一、先搞懂两个核心概念：snapshotter和两种存储格式

很多刚接触容器的朋友，一听到“snapshotter”就懵，其实它本质就是容器的“临时文件管家”——容器跑起来时，需要把镜像拆成一层一层的文件，再给容器加一层自己的临时修改层，snapshotter就是专门管这些层怎么存、怎么拼、怎么删的工具。 而我们常说的overlay2和btrfs，是两种不同的“文件存储格式”，就像你电脑里的NTFS和FAT32，各有各的特点，适合不同的场景。 先给大家说个基础背景：容器的文件系统是“联合挂载”的，简单说就是把镜像的只读层（比如系统文件、软件包）和容器的可写层（比如你临时改的配置、生成的日志）拼在一起，给容器用。snapshotter的作用，就是帮我们高效管理这些层，避免浪费空间。

二、先搞懂overlay2：最通用的“临时文件管家”

2.1 overlay2的核心逻辑

overlay2是目前容器最常用的snapshotter，它的逻辑特别简单：给每个容器建两个文件夹，一个是“只读层目录”（存镜像的所有层），一个是“可写层目录”（存容器自己改的内容），最后把这两个目录拼起来，给容器用。 举个例子：你用CentOS镜像启动一个容器，镜像里有/bin/bash（只读），容器里你改了/etc/resolv.conf（加了DNS），overlay2会把镜像的所有层（比如CentOS的系统文件）放在只读目录，把你改的resolv.conf放在可写目录，容器用的时候，会先找可写目录的文件，没有再找只读目录的。

2.2 overlay2的优缺点

优点：

  • 兼容性极强：几乎所有的Linux发行版（CentOS、Ubuntu、Debian）都支持，不用额外装软件；
  • 速度快：因为逻辑简单，读写性能和本地文件差不多；
  • 空间省：多个容器用同一个镜像时，只读层是共享的，不会重复存，比如10个CentOS容器，只读层只存一次； 缺点：
  • 不支持“写时复制（COW）”的高级特性：比如你要给一个大文件（比如10G的数据库备份）做快照，overlay2会直接复制整个文件，浪费空间；
  • 不能当持久化存储用：容器删了，可写层的内容就没了，适合临时用的场景。

2.3 overlay2的适用场景

所有“临时运行、不需要持久化数据”的容器，比如：

  • 测试用的临时容器：比如你要测试一个新的Python脚本，启动一个Python容器，跑完就删；
  • 无状态服务容器：比如Nginx（只要配置文件是持久化的，容器本身的临时内容没用）、API服务（数据存在数据库里，容器只是处理请求）；
  • 批量任务容器：比如批量处理日志的容器，跑完就删，不需要存结果。

三、再搞懂btrfs：带“高级功能”的存储管家

3.1 btrfs的核心逻辑

btrfs是一种“高级文件系统”，自带COW（写时复制）、快照、压缩、子卷等功能，所以用btrfs当snapshotter时，容器的镜像层和可写层都是btrfs的“子卷”。 简单说：btrfs的子卷就像“独立的文件夹”，但比普通文件夹更灵活——你可以给子卷做快照（瞬间复制，不占空间），可以压缩子卷的内容（省空间），可以把多个子卷拼在一起（联合挂载）。 举个例子：你用CentOS镜像启动一个容器，btrfs会把镜像的只读层做成一个子卷，把容器的可写层做成另一个子卷，然后把这两个子卷联合挂载，给容器用。如果你要给这个容器做快照，btrfs会瞬间生成一个新的子卷，只存和原容器不一样的内容，其他内容共享。

3.2 btrfs的优缺点

优点：

  • 自带COW：做快照时不占空间，适合需要频繁做快照的场景；
  • 支持压缩：可以自动压缩子卷的内容，省空间；
  • 支持子卷配额：可以限制每个容器的存储大小，防止某个容器占满磁盘；
  • 适合持久化存储：如果容器的可写层用btrfs子卷，容器删了，子卷还能保留； 缺点：
  • 兼容性差：很多Linux发行版默认不装btrfs，比如CentOS 7默认是ext4，要手动装；
  • 性能稍差：因为有压缩、快照等功能，读写性能比overlay2慢一点；
  • 配置复杂：要手动创建子卷、设置挂载点，新手容易出错。

3.3 btrfs的适用场景

所有“需要持久化数据、频繁做快照”的容器，比如：

  • 有状态服务容器：比如MySQL（数据存在容器的可写层，需要保留）、Redis（数据存在容器里，需要备份）；
  • 开发环境容器：比如你要在容器里做开发，需要频繁做快照（比如每次改代码前做个快照，改坏了可以回滚）；
  • 批量备份容器：比如你要给多个容器做备份，用btrfs的快照功能，瞬间完成，不占空间。

四、实战：配置Containerd的snapshotter

4.1 准备工作：检查系统支持

首先，我们要先检查系统支持哪种snapshotter，或者要不要安装额外的软件。 先确认系统有没有安装Containerd，如果没装，先装：

# 以CentOS 7为例，安装Containerd
yum install -y containerd

然后检查系统的文件系统：

# 查看系统的根文件系统类型
df -T /

如果输出的Type是ext4或xfs，默认支持overlay2；如果是btrfs，支持btrfs；如果要装btrfs，执行：

# CentOS 7安装btrfs工具
yum install -y btrfs-progs

4.2 配置overlay2（最常用）

4.2.1 配置步骤

overlay2的配置特别简单，只需要改Containerd的配置文件：

# 备份原配置文件
cp /etc/containerd/config.toml /etc/containerd/config.toml.bak
# 编辑配置文件
vim /etc/containerd/config.toml

找到snapshotter = "overlay"（旧版可能是这个），改成snapshotter = "overlay2"，或者如果找不到，直接在[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd]下面加：

