linux btrfs文件系统及管理(linux bt命令)

Btrfs（B-tree文件系统，通常念成Butter FS，Better FS或B-tree FS），linux文件系统，具有写时复制COW(copy-on-write),改善ext3文件系统单文件大小限制，并加入其他特性，如可写快照... 16-05-16

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什么是btrfs？

Btrfs（B-tree文件系统，通常念成Butter FS，Better FS或B-tree FS），linux文件系统，具有写时复制COW(copy-on-write),改善ext3文件系统单文件大小限制，并加入其他特性，如可写快照，快照的快照，内建RAID，子卷（subvloume），专注于容错，修复和易于管理。单文件可达16EB，最大文件数量2^64，最大卷容量16EB，等。

btrfs功能特性

1,COW:写时复制，每次写入数据时，先将数据写入到新的block,写入成功后，更改旧数据块指针到新数据块，而非更改本身。2,多物理卷支持，btrfs内建raid，可在线增删磁盘设备，可在线扩展和缩减磁盘空间。3,数据和元数据校验码，checksum4,子卷，可单独挂载子卷5,可写快照，快照的快照，单个文件快照。6,透明压缩7,ext3/4和btrfs无痛互转

btrfs 基本用法：

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#btrfs--help#查看帮助可以看到btrfs有很多子命令，用法也很多，这里只举例常用选项。 usage:btrfs[--help][--version]<group>[<group>...]<command>[<args>] btrfssubvolumecreate[-i<qgroupid>][<dest>/]<name>#创建子卷 Createasubvolume btrfssubvolumedelete[options]<subvolume>[<subvolume>...]#删除子卷 Deletesubvolume(s) btrfssubvolumelist[options][-G[+|-]value][-C[+|-]value][--sort=gen,ogen,rootid,path]<path>#显示子卷列表 Listsubvolumes(andsnapshots) btrfssubvolumesnapshot[-r][-i<qgroupid>]<source><dest>|[<dest>/]<name>#创建子卷快照 Createasnapshotofthesubvolume btrfssubvolumeget-default<path>#获取子卷默认的文件系统 Getthedefaultsubvolumeofafilesystem btrfssubvolumeset-default<subvolid><path>#设置默认系统给子卷 Setthedefaultsubvolumeofafilesystem btrfssubvolumefind-new<path><lastgen>#列出btrfs文件系统中最近修改的文件，结合find命令 Listtherecentlymodifiedfilesinafilesystem btrfssubvolumeshow<subvol-path>#显示更多的子卷信息 Showmoreinformationofthesubvolume btrfssubvolumesync<path>[<subvol-id>...]#子卷同步，类似mount同步模式，内存数据同步到磁盘，有待查证。 Waituntilgivensubvolume(s)arecompletelyremovedfromthefilesystem. btrfsfilesystemdf[options]<path>#显示挂载的文件系统详细信息。 Showspaceusageinformationforamountpoint btrfsfilesystemshow[options][<path>|<uuid>|<device>|label]#显示创建文件系统的磁盘信息。 Showthestructureofafilesystem btrfsfilesystemsync<path>#强制文件系统同步， Forceasynconafilesystem btrfsfilesystemdefragment[options]<file>|<dir>[<file>|<dir>...]#碎片整理 Defragmentafileoradirectory btrfsfilesystemresize[devid:][+/-]<newsize>[kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max<path>#btrfs文件系统在线扩展和缩减空间 Resizeafilesystem btrfsfilesystemlabel[<device>|<mount_point>][<newlabel>]#改变btrfs文件系统卷标 Getorchangethelabelofafilesystem btrfsfilesystemusage[options]<path>[<path>..]#显示文件系统当前的使用信息。 Showdetailedinformationaboutinternalfilesystemusage. btrfsbalancestart[options]<path>#改变磁盘chunk，在线改数据和元数据存储方式，单盘改raid，前提满足raid要求。 Balancechunksacrossthedevices btrfsbalancepause<path>#暂停chunk更改，数据量较大，转换时间较长时，先暂停。 Pauserunningbalance btrfsbalancecancel<path>#取消chunk更改，如上 Cancelrunningorpausedbalance btrfsbalanceresume<path>#中断balance的操作，如上 Resumeinterruptedbalance btrfsbalancestatus[-v]<path>#显示balance操作状态如上 Showstatusofrunningorpausedbalance btrfsdeviceadd[options]<device>[<device>...]<path>#文件系统增加磁盘 Addadevicetoafilesystem btrfsdevicedelete<device>[<device>...]<path>#文件系统删除磁盘 Removeadevicefromafilesystem btrfsdevicescan[(-d|--all-devices)|<device>[<device>...]]#文件系统磁盘扫描 Scandevicesforabtrfsfilesystem btrfsdeviceready<device>#猜测是检测加入的设备有没有被挂载 Checkdevicetoseeifithasallofitsdevicesincacheformounting btrfsdevicestats[-z]<path>|<device>#显示文件系统的设备状态 ShowcurrentdeviceIOstats.-ztoresetstatsafterwards. btrfsdeviceusage[options]<path>[<path>..]#显示文件系统内部设备详细使用信息 Showdetailedinformationaboutinternalallocationsindevices.

