Linux btrfs文件系统
btrfs,它名字挺多:B-tree fs;Butter fs;Better fs
开源协议是GPL,2007年由Oracle研发
核心特性:
- 多物理卷支持,btrfs可由多个物理卷组成;支持RAID,可以联机状态下,添加,移除,修改
- 写时复制(Cow:copy on write):修改前的文件内容还是保留的,只是让指针指向修改后的文件
- 数据及元数据校验码:checksum
- 支持子卷:sub_volume
- 支持快照:而且支持快照的快照
- 透明压缩:顶层用户感觉不到文件是被压缩了的,当要使用文件时,自动解压缩,但消耗cpu时钟。
btrfs有很多以btrfs开头的命令:
# btrfs
btrfs btrfs-convert btrfs-find-root btrfs-map-logical btrfstune
btrfsck btrfs-debug-tree btrfs-image btrfs-select-super btrfs-zero-log
btrfs有许多子命令,每个命令的帮助都可以使用--help获得。
管理子卷:btrfs subvolume
btrfs filesystem df
显示已有的btrfs:btrfs filesystem show
btrfs filesystem sync
动态调整文件系统的大小:btrfs filesystem resize
添加卷标:btrfs filesystem label
调整文件系统空间的分布:btrfs balance start
当新增物理卷后,把原来物理卷上的数据,调整一些到新增的物理卷上。
添加物理卷:btrfs device add
删除物理卷:btrfs device delete
擦除数据:btrfs scrub
紧急救援:btrfs rescue chunk-recover
修复:btrfs restore
创建btrfs文件系统:mkfs.btrfs命令(版本:btrfs-progs v4.9.1)
指定卷标:-L "label"
指定数据区的数据存放方式:-d <type>:raid0(默认值),raid1,raid5,raid6,raid10,single
指定元数据区的数据存放方式:-m <profile>:raid0,raid1(默认值),raid5,raid6,raid10,single,dup
指定文件系统的功能:-O <feature>
mkfs.btrfs -O list-all
:列出当前内核所支持的功能。btrfs的feature很多,但是并不是内核都默认支持。
btrfs的应用场景:组合多个硬盘构成一个文件系统。
组合一个硬盘的多个分区成一个btrfs,没有太大意义。
在centos7 1810上,试验创建btrfs
1,创建btffs
设备/dev/sdb和/dev/sdc分别是2块独立的硬盘。
组合/dev/sdb和/dev/sdc,创建bttfs,卷标是btr01.
-f的作用是:/dev/sdb原来有分区,-f就是强制覆盖原来分区里的内容。如果分区是干净的则不需要-f选项。
# mkfs.btrfs -f -L btr01 /dev/sdb /dev/sdc
btrfs-progs v4.9.1
See http://btrfs.wiki.kernel.org for more information.Label: btr01
UUID: b1998e72-a16c-4b56-9a6b-8315bb621ff1
Node size: 16384
Sector size: 4096
Filesystem size: 2.00GiB
Block group profiles:Data: RAID0 204.75MiBMetadata: RAID1 102.38MiBSystem: RAID1 8.00MiB
SSD detected: no
Incompat features: extref, skinny-metadata
Number of devices: 2
Devices:ID SIZE PATH1 1.00GiB /dev/sdb2 1.00GiB /dev/sdc
2,查看创建出来的btffs
# btrfs filesystem show
Label: 'btr01' uuid: b1998e72-a16c-4b56-9a6b-8315bb621ff1Total devices 2 FS bytes used 112.00KiBdevid 1 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdbdevid 2 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdc
3,用blkid查看,发现UUID是相同的,子卷id(UUID_SUB)是不同的。
# blkid /dev/sdb
/dev/sdb: LABEL="btr01" UUID="b1998e72-a16c-4b56-9a6b-8315bb621ff1" UUID_SUB="beceebee-4b19-4aed-a6df-a2d7464be690" TYPE="btrfs"
# blkid /dev/sdc
/dev/sdc: LABEL="btr01" UUID="b1998e72-a16c-4b56-9a6b-8315bb621ff1" UUID_SUB="7ef84d41-8cb6-4cb9-bb38-265e50283157" TYPE="btrfs"
4,查看已经挂载的btrfs
btrfs filesystem show --mounted
5,通过设备文件查看
# btrfs filesystem show /dev/sdb
Label: 'btr02' uuid: 1f0bca0c-adca-4270-b1a5-670765382d81Total devices 2 FS bytes used 112.00KiBdevid 1 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdbdevid 2 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdc# btrfs filesystem show /dev/sdc
Label: 'btr02' uuid: 1f0bca0c-adca-4270-b1a5-670765382d81Total devices 2 FS bytes used 112.00KiBdevid 1 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdbdevid 2 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdc
6,通过挂载点查看
# btrfs filesystem show /mnt
Label: 'btr02' uuid: 1f0bca0c-adca-4270-b1a5-670765382d81Total devices 2 FS bytes used 264.00KiBdevid 1 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdbdevid 2 size 1.00GiB used 212.75MiB path /dev/sdc
7,查看btrfs设备文件的卷标:btrfs filesystem label /dev/sdc
8,查看文件系统里使用了多少空间:btrfs filesystem df 挂载点