# 配置snapshotter为overlay2
snapshotter = "overlay2"

然后重启Containerd：

# 重启Containerd服务
systemctl restart containerd
# 检查服务状态
systemctl status containerd

4.2.2 验证配置

用ctr（Containerd的命令行工具）启动一个容器，验证snapshotter：

# 拉取CentOS镜像
ctr image pull docker.io/library/centos:7
# 启动一个容器，指定snapshotter为overlay2
ctr run --snapshotter overlay2 docker.io/library/centos:7 test-ctr /bin/bash
# 进入容器（另开一个终端）
ctr task exec --exec-id 1 test-ctr /bin/bash
# 验证可写层：改一个文件
echo "test" > /tmp/test.txt
# 退出容器，再启动容器，看文件还在不在（容器删了就没了，因为是临时的）
ctr task kill test-ctr
ctr task delete test-ctr
ctr container delete test-ctr
# 重新启动容器，看文件（会不存在，因为overlay2的可写层是临时的）
ctr run --snapshotter overlay2 docker.io/library/centos:7 test-ctr2 /bin/bash
ctr task exec --exec-id 1 test-ctr2 cat /tmp/test.txt
# 会提示没有这个文件，说明overlay2的可写层是临时的

4.3 配置btrfs（高级场景）

4.3.1 准备btrfs分区

首先，我们要给系统加一个btrfs分区（如果系统已经是btrfs，跳过这步）：

# 假设我们有一个未分区的磁盘/dev/sdb
# 分区，创建btrfs分区
fdisk /dev/sdb
# 输入n（新建分区），p（主分区），1（分区号），回车（起始扇区），回车（结束扇区），w（保存）
# 格式化分区为btrfs
mkfs.btrfs /dev/sdb1
# 创建挂载点
mkdir /btrfs
# 挂载分区
mount /dev/sdb1 /btrfs
# 开机自动挂载，编辑/etc/fstab
echo "/dev/sdb1 /btrfs btrfs defaults 0 0" >> /etc/fstab

4.3.2 配置Containerd的btrfs snapshotter

编辑Containerd的配置文件：

vim /etc/containerd/config.toml

找到[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd]，改成：

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd]
snapshotter = "btrfs"
# 配置btrfs的根目录，也就是我们刚才挂载的/btrfs
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.btrfs]
root = "/btrfs"

然后重启Containerd：

systemctl restart containerd
systemctl status containerd

4.3.3 验证配置

用ctr启动一个容器，验证btrfs的特性：

# 拉取CentOS镜像
ctr image pull docker.io/library/centos:7
# 启动一个容器，指定snapshotter为btrfs
ctr run --snapshotter btrfs docker.io/library/centos:7 test-btrfs /bin/bash
# 进入容器，改一个文件
ctr task exec --exec-id 1 test-btrfs echo "btrfs test" > /tmp/btrfs.txt
# 给容器做快照（btrfs的快照是瞬间的）
ctr snapshot create test-snap /containers/test-btrfs/snapshots/1
# 验证快照：启动一个新容器，用这个快照
ctr run --snapshotter btrfs --snapshot test-snap docker.io/library/centos:7 test-snap-ctr /bin/bash
# 进入新容器，看文件还在不在
ctr task exec --exec-id 1 test-snap-ctr cat /tmp/btrfs.txt
# 会输出"btrfs test"，说明快照成功
# 验证空间：btrfs的快照不占额外空间
df -h /btrfs
# 可以看到总空间没有增加，因为快照是共享的

五、两种snapshotter的选择指南

很多朋友会问：我到底选overlay2还是btrfs？其实很简单，按下面的规则选：

  1. 如果是普通的无状态服务、测试容器、批量任务，选overlay2——兼容性好、速度快、配置简单；
  2. 如果是有状态服务（比如MySQL、Redis）、开发环境（需要频繁做快照）、批量备份，选btrfs——支持快照、压缩、配额，适合持久化场景；
  3. 如果不确定，先选overlay2——90%的场景都够用，等有高级需求再换btrfs。

六、常见问题和注意事项

  1. 配置snapshotter后，之前的容器会怎么样？
    • 不会受影响，因为每个容器的snapshotter是启动时指定的，新容器用新的配置，旧容器还是用原来的；
  2. 可以同时用两种snapshotter吗？
    • 可以，启动容器时指定--snapshotter参数就行，比如ctr run --snapshotter overlay2 ...或ctr run --snapshotter btrfs ...；
  3. btrfs的压缩怎么开？
    • 编辑btrfs的挂载选项，在/etc/fstab里加compress=zstd，比如：
    echo "/dev/sdb1 /btrfs btrfs defaults,compress=zstd 0 0" >> /etc/fstab
    然后重新挂载：mount -o remount /btrfs；
  4. overlay2的空间不够了怎么办？
    • 清理旧的镜像和容器：ctr image prune、ctr container prune；
  5. btrfs的子卷配额怎么设置？
    • 用btrfs quota enable /btrfs开启配额，然后用btrfs qgroup limit 1G /btrfs/containers/test-btrfs限制某个容器的存储大小为1G。

七、总结

这篇文章我们讲了Containerd的snapshotter的核心作用，对比了overlay2和btrfs的优缺点、适用场景，还实战配置了两种snapshotter。 简单总结一下：

  • overlay2：通用、快速、简单，适合临时、无状态的场景；
  • btrfs：高级、灵活、适合持久化、需要快照的场景；
  • 配置时，先检查系统支持，再改Containerd的配置文件，重启服务，最后用ctr验证。 希望这篇文章能帮你搞懂怎么选和配置snapshotter，遇到容器存储的问题不再懵。