btrfs是一个先进的文件系统, 由Oracle研发, 在2014年推出了稳定版,支持很多EXT系列文件系统不支持的特性.
概述 Btrfs的最大特性就是支持Cow(Copy on write 写时复制).
下面简单介绍一下Btrfs的核心特性:
多物理卷支持, 支持RAID, 联机”添加”, “移除”, “修改”
写时复制(CoW), 复制 更新 替换指针, 而非就地更新(备份)
数据和元数据校验码 checksum, 快速检测文件是否损毁
子卷 sub_volume
快照, 支持快照的快照, 也是基于CoW
透明压缩: 文件存储时进行压缩,读取时自动解压缩
Btrfs的使用 BTreeFS的命令有两种语法风格的, 一种是单独的一个个小命令, 一个是子命令的形式(较新).
较新的Linux命令都是以子命令的形式编写的, 就像mkfs -t和mkfs.ext4/mkfs.btrfs, 严格的说,前者也不能说是子命令, 像ip系列的命令才叫子命令的形式.
使用前先来说一下Btrfs的构建 创建Btrfs的命令仍然是mkfs, 只不过原理不一样了, 所以参数和ext系列是不一样的.
先来看一下常用的参数有哪些吧:
1 2 3 4 5 6 [root@WWW ~]$ man mkfs.brtfs -m| --metadata <profile> 指定元数据如何跨越物理卷, 合法的值有:raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single[默认值], dup(冗余, duplicate,仅仅是复制一份罢了). -d| --data <type > 指定数据如何跨越物理卷, 和上面的是基本一样的值(没有dup选项). -L| --label <name> 声明一个小于256Bytes的字符串来当做文件系统的卷标(标签) -O| --feature <f1>,[<f2>...] 查看和指定文件系统和内核支持的特性 可以使用 -O list-all
接下来就要改变思路了, Btree文件系统在同一个磁盘的不同分区的意义就不大了,因为这样就失去了冗余能力,但是这样比较简单,虽然失去了意义. 所以,选取多个磁盘共同组成一个B树文件系统.
下面来创建一个Btrfs的文件系统, 事实上过程是很简单的, 我新分配了3块虚拟磁盘, 每一个的大小是10.00GB, 这样现在的系统状态是:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [root@WWW ~]$ fdisk -l Disk /dev/sdb: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk /dev/sdd: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk /dev/sdc: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
还有一个已经都挂载的用于系统和swap的磁盘sda.
那么现在把sdb和sdc进行格式化,构成一个文件系统.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [root@WWW ~]$ mkfs.btrfs -L "mydata" /dev/sd{b,c} Label: mydata `UUID`: Node size: 16384 Sector size: 4096 Filesystem size: 20.00GiB Block group profiles: Data: RAID0 2.00GiB Metadata: RAID1 1.00GiB System: RAID1 8.00MiB SSD detected: no Incompat features: extref, skinny-metadata Number of devices: 2 Devices: ID SIZE PATH 1 10.00GiB /dev/sdb 2 10.00GiB /dev/sdc
很快就创建成功了, 整个文件系统的大小是20.00GB
Btrfs文件系统的使用 文件系统 btrfs支持很多子命令, 每一个子命令有包含很多的二级子命令. 其中一个是filesystem, 他有一个子命令可以擦看当前的btrfs的状态.
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ btrfs filesystem show Label: 'mydata' UUID: acc64201-b842-41ed-b651-b41c84839d63 Total devices 2 FS bytes used 112.00KiB devid 1 size 10.00GiB used 2.01GiB path /dev/sdb devid 2 size 10.00GiB used 2.01GiB path /dev/sdc
很快就可以发现文件系统mydata拥有一个UUID, 可是大家都知道,每一个磁盘应该都有一个UUID才对, 但是这样搞我不就无法定位到单个硬盘了吗, 别急.使用我们之前查看UUID的命令来试一下:
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ blkid /dev/sda1: UUID="62e883b5-6150-4294-a6d2-a387b5cec8b8" TYPE="ext4" PARTUUID="8b164ce4-01" /dev/sdb: LABEL="mydata" UUID="acc64201-b842-41ed-b651-b41c84839d63" UUID_SUB="90475d97-7147-4d75-99a0-a9e2841dcd87" TYPE="btrfs" /dev/sdc: LABEL="mydata" UUID="acc64201-b842-41ed-b651-b41c84839d63" UUID_SUB="93d9ad4c-47f0-41ed-a387-7adaee0268c0" TYPE="btrfs" /dev/sda5: UUID="8f65d150-3b30-40e5-8f9e-cae947a8321f" TYPE="swap" PARTUUID="8b164ce4-05"
从输出结果我们发现, 两个共同组成btrfs的磁盘共有一个UUID, 但是却多了一个叫UUID_SUB的属性, 这个属性就是上面说的每一个磁盘的UUID, 因为这些个磁盘叫做这个FS的子卷,因此就取名字叫UUID_SUB了.