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=204.75MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=102.38MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
挂载btrfs
和挂载别的文件系统没有区别。
# mount /dev/sdb /mnt
添加文件,卸载,再挂载(再挂载的时候,指定磁盘/dev/sdc,效果和指定磁盘/dev/sdb是相同的),发信添加的文件还在
# cd /mnt
[root@localhost mnt]# ls
[root@localhost mnt]# touch a.txt
[root@localhost mnt]# cp /etc/grub2.cfg ./
[root@localhost mnt]# ls
a.txt grub2.cfg
[root@localhost mnt]# cd ..
[root@localhost /]# umount /dev/sdb
[root@localhost /]# ls /mnt
[root@localhost /]# mount /dev/sdb /mnt
[root@localhost /]# ls /mnt
a.txt grub2.cfg
挂载时,启动透明压缩功能
透明压缩有2个算法:compress={lzo|zlib}
# mount -o compress=lzo /dev/sdc /mnt
扩容和缩减
扩展和缩减不需要事先卸载文件系统
btrfs filesystem resize [<devid>:][+/-]<size>[kKmMgGtTpPeE]|[<devid>:]max <path>
1,缩减
缩减前的状态:直接用df命令查看是2.0G
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=204.75MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=102.38MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.5M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 2.0G 17M 1.8G 1% /mnt
缩减后的状态:直接用df命令查看是1.6G.
用btrfs filesystem df /mnt
看,缩减前后都一样。
# btrfs filesystem resize -500m /mnt
Resize '/mnt' of '-500m'
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.5M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 1.6G 17M 826M 2% /mnt
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=204.75MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=102.38MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
缩减后,看看文件是否有损坏
# ls /mnt
a.txt grub2.cfg
[root@localhost /]# less /mnt/grub2.cfg
2,扩容
扩容前:直接用df命令查看是1.6G.
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.5M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 1.6G 17M 826M 2% /mnt
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=204.75MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=102.38MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
扩容后:直接用df命令查看是1.9G.
用btrfs filesystem df /mnt
看,扩容前后都一样。
# btrfs filesystem resize +300M /mnt
Resize '/mnt' of '+300M'
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.6M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 1.9G 17M 1.4G 2% /mnt
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=204.75MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=102.38MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
扩容到逻辑边界的最大:btrfs filesystem resize max /mnt
如果已经到了逻辑边界的最大后,还想扩大,则添加物理磁盘。
# btrfs filesystem resize max /mnt
Resize '/mnt' of 'max'
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.6M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 2.0G 17M 1.8G 1% /mnt
物理扩容:btrfs device add /dev/sdd /mnt
添加磁盘/dev/sdd
# btrfs device add /dev/sdd /mnt
[root@localhost /]# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.6M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 3.0G 17M 2.6G 1% /mnt
添加磁盘后,不会自动把原来磁盘里存的东西,分给新添加的磁盘,要想分给新的磁盘,需要使用 btrfs balance start
# btrfs balance start /mnt
WARNING:Full balance without filters requested. This operation is veryintense and takes potentially very long. It is recommended touse the balance filters to narrow down the balanced data.Use 'btrfs balance start --full-balance' option to skip thiswarning. The operation will start in 10 seconds.Use Ctrl-C to stop it.
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Starting balance without any filters.
