回想6年前做项目时，那会儿我还拥有一头茂密的头发，经常遇到这些问题：工业现场电磁干扰、异常断电、故障关机等，很容易造成系统分区损坏，设备故障后修复耗时费力。慢慢地，我头发越来越少！

对于这些问题，现在创龙科技ARM工控机凭借OverlayFS技术，“只读底层系统 + 可写上层数据”分层架构，能够从根源上改善工业设备系统不稳定、恢复困难问题，让大家头发少掉一些！

▍OverlayFS如何保护系统？

OverlayFS是Linux内核中的一种联合挂载文件系统服务，通过合并多个目录最终实现分层存储管理。

OverlayFS文件系统由下层目录(Lowerdir)、上层目录(Upperdir)、工作目录(Workdir)和合并目录(Merged)构成。通过写时复制机制优先展示上层文件，利用whiteout机制和opaque目录实现文件删除功能。

Overlay通过联合挂载技术将lower层和upper层合并为一个视图（merge层）。当修改文件时，系统自动执行写时复制机制，若文件存在于lower层，系统会先将其复制到upper层，随后仅对upper层的副本进行修改；若文件仅存在于upper层（如用户新增文件），则直接在该层操作。

在支持OverlayFS的设备上，系统采用分层存储机制保护根文件系统分区（rootfs分区），rootfs分区以只读方式挂载至lower层，确保原始系统镜像免受意外修改或损坏。并且，所有用户修改均定向写入的upper层（userdata分区），而非直接操作rootfs分区。

若在"/root-ro/"（lower层）目录中创建文件，会提示只读，无法写入。

若在用户目录（merge层）中，则可以创建，写入文件。

▍系统恢复功能演示

以下基于创龙科技RK3576嵌入式工控机演示通过Overlayrs实现恢复出厂设置功能，将文件系统恢复至初始状态。此操作可彻底清除用户数据及自定义配置，使系统重置为最近一次完成系统镜像固化的状态。

请先参考产品资料，配置任意网口的静态IP。以下以配置LAN1网口静态IP作为演示。配置完成后，可以看到LAN1网口的IP地址被修改为192.168.11.195。当恢复出厂设置后，该配置将失效，恢复为初始的动态获取IP。

执行如下命令，可查看到单板机文件系统分别在"/etc/NetworkManager/system-connections"（merge层）目录与"/userdata/rootfs_overlay/etc/NetworkManager/system-connections"（upper层）目录下会自动生成静态IP配置文件。

执行如下命令查看，在"/root-ro/etc/NetworkManager/system-connections"（lower层）下，该文件没有生成。

执行如下命令，进行恢复出厂设置。在这个过程中，单板机将进入recovery模式，进行格式化处理，其中lower层的内容将得到保留，格式化完成之后系统将自动引导进入文件系统。

进入系统后，可查看到静态IP配置修改已清除，"/userdata/rootfs_overlay"（upper层）相关文件消失，且IP地址成功恢复成初始状态。

创龙科技ARM工控机，有瑞芯微RK3588/RK3576/RK3562、全志T153等处理器可选，集成了Modbus、CANopen、OPC UA等工业组件，已通过EMC测试，并获得CE、FCC、RoHS等国际权威认证，真正做到开箱即用，能省去繁杂的硬件调试、驱动适配、组件移植和系统优化等工作。