容器是一种操作系统级虚拟化技术,具有资源利用率高,部署快速和移植性灵活等特点。然而,多容器会共享主机操作系统的内核I/O（Input/Output）栈,导致其并发执行文件操作时需竞争I/O栈中的共享资源,严重限制了容器的I/O性能。资源竞争产生的主要原因在于操作系统内核I/O栈对容器无感知。一方面,虚拟文件系统（Virtural File System,VFS）无法利用容器的层级特性,难以与层级文件系统高效协作,导致了容器文件打开过程中额外的目录项构建开销,和容器写时复制过程中额外的重命名锁获取时延;另一方面,本地文件系统无法以容器为单位进行资源管理,来自不同容器的数据块会被分配到同一块组中,导致了容器对于块组资源的竞争。此外,全局化的日志服务无法以容器粒度运行,容器间并发的修改操作会竞争共享的日志事务。容器感知的I/O栈（Container-aware I/O Stack,CAST）可以解决上述资源竞争问题。CAST由三个部分组成。首先是层感知的虚拟文件系统（Layer-aware VFS,La VFS）,La VFS通过层感知的路径切换,减少了文件打开过程中不必要的目录项构建次数,缓解了容器对目录项缓存的竞争;La VFS还实现了层感知的无锁重命名策略,减少了重命名过程中加锁等待时延。其次是容器感知的本地文件系统（Containeraware Ext4,Caxt）,Caxt通过将系统日志服务替换为多个微日志服务,并基于容器进行灵活的微日志管理,缓解了容器对日志服务的竞争;Caxt还基于容器来执行数据块的分配,通过将不同容器的数据块分配到不同的块组中,避免了容器对块组资源的竞争。最后是容器识别器,其将为La VFS和Caxt提供容器感知能力,包括容器层级信息获取和操作来源识别。实验结果表明,相较于内核原有的I/O栈,CAST在引入较小资源开销的前提下,减少了69%到99%的I/O栈中共享资源获取时延,实现了149%到211%的系统调用级别的文件操作速率提升,以及38%到98%的应用程序级别的I/O传输速率提升。