存变更，workdir 为内核工作目录（必须为空且与 upperdir 同文件系统）。
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/etc/fstab 开机自动挂载
- 编辑 /etc/fstab，新增：
overlay /mnt/overlay overlay defaults,lowerdir=/lower,upperdir=/upper,workdir=/work 0 0
- 应用：
sudo mount -a
- 验证：
findmnt /mnt/overlay
说明：确保 lower/upper/work 路径存在且权限正确；如需开机生效，请确认挂载点在启动早期可用。
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overlayroot 只读根 + 可写覆盖层
- 安装：
sudo apt-get update && sudo apt-get install -y overlayroot
- 配置 /etc/overlayroot.conf（示例）：
overlayroot=“tmpfs:swap=1,upperdir=/persist/upper,workdir=/persist/work”
- 重启后生效；所有写入将进入 upperdir（如 /persist/upper），根文件系统保持只读。
- 如需临时以可写根启动，可在引导菜单编辑内核命令行，添加 overlayroot=disabled 后启动。
说明：overlayroot 适合系统保护、救援与镜像部署；修改配置前请备份重要数据。
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容器场景的 OverlayFS
- Docker 默认使用 OverlayFS；如需自定义 lower 层，可在构建阶段通过多阶段构建或联合挂载实现；运行阶段通常无需手动挂载 OverlayFS。
- 如需在用户态提供 Overlay（例如在不支持内核 Overlay 的环境），可使用 fuse-overlayfs 作为后端（容器构建工具常用）。
四 注意事项与排错要点
- 目录与权限：lowerdir/upperdir/workdir 必须存在；workdir 必须为空且与 upperdir 位于同一文件系统；挂载点需可写。
- 多 lower 层：可将多个目录以 “:” 分隔放入 lowerdir（如 lowerdir=/ro1:/ro2:/ro3），顺序为从下到上叠加。
- fstab 与 systemd：若挂载点在网络存储或加密卷上，需确保依赖单元已启动；必要时使用 systemd mount 单元替代 fstab。
- 性能与空间：upperdir 承载所有写入，注意磁盘空间；频繁元数据操作对性能有影响。
- 故障排查：
- 查看挂载：mount | grep overlay、findmnt、cat /proc/mounts
- 检查目录是否为空（workdir 必须为空）
- 查看内核日志：dmesg | tail
- 无法卸载时，确认没有进程占用挂载点（lsof | grep /mnt/overlay）
- 数据安全：修改 fstab 或 overlayroot 配置前先备份；误操作可能导致系统无法启动或数据不可达。