上面的filesystem的子命令show可以来筛选输出的内容:
1 2 3 4 [root@WWW ~]$ brtfs filesystem show [OPTIONS] --mounted 仅显示挂载的btrfs文件系统 --all-devices 显示所有的btrfs文件系统 后面也可以直接跟上设备路径, UUID, 卷标等等
至此, 我们就可以创建和查看btrfs文件系统了
再介绍一下filesystem其他的一些子命令:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [root@WWW ~]$ btrfs filesystem usage: btrfs filesystem [<group>] <command > [<args>] btrfs filesystem sync <path> Force a sync on a filesystem 强制写入磁盘 btrfs filesystem defragment [options] <file>|<dir > [<file>|<dir >...] Defragment a file or a directory 清理磁盘碎片 btrfs filesystem resize [devid:][+/-]<newsize>[kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max <path> Resize a filesystem 改变文件系统的大小 btrfs filesystem label [<device>|<mount_point>] [<newlabel>] Get or change the label of a filesystem 查看文件系统的卷标或者进行重命名 btrfs filesystem usage [options] <path> [<path>..] Show detailed information about internal filesystem usage . 显示详细的文件系统使用情况 overall filesystem tasks and information
其中很多命令都需要在我们进行挂载后才可以使用, 现在就来把他加入到目录树上吧:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [root@WWW ~]$ mkdir /mydata [root@WWW ~]$ mount -t btrfs /dev/sdb /mydata [root@WWW ~]$ mount /dev/sda1 on / type ext4 (rw,relatime,errors=remount-ro,data=ordered) ... /dev/sdb on /mydata type btrfs (rw,relatime,space_cache,subvolid=5,subvol=/) [root@WWW ~]$ umount /mydata [root@WWW ~]$ mount -t btrfs /dev/sdc /mydata [root@WWW ~]$ mount /dev/sda1 on / type ext4 (rw,relatime,errors=remount-ro,data=ordered) ... /dev/sdb on /mydata type btrfs (rw,relatime,space_cache,subvolid=5,subvol=/)
现在我们就可以使用一些filesystem的命令了.
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ btrfs filesystem {df ,du ,label,usage...}
之前说过btrfs是支持透明压缩的 只要在挂载的时候 加上 -o 添加参数compress={lzo|zlib}
这样之后, 文件就会得到自动的压缩和解压缩, 这个过程对用户是透明的.
Btrfs支持在线调整大小, 就像LVM那样, 使用resize命令.
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物理磁盘管理 如果我还想让这个空间更大呢?那就需要增加新的磁盘进来．就像LVM那样, btrfs进行底层设备的管理的命令是device子命令.
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ btrfs device <COMMAND>
现在我们先试试为我们的文件系统增加一个磁盘来扩充空间.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [root@WWW ~]$ btrfs device add /dev/sdd /mydata root@kali:/mydata Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on udev 2.0G 0 2.0G 0% /dev tmpfs 396M 6.1M 390M 2% /run /dev/sda1 16G 9.2G 5.7G 63% / tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev/shm tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /sys/fs/cgroup tmpfs 396M 16K 396M 1% /run/user/132 tmpfs 396M 24K 396M 1% /run/user/0 /dev/sdb 24G 17M 21G 1% /mydata
删除一个设备也是很简单的, 直接将add换成remove就行了.在移除的前, btrfs会自动将数据迁移出去, 因此,要保证在移除后整个文件系统剩余的磁盘数量仍然能够将数据完整的保留下来.
数据重分配 接下来再来看一下btrfs中的balance .这个balance就好像是磁盘阵列的修复, 他会将数据进行一次重新的分配.