btrfs文件系统管理

为分区创建btrfs文件系统

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#fdisk-l|grep"^Disk/dev/sd[a-z]"#准备sd{b,c,d,e}4块20G磁盘，未做任何分区。 Disk/dev/sda:107.4GB,107374182400bytes,209715200sectors Disk/dev/sdb:21.5GB,21474836480bytes,41943040sectors Disk/dev/sdc:21.5GB,21474836480bytes,41943040sectors Disk/dev/sde:21.5GB,21474836480bytes,41943040sectors Disk/dev/sdd:21.5GB,21474836480bytes,41943040sectors

创建单分区btrfs并查看

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#mkfs.btrfs-L'btrfs'/dev/sdb btrfs-progsv3.19.1 Seehttp://btrfs.wiki.kernel.orgformoreinformation. TurningONincompatfeature'extref':increasedhardlinklimitperfileto65536 TurningONincompatfeature'skinny-metadata':reduced-sizemetadataextentrefs fscreatedlabelbtrfson/dev/sdb nodesize16384leafsize16384sectorsize4096size20.00GiB [root@localhost~]#btrfsfilesystemshow Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices1FSbytesused112.00KiB devid1size20.00GiBused2.04GiBpath/dev/sdb btrfs-progsv3.19.1 [root@localhost~]#mount-ocompress=lzo-Lbtrfs/btrfs/挂载时可以设定透明压缩机制。 [root@localhost~]#btrfsfilesystemdf/btrfs Data,single:total=8.00MiB,used=256.00KiB System,DUP:total=8.00MiB,used=16.00KiB System,single:total=4.00MiB,used=0.00B Metadata,DUP:total=1.00GiB,used=112.00KiB Metadata,single:total=8.00MiB,used=0.00B GlobalReserve,single:total=16.00MiB,used=0.00B

再添加一块磁盘

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#btrfsdeviceadd/dev/sdc/btrfs#添加磁盘，删除用btrfsdevicedelete/dev/sdc/btrfs [root@localhost~]#btrfsfish Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices2FSbytesused384.00KiB devid1size20.00GiBused2.04GiBpath/dev/sdb devid2size20.00GiBused0.00Bpath/dev/sdc btrfs-progsv3.19.1 [root@localhost~]#

在线增加或缩减空间,在线改变空间，可以让lvm坐冷板凳了。

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#btrfsfiresize-10G/btrfs/#在线缩减空间 Resize'/btrfs/'of'-10G'[root@localhost~]#btrfsfish Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices2FSbytesused384.00KiB devid1size10.00GiBused2.04GiBpath/dev/sdb devid2size20.00GiBused0.00Bpath/dev/sdc btrfs-progsv3.19.1 [root@localhost~]#btrfsfiresize+7G/btrfs/#在线增加空间 Resize'/btrfs/'of'+7G'[root@localhost~]#btrfsfish Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices2FSbytesused384.00KiB devid1size17.00GiBused2.04GiBpath/dev/sdb devid2size20.00GiBused0.00Bpath/dev/sdc btrfs-progsv3.19.1 [root@localhost~]#

在线更改数据和元数据的结构

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#btrfsfidf/btrfs/ Data,single:total=8.00MiB,used=256.00KiB System,DUP:total=8.00MiB,used=16.00KiB System,single:total=4.00MiB,used=0.00B Metadata,DUP:total=1.00GiB,used=112.00KiB Metadata,single:total=8.00MiB,used=0.00B GlobalReserve,single:total=16.00MiB,used=0.00B [root@localhost~]#btrfsbalancestart-mconvert=raid1/btrfs/#-mconvert为改变metadata元数据区的存储结构 Done,hadtorelocate4outof5chunks [root@localhost~]#btrfsfish Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices2FSbytesused192.00KiB devid1size17.00GiBused296.00MiBpath/dev/sdb devid2size20.00GiBused288.00MiBpath/dev/sdc btrfs-progsv3.19.1 [root@localhost~]#btrfsfidf/btrfs/ Data,single:total=8.00MiB,used=64.00KiB System,RAID1:total=32.00MiB,used=16.00KiB Metadata,RAID1:total=256.00MiB,used=112.00KiB#对比上改为了raid1 GlobalReserve,single:total=16.00MiB,used=0.00B [root@localhost~]#btrfsbalancestart-dconvert=raid1/btrfs/#-dconvert为改变data数据区的存储结构 Done,hadtorelocate1outof3chunks [root@localhost~]#btrfsfidf/btrfs/ Data,RAID1:total=1.00GiB,used=320.00KiB#对比上面改为了raid1 System,RAID1:total=32.00MiB,used=16.00KiB Metadata,RAID1:total=256.00MiB,used=112.00KiB GlobalReserve,single:total=16.00MiB,used=0.00B [root@localhost~]#

