ZFS是下一代的文件系统,支持了很多存储高级特性,如卷管理、快照、和校验、压缩和重复删除技术、拷贝等。
ZFS由Sun公司创建,现属于Oracle,ZFS是开源的,并基于CDDL license。因为CDDL和GPL不兼容,ZFS不能加入Linux kernel主线。然而,ZFS On Linux(ZoL)项目提供kernel模块和用户空间程序,这些都可以单独的安装。
ZFS on Linux(ZoL)是一项成熟的技术,但是,现在却不建议在产品中使用zfs存储驱动,当然,除非你对ZoL有着丰富的经验。
注意:在Linux平台上,有ZFS的FUSE实现,它可以和Docker结合起来使用,但是却不推荐这样使用。原生的ZFS驱动(ZoL)被测试得更多,更有效率,也更广泛地被使用。下面的内容也指的是原生的ZFS驱动。
镜像分层和共享
Docker的zfs存储驱动使用了ZFS驱动的三个组件:
●文件系统
●快照
●克隆
ZFS系统提供超配特性,通过按需分配操作从ZFS池(zpool)分配空间。快照和克隆是ZFS系统某个时间点的拷贝,较节省空间。快照是只读的,而克隆是读写的,克隆只能通过快照来创建。下图显示了它们之间这种简单地关系。
图中的实线显示了创建了克隆的过程。第一步创建了一个文件系统的快照,第二步通过快照创建了一份克隆。虚线显示了克隆、文件系统和快照之间的关系。这三个ZFS组件都从同一个下层的zpool申请空间。
在Docker host上使用zfs存储驱动。镜像的基础层就是一个ZFS文件系统,每个子层都是底层ZFS快照的一个ZFS克隆,容器就是一个ZFS克隆,它基于其镜像最顶层的ZFS快照。所有的ZFS组件都从同一个zpool分配空间。下图显示了一个基于两层镜像的容器是如何使用这些ZFS组件的。
结合上图,下面的过程解释了镜像是如何分层的,容器是如何创建的。
?在Docker host中,镜像的基础层是一个ZFS文件系统。
文件系统从zpool中消耗空间。
?附加的镜像层是其下层镜像的克隆。
图中,“Layer 1”是通过创建基础镜像的ZFS快照,然后再通过快照创建克隆来实现的。克隆是可读写的,并且从zpool按需分配空间;而快照是只读的。
?当容器启动时,就会在镜像层上附加一个可读写层。
上图中,制造了一个镜像顶层的快照,然后再基于快照创建了一份克隆,而这份克隆就是容器的可读写层。
如果需要改变容器,那么久会从zpool按需分配空间给容器,ZFS默认会分配128K大小的块。
这种从只读快照创建子层和容器的方法,使得镜像作为不可变对象来维护。