Done, had to relocate 3 out of 3 chunks
如果磁盘里的数据很多,则执行需要很多时间,所以就有了查看状态,暂停,取消,继续等命令
- 查看状态:
btrfs balance status
- 暂停:
btrfs balance pause
- 继续:
btrfs balance resume
- 取消:
btrfs balance cancel
拆除掉一个物理磁盘:btrfs device delete /dev/sdd /mnt
拆除物理设备前不需要卸载,会自动把要拆掉磁盘里的内容,拷贝到别的磁盘(lvm在拆掉物理磁盘前,需要手动使用pvmove命令,拷贝内容到别的pv里)
# btrfs device delete /dev/sdd /mnt
# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 38G 4.5G 33G 13% /
devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm
tmpfs 1.9G 9.6M 1.9G 1% /run
tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 1014M 179M 836M 18% /boot
/dev/mapper/centos-home 19G 39M 19G 1% /home
tmpfs 379M 4.0K 379M 1% /run/user/42
tmpfs 379M 28K 379M 1% /run/user/1000
tmpfs 379M 0 379M 0% /run/user/0
/dev/sdb 2.0G 17M 1.6G 2% /mnt
发现空间从3G变成了2G。
修改RAID级别
修改元数据去的raid级别:btrfs balance start -dconvert=raid1 /mnt
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID0: total=224.00MiB, used=136.00KiB
System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=208.00MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
# btrfs balance start -dconvert=raid1 /mnt
Done, had to relocate 1 out of 3 chunks
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID1: total=208.00MiB, used=200.00KiB
System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=208.00MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
修改数据区的raid级别:btrfs balance start -mconvert=raid5 /mnt
# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID1: total=208.00MiB, used=200.00KiB
System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID1: total=208.00MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
# btrfs device add /dev/sdd /mnt
# btrfs balance start -mconvert=raid5 /mnt
Done, had to relocate 2 out of 3 chunks
[root@localhost ~]# btrfs filesystem df /mnt
Data, RAID1: total=208.00MiB, used=200.00KiB
System, RAID5: total=64.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID5: total=256.00MiB, used=112.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B
管理子卷
1,创建子卷btrfs subvolume create /mnt/子卷名
。/mnt是挂载点。
直接在挂载点下创建
# btrfs subvolume create /mnt/logs
Create subvolume '/mnt/logs'
# btrfs subvolume create /mnt/cache
Create subvolume '/mnt/cache'
2,查看子卷: btrfs subvolume list /mnt
logs子卷的id是265;cache的id是266
# btrfs subvolume list /mnt
ID 265 gen 104 top level 5 path logs
ID 266 gen 106 top level 5 path cache
3,查看详细信息:
/mnt是父卷
/mnt/logs和/mnt/cache是子卷
# btrfs subvolume show /mnt
/mntName: <FS_TREE>UUID: -Parent UUID: -Received UUID: -Creation time: -Subvolume ID: 5Generation: 100Gen at creation: 0Parent ID: 0Top level ID: 0Flags: -Snapshot(s):logscache
[root@localhost ~]# btrfs subvolume show /mnt/logs/
/mnt/logsName: logsUUID: fa094c8f-b0f3-0749-b885-c1b60c7fa009Parent UUID: -Received UUID: -Creation time: 2020-02-11 15:33:20 +0800Subvolume ID: 265Generation: 104Gen at creation: 99Parent ID: 5Top level ID: 5Flags: -Snapshot(s):
[root@localhost ~]# btrfs subvolume show /mnt/cache/
/mnt/cacheName: cacheUUID: ce332381-964e-ff45-a4c0-dff98ed01914Parent UUID: -Received UUID: -Creation time: 2020-02-11 15:33:27 +0800Subvolume ID: 266Generation: 106Gen at creation: 100Parent ID: 5Top level ID: 5Flags: -Snapshot(s):
3,挂载子卷:mount -o subvol=logs /dev/sdc/ /mnt
子卷可以独立挂载。父卷挂载后,下面的子卷会被自动挂载。
# btrfs subvolume create /mnt/logs
Create subvolume '/mnt/logs'