显示当前文件系统使用信息

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhostbtrfs]#btrfsfiusage/btrfs/ Overall: Devicesize:37.00GiB#总的空间 Deviceallocated:2.56GiB#分给元数据管理区的空间 Deviceunallocated:34.44GiB#未分出去的 Devicemissing:0.00B Used:896.00KiB#使用了的空间 Free(estimated):18.22GiB(min:18.22GiB)#可用空间，这里因是raid1镜像卷 Dataratio:2.00 Metadataratio:2.00 Globalreserve:16.00MiB(used:0.00B) Data,RAID1:Size:1.00GiB,Used:320.00KiB /dev/sdb1.00GiB /dev/sdc1.00GiB Metadata,RAID1:Size:256.00MiB,Used:112.00KiB /dev/sdb256.00MiB /dev/sdc256.00MiB System,RAID1:Size:32.00MiB,Used:16.00KiB /dev/sdb32.00MiB /dev/sdc32.00MiB Unallocated: /dev/sdb15.72GiB#这里2各磁盘分配的空间不同，可以说明btrfs的内建raid1不是按物理盘划分的，而是按chunk， /dev/sdc18.72GiB#可以看到具体某块磁盘的使用状况。 [root@localhostbtrfs]#btrfsdevicestats/btrfs/#查看磁盘错误信息 [/dev/sdb].write_io_errs0 [/dev/sdb].read_io_errs0 [/dev/sdb].flush_io_errs0 [/dev/sdb].corruption_errs0 [/dev/sdb].generation_errs0 [/dev/sdc].write_io_errs0 [/dev/sdc].read_io_errs0 [/dev/sdc].flush_io_errs0 [/dev/sdc].corruption_errs0 [/dev/sdc].generation_errs0 [root@localhostbtrfs]#btrfsdeviceusage/btrfs/#磁盘的空间使用状态 /dev/sdb,ID:1 Devicesize:20.00GiB Data,RAID1:1.00GiB Metadata,RAID1:256.00MiB System,RAID1:32.00MiB Unallocated:15.72GiB /dev/sdc,ID:2 Devicesize:20.00GiB Data,RAID1:1.00GiB Metadata,RAID1:256.00MiB System,RAID1:32.00MiB Unallocated:18.72GiB 压缩测试 [root@localhostbtrfs22]#du-sh/btrfs/btrfs22 5.1G/btrfs 5.1G/btrfs22 [root@localhostbtrfs22]#btrfsfishow Label:'btrfs'uuid:2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a Totaldevices2FSbytesused178.63MiB#btrfs挂载采用lzo压缩，空间被压缩，因是文本文档压缩效果很明显。 devid1size17.00GiBused1.28GiBpath/dev/sdb devid2size20.00GiBused1.28GiBpath/dev/sdc Label:'btrfs22'uuid:d4da4497-b82e-4846-b51c-cd7127ff5c74 Totaldevices2FSbytesused5.01GiB#btrfs22挂载没有启用压缩功能。 devid1size20.00GiBused4.04GiBpath/dev/sdd devid2size20.00GiBused4.00GiBpath/dev/sde btrfs-progsv3.19.1

子卷和快照的管理

bash/shell Code复制内容到剪贴板btrfssubvolume [root@localhostbtrfs22]#btrfssubvolumecreate/btrfs/btrfs.sub#创建子卷 Createsubvolume'/btrfs/btrfs.sub'[root@localhostbtrfs22]#btrfssubvolumelist/btrfs#显示子卷 ID259gen43toplevel5pathbtrfs.sub [root@localhostbtrfs22]#umount/btrfs [root@localhost~]#mount-osubvol=btrfs.sub/dev/sdc/btrfs.sub/#单独挂载子卷 [root@localhost~]#btrfssubvolumeshow/btrfs.sub/ /btrfs.sub Name:btrfs.sub uuid:811deb2f-764f-6440-899c-cddb2b9867e2 Parentuuid:- Creationtime:2016-05-1108:43:51 ObjectID:259 Generation(Gen):43 Genatcreation:43 Parent:5 TopLevel:5 Flags:- Snapshot(s):

子卷删除

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#umount/btrfs.sub/#卸卸载子卷 [root@localhost~]#btrfssubvolumedelete/btrfs/btrfs.sub #执行删除命令 [root@localhost~]#btrfssubvolumelist/btrfs #查看已经被删除 ID260gen45toplevel5pathbtrfs.sub22

