Overlay文件系统(OverlayFS)是一种联合挂载文件系统，而传统文件系统(如ext4、NTFS等)是独立的存储管理系统。它们在设计理念和使用场景上有显著差异。
| 特性 | Overlay文件系统 | 传统文件系统 |
|---|---|---|
| 架构 | 联合挂载(多层叠加) | 单一层次结构 |
| 存储效率 | 写时复制(COW)，节省空间 | 直接写入，占用完整空间 |
| 主要用途 | 容器、临时环境、只读基础+可写层 | 通用数据存储 |
| 性能 | 读取接近原生，写入有额外开销 | 读写性能稳定 |
| 持久性 | 上层变动可丢弃或保留 | 所有更改持久保存 |
| 快照功能 | 内建(通过层管理) | 需要额外工具(LVM等) |
| 典型代表 | OverlayFS, AUFS | ext4, NTFS, XFS, Btrfs |
传统文件系统: - 单一层次结构 - 所有文件和目录存在于同一命名空间 - 直接管理物理存储设备
Overlay文件系统: - 多层叠加结构(通常两层: lower只读层 + upper可写层) - 呈现统一的视图，实际文件可能来自不同层 - 不直接管理物理设备，构建在现有文件系统之上
OverlayFS的核心优势是其写时复制(Copy-on-Write)特性: - 读取时: 优先从上层查找，找不到则从下层获取 - 写入时: 修改的文件会复制到上层(upper层) - 删除时: 在上层创建"白化"标记而非实际删除下层文件
OverlayFS最适合: - 容器技术(Docker等) - 需要从只读基础系统启动的可写环境 - 临时文件系统需求 - 需要快速创建轻量级"快照"的场景
传统文件系统最适合: - 常规数据存储 - 需要完整文件系统特性的场景 - 高性能持久化存储 - 不依赖其他文件系统的基础存储
Docker容器: - 使用OverlayFS作为存储驱动 - 镜像作为只读lower层 - 容器运行时变更作为upper层 - 实现高效的镜像共享和快速容器启动
Live CD/USB系统: - 只读系统作为lower层 - 用户更改保存在upper层(内存或可写介质) - 重启后可丢弃所有更改或选择保存
OverlayFS优势: - 节省存储空间(共享基础层) - 快速创建"克隆"环境 - 轻量级的变更管理 - 易于回滚更改
OverlayFS局限: - 不适合高频率写入场景 - 某些传统文件系统特性可能不支持 - 调试更复杂(文件可能分布在多层) - 依赖底层文件系统的稳定性和性能
OverlayFS不是传统文件系统的替代品，而是为解决特定问题设计的补充方案。在需要高效分层管理、快速环境克隆和空间优化的场景下，OverlayFS表现出色；而对于常规数据存储和持久化需求，传统文件系统仍是更可靠的选择。