# btrfs subvolume create /mnt/cache
Create subvolume '/mnt/cache'
# cp /var/log/messages /mnt/logs/
# touch /mnt/cache/ca.txt
# umount /mnt
# mount -o subvol=logs /dev/sdc/ /mnt
# ls /mnt
messages
# umount /mnt
# mount -o subvol=cache /dev/sdc/ /mnt
# ls /mnt
ca.txt
# umount /mnt
# mount /dev/sdd/ /mnt
# ls /mnt/{logs,cache}
/mnt/cache:
ca.txt/mnt/logs:
messages
4,通过子卷id挂载
# btrfs subvolume list /mnt
ID 265 gen 104 top level 5 path logs
ID 266 gen 106 top level 5 path cache
# mount -o subvolid=265 /dev/sdb /mnt
# ls /mnt
messages
5,删除子卷
# btrfs subvolume list /mnt
ID 265 gen 104 top level 5 path logs
ID 266 gen 106 top level 5 path cache
# btrfs subvolume delete /mnt/logs
Delete subvolume (no-commit): '/mnt/logs'
# btrfs subvolume list /mnt
ID 266 gen 106 top level 5 path cache
快照管理
lvm中,快照必须和被快照的卷在同一个卷组(VG)中;
同理,子卷的快照必须和子卷在同一父卷中。
1,创建快照:btrfs subvolume snapshot /mnt/cache/ /mnt/cache_snapshot
/mnt/cache/是被快照的卷;
/mnt/cache_snapshot是快照卷。
# btrfs subvolume snapshot /mnt/cache/ /mnt/cache_snapshot
Create a snapshot of '/mnt/cache/' in '/mnt/cache_snapshot'
# ls /mnt/
a.txt cache cache_snapshot grub2.cfg
# ls /mnt/cache_snapshot/
ca.txt
# echo "new line" >> /mnt/cache/ca.txt
# cat /mnt/cache/ca.txt
new line
# cat /mnt/cache_snapshot/ca.txt
2,删除快照卷:
和删除子卷一样
# btrfs subvolume delete /mnt/cache_snapshot/
Delete subvolume (no-commit): '/mnt/cache_snapshot'
3,文件的快照:
# cp --reflink ca.txt ca.bak
[root@localhost cache]# cat ca.txt
new line
[root@localhost cache]# cat ca.bak
new line
[root@localhost cache]# echo 222 >> ca.txt
[root@localhost cache]# cat ca.txt
new line
222
[root@localhost cache]# cat ca.bak
new line
如果不是在b tree文件系统里,执行cp --reflink ca.txt ca.bak
命令是报错误的。
把ext系列文件系统无损转换成btrfs
/dev/sdd1是ext4文件系统
# blkid /dev/sdd1
/dev/sdd1: UUID="116b845a-5d35-4972-aa43-f9b67469072b" TYPE="ext4"
# mount /dev/sdd1 /mnt
# cp /etc/fstab /mnt
1,先卸载
# umount /mnt
2,检查
# fsck -f /dev/sdd1
fsck from util-linux 2.23.2
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/sdd1: 12/57600 files (0.0% non-contiguous), 8289/230400 blocks
3,转换成btrfs
# btrfs-convert /dev/sdd1
create btrfs filesystem:blocksize: 4096nodesize: 16384features: extref, skinny-metadata (default)
creating ext2 image file
creating btrfs metadatacopy inodes [o] [ 0/ 12]
conversion complete
# btrfs filesystem show /dev/sdd1
Label: none uuid: 21520cb5-9f79-4199-b1fb-c8e9d093f4d1Total devices 1 FS bytes used 32.05MiBdevid 1 size 900.00MiB used 227.00MiB path /dev/sdd1
# blkid /dev/sdd1
/dev/sdd1: UUID="21520cb5-9f79-4199-b1fb-c8e9d093f4d1" UUID_SUB="f113dae5-0722-4409-bc76-6d44b7601035" TYPE="btrfs"
4,挂载后,发现确实是无损,文件还在。但多了个ext2_saved目录,这个目录不能删除。有这个目录,还能从btrfs转回去。
# mount /dev/sdd1/ /mnt
# ls /mnt
ext2_saved fstab lost+found
# cat /mnt/fstab#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Nov 29 16:44:28 2019
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0
UUID=3d3b316a-529e-484a-9895-e785fdde5365 /boot xfs defaults 0 0
/dev/mapper/centos-home /home xfs defaults 0 0
/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0
5,转回ext
# btrfs-convert -r /dev/sdd1
# c/c++ 学习互助QQ群:877684253 ![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1414315/201811/1414315-20181106214320230-961379709.jpg) # 本人微信:xiaoshitou5854
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