OCI Image Specification——Image Layer Filesystem Changeset

Image Layer Filesystem Changeset

此部分内容描述了如何将文件系统以及对文件系统的更改（例如删除文件）转换成镜像的layer，以及各个layer是如何堆叠成一个完整的文件系统的。

Change Types

在changeset（感觉怎么翻译都不太对，直接用原文）中的change类型如下：

添加
修改
删除

其中对添加和修改的处理方式类似，而删除则通过“whiteout”文件。

File Types

支持的文件类型包括：

普通文件
目录
套接字
软/符号链接
块设备
字符设备
命名管道（FIFOs）

Linux中的设备类型可分为：字符设备（鼠标、键盘、串口）、块设备（硬盘、U盘）和网络设备

File Attributes

支持的文件属性包括：

Modification Time (mtime)
User ID (uid)
User Name (uname) secondary to uid
Group ID (gid)
Group Name (gname) secondary to gid
Mode (mode)
Extended Attributes (xattrs)
Symlink reference (linkname + symbolic link type)
Hardlink reference (linkname)

Creating

Initial Root Filesystem

初始根文件系统是镜像的基础层或父层。

rootfs-c9d-v1/

Populate Initial Filesystem

创建文件和目录：

rootfs-c9d-v1/
  etc/
    my-app-config
  bin/
    my-app-binary
    my-app-tools

根文件系统会会以普通 tar 压缩文件的形式创建，相对路径为 rootfs-c9d-v1，包括如下内容：

./
./etc/
./etc/my-app-config
./bin/
./bin/my-app-binary
./bin/my-app-tools

Populate a Comparison Filesystem

创建一个新目录，并使用先前根文件系统的副本或快照对其进行初始化。可以保留文件属性以创建该副本的命令示例有：

cp -a rootfs-c9d-v1/ rootfs-c9d-v1.s1/
rsync -aHAX rootfs-c9d-v1/ rootfs-c9d-v1.s1/
mkdir rootfs-c9d-v1.s1 && tar --acls --xattrs -C rootfs-c9d-v1/ -c .| tar -C rootfs-c9d-v1.s1/-acls--xattrs-x

对快照的任何更改都不会影响复制的源目录。例如，rootfs-c9d-v1.s1 就是 rootfs-c9d-v1 的一个完全相同的快照。

写时复制或联合文件系统可有效制作目录快照。

快照的初始布局：

rootfs-c9d-v1.s1/
  etc/
    my-app-config
  bin/
    my-app-binary
    my-app-tools

对快照进行一些更改（添加、修改和删除）：

rootfs-c9d-v1.s1/
  etc/
    my-app.d/
      default.cfg
  bin/
    my-app-binary
    my-app-tools

Determining Changes

比较两个目录时，相对根目录是顶层目录。比较目录时，会查找已添加、修改或删除的文件。在本例中，rootfs-c9d-v1/ 和 rootfs-c9d-v1.s1/ 被递归比较，每个目录都是相对根路径。

发现以下changeset：

Added:      /etc/my-app.d/
Added:      /etc/my-app.d/default.cfg
Modified:   /bin/my-app-tools
Deleted:    /etc/my-app-config

Representing Changes

创建一个只包含该changeset的tar压缩包：

添加和修改的文件和目录的全部内容
已删除的文件或目录，用”whiteout”标记

生成的rootfs-c9d-v1.s1 tar压缩包有以下条目：

./etc/my-app.d/
./etc/my-app.d/default.cfg
./bin/my-app-tools
./etc/.wh.my-app-config

删除的资源例如./etc/myapp-config，名称需以.wh为前缀。

Applying Changesets

媒体类型为application/vnd.oci.image.layer.v1.tar的镜像层changeset会被应用，而不是被解压
应用镜像层changeset需要特别考虑“whiteout”文件
如果镜像层changeset中没有任何“whiteout”文件，则会像解压普通tar压缩包一样进行解压现有文件上的变更集本节说明了在目标路径已经存在的情况下应用层变更集的条目。

Changeset over existing files

如果要应用的layer changeset entry和现有目标路径都是目录，那么现有路径的属性必须替换为changeset entry的属性。在所有其他情况下，实现必须执行语义等同的以下操作：

删除文件路径（例如Linux系统上的unlink）
根据changeset entry内容和属性重新创建文件路径

Whiteouts

“whiteout”文件是带有特殊命名的空文件，用于表示需要删除的文件
“whiteout”文件名由”.wh.”前缀加需要被删除的文件路径组成
以”.wh.”为前缀的文件是特殊的屏蔽标记，因此在一个文件系统不可能创建以”.wh.”开头的文件或目录
whiteout被应用时（忽略文件），”.wh.”文件本身也需要被隐藏
whiteout文件只能对下层/父层的资源产生效果，而不能对更高一层的资源产生效果
和”.wh.”处于同一层的文件只能由更高层中的”.wh.”文件来执行whiteout

这一部分主要还是将对changeset的应用，关于镜像各layer是如何变成一个完整的文件系统阅读手撕docker文件结构 —— overlayFS，image，container文件结构详解。

OCI Image Layer Filesystem Changeset