子卷快照，类似创建子卷

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#btrfssubvolumelist/btrfs ID260gen45toplevel5pathbtrfs.sub22 [root@localhost~]#btrfssubvolumesnapshot/btrfs/btrfs.sub22//btrfs/btrfs.sub22_snapshot Createasnapshotof'/btrfs/btrfs.sub22/'in'/btrfs/btrfs.sub22_snapshot'[root@localhost~]#btrfssubvolumelist/btrfs ID260gen50toplevel5pathbtrfs.sub22 ID262gen50toplevel5pathbtrfs.sub22_snapshot

单个文件快照

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhostbtrfs]#cp--relinkhostnamehostname_snap cp:unrecognizedoption'--relink'Try'cp--help'formoreinformation. [root@localhostbtrfs]#cp--reflinkhostnamehostname_snap [root@localhostbtrfs]#cp--reflinkhostnamehostname_snap^C [root@localhostbtrfs]#echo"magedu.com">>hostname [root@localhostbtrfs]#cathostname localhost.localdomain magedu.com [root@localhostbtrfs]#cathostname_snap localhost.localdomain [root@localhostbtrfs]#

ext文件系统转换为btrfs

bash/shell Code复制内容到剪贴板[root@localhost~]#cp-r/tmp/*/sdf/ [root@localhost~]#cd/sdf/ [root@localhostsdf]#ls ks-script-OqV4Gblost+foundyum.log [root@localhost~]#umount/sdf/#第一步，先卸载需要转换的ext分区 [root@localhost~]#fsck-f/dev/sdf#第二步，强制检测磁盘 fsckfromutil-linux2.23.2 e2fsck1.42.9(28-Dec-2013) Pass1:Checkinginodes,blocks,andsizes Pass2:Checkingdirectorystructure Pass3:Checkingdirectoryconnectivity Pass4:Checkingreferencecounts Pass5:Checkinggroupsummaryinformation /dev/sdf:13/1310720files(0.0%non-contiguous),126323/5242880blocks [root@localhost~]#btrfs-convert/dev/sdf#第三步，执行转换命令 creatingbtrfsmetadata. copyinodes[o][0/13] creatingext2fsimagefile. cleaningupsystemchunk. conversioncomplete. [root@localhost~]#mount/dev/sdf/sdf/ [root@localhost~]#cd/sdf/ [root@localhostsdf]#ls ext2_savedks-script-OqV4Gblost+foundyum.log#转换产生的ext2_saved，不可删除，删除就无法转回ext文件系统 [root@localhostsdf]#catks-script-OqV4Gb#转换后查看文件正常。 restorecon-ir/etc/sysconfig/network-scripts/var/lib/etc/lvm\ /dev/etc/iscsi/var/lib/iscsi/root/var/lock/var/log\ /etc/modprobe.d/etc/sysconfig/var/cache/yum #AlsorelabeltheOSTreevariantsofthenormalmounts(iftheyexist) restorecon-ir/var/roothome/var/home/var/opt/var/srv/var/media/var/mnt restorecon-i/etc/rpm/macros/etc/dasd.conf/etc/zfcp.conf/lib64/usr/lib64\ /etc/blkid.tab*/etc/mtab/etc/fstab/etc/resolv.conf\ /etc/modprobe.conf*/var/log/*tmp/etc/crypttab\ /etc/mdadm.conf/etc/sysconfig/network/root/install.log*\ /etc/*shadow*/etc/dhcp/dhclient-*.conf/etc/localtime\ /etc/hostname/root/install.log* if[-e/etc/zipl.conf];thenrestorecon-i/etc/zipl.conf fi[root@localhostsdf]#blkid/dev/sdf /dev/sdf:UUID="20bd2176-28d9-49fb-88e9-b746f5ea2736"UUID_SUB="9076e700-22a2-420e-81df-feb79449ab7c"TYPE="btrfs"#查看文件系统，已经变为btrfs btrfs转回ext3 [root@localhost~]#umount/sdf/#第一步，卸载 [root@localhost~]#btrfs-convert-r/dev/sdf#第二步，执行转换命令 rollbackcomplete. [root@localhost~]#blkid/dev/sdf /dev/sdf:UUID="8d6c4b81-9602-428a-a340-f01b176fa82b"SEC_TYPE="ext2"TYPE="ext3"#查看转换结果，已经变为etx3格式。 [root@localhost~]#

总结：初步了解btrfs，首先，扩展性基于B-tree架构，单个文件，磁盘，文件个数，大大超过现在对扩展性的要求，其次，数据一致性，基于COW和checksum确保数据正常（btrfs的数据检测，修复，恢复相关的命令操作后面补充），再次，设备管理功能强大，内建raid,联机raid调整，联机空间扩展和缩减，联机物理卷增删，快照，子卷，可脱离raid和lvm.

以上个人总结，不足之处欢迎指正，谢谢。