直接启动balance会收到警告:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 [root@WWW ~]$ btrfs balance start /mydata/ WARNING: Full balance without filters requested. This operation is very intense and takes potentially very long. It is recommended to use the balance filters to narrow down the balanced data. Use 'btrfs balance start --full-balance' option to skip this warning. The operation will start in 10 seconds. Use Ctrl-C to stop it.
这是因为如果数据量很大, balance会成为一个很耗时的过程. 因此建议加上过滤.
在balance的过程中, 可以随时进行pause, cancel, resume的操作, 也可以随时查看状态, 使用status.
balance里常用的过滤器, 我其实就只用过convert . 将对应的section转换为指定的格式(single,dup,raid{0,1,5,6})
使用起来就像这样:
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子卷使用 前面还说过了, btrfs支持子卷(subvolume). 来看一下如何创建和管理子卷吧.
子卷就是文件系统中一个拥有自己的文件目录结构的部分, 快照也是基于此创建的. 你可以直挂载一个子卷.
需要注意的是,子卷的原理和LVM的实现时有区别,尽管表现起来看起来是一样的,btrfs的子卷是基于文件实现的,而不像LVM是基于block的.
btrfs的子卷管理是使用的subvolume子命令.
1 2 3 [root@WWW ~]$ btrfs subvolume [COMMAND]
先来创建一个子卷:
1 2 3 4 [root@WWW ~]$ btrfs subvolume create /mydata/logs Create subvolume '/mydata/logs' [root@WWW ~]$ btrfs subvolume list /mydata/ ID 275 gen 161 top level 5 path logs
上面的ID就是卷ID.
子卷是可以被单独挂载的.现在我们来做个试验吧:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [root@WWW ~]$ umount /mydata [root@WWW ~]$ mount -o subvol=logs /dev/sdb /mnt [root@WWW ~]$ btrfs subvolume show /mnt /mnt Name: logs UUID: 5d29a288-22b1-4044-a420-6d9c0073b565 Parent UUID: - Received UUID: - Creation time: 2017-06-21 02:22:34 -0700 Subvolume ID: 275 Generation: 163 Gen at creation: 161 Parent ID: 5 Top level ID: 5 Flags: - Snapshot(s):
接下来再把父卷给挂回来:
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ umount /mnt [root@WWW ~]$ mount /dev/sdb /mydata [root@WWW ~]$ ls /mydata/logs/ messages
看,我们的文件还在里面, 这就说明当父卷挂载时,所有的子卷也都会被挂载.
接下来把他删除了吧.
1 2 3 4 [root@WWW ~]$ btrfs subvolume delete /mydata/logs/ Delete subvolume (no-commit): '/mydata/logs' [root@WWW ~]$ btrfs subvolume list /mydata/
之前说过,快照是基于子卷来构建的, 体验一下btrfs的快照:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 [root@WWW ~]$ btrfs subvolume create /mydata/logs [root@WWW ~]$ cp -rp /etc/grub.d /mydata/logs/ [root@WWW ~]$ btrfs subvolume snapshot /mydata/logs /mydata/logs_snapshot Create a snapshot of '/mydata/logs/' in '/mydata/logs_snapshot' [root@WWW ~]$ btrfs subvolume list /mydata ID 276 gen 170 top level 5 path logs ID 277 gen 170 top level 5 path logs_snapshot
接着的使用方法就和LVM的快照差不多了.
删除快照的方法和删除子卷的方法一样( 因为就是子卷嘛 ).
除了这种文件系统的快照, btrfs还支持文件级别的快照. 方法很简单, 直接使用熟悉的cp命令就可以了.
1 2 [root@WWW ~]$ cp --reflink README README.snap
最后再说一个小东西 如何将我们的ext系统转变为btrfs文件系统呢?
直接做演示:
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所以,其实是很简单的,直接进行一下btrfs-convert就好了. 在生成的文件系统中会出现一个叫做ext2_saved的镜像文件, 这个文件是用来进行回滚的, 就是重新恢复成EXT文件系统.
其实还是btrfs命令, 直接加上-r参数 就好了
1 2 3 4 5 [root@WWW ~]$ umount /mnt/ [root@WWW ~]$ btrfs-convert -r /dev/sdf1 rollback complete [root@WWW ~]$ blkid /dev/sdf1 /dev/sdf1: UUID="213ded53-11a5-4d7b-9d3b-b196c543261b" TYPE="ext4" PARTUUID="0e2e36eb-01"