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：

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[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]  [...]  []       btrfs subvolume create [-i ] [/] #创建子卷            Create a subvolume                         btrfs subvolume delete [options]  [...] #删除子卷           Delete subvolume(s)       btrfs subvolume list [options] [-G [+|-]value] [-C [+|-]value] [--sort=gen,ogen,rootid,path]  #显示子卷列表          List subvolumes (and snapshots)       btrfs subvolume snapshot [-r] [-i ]  |[/] #创建子卷快照            Create a snapshot of the subvolume       btrfs subvolume get-default   #获取子卷默认的文件系统          Get the default subvolume of a filesystem       btrfs subvolume set-default   #设置默认系统给子卷           Set the default subvolume of a filesystem       btrfs subvolume find-new    #列出btrfs文件系统中最近修改的文件，结合find命令          List the recently modified files in a filesystem       btrfs subvolume show   #显示更多的子卷信息           Show more information of the subvolume       btrfs subvolume sync  [...]  #子卷同步，类似mount同步模式，内存数据同步到磁盘，有待查证。          Wait until given subvolume(s) are completely removed from the filesystem.       btrfs filesystem df [options]   #显示挂载的文件系统详细信息。          Show space usage information for a mount point       btrfs filesystem show [options] [|||label]  #显示创建文件系统的磁盘信息。          Show the structure of a filesystem       btrfs filesystem sync   #强制文件系统同步，          Force a sync on a filesystem       btrfs filesystem defragment [options] | [|...]  #碎片整理           Defragment a file or a directory       btrfs filesystem resize [devid:][+/-][kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max   #btrfs文件系统在线扩展和缩减空间           Resize a filesystem       btrfs filesystem label [|] []  #改变btrfs文件系统卷标           Get or change the label of a filesystem       btrfs filesystem usage [options]  [..]  #显示文件系统当前的使用信息。          Show detailed information about internal filesystem usage .       btrfs balance start [options]   #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。          Balance chunks across the devices       btrfs balance pause                                                                        #暂停chunk更改，数据量较大，转换时间较长时，先暂停。          Pause running balance       btrfs balance cancel                                                                      #取消chunk更改，如上          Cancel running or paused balance       btrfs balance resume                                                                    #中断balance的操作，如上          Resume interrupted balance       btrfs balance status [-v]                                                                   #显示balance操作状态  如上          Show status of running or paused balance       btrfs device add [options]  [...]   #文件系统增加磁盘           Add a device to a filesystem       btrfs device delete  [...]    #文件系统删除磁盘          Remove a device from a filesystem       btrfs device scan [(-d|--all-devices)| [...]]  #文件系统磁盘扫描          Scan devices for a btrfs filesystem       btrfs device ready                                                                           #猜测是检测加入的设备有没有被挂载          Check device to see if it has all of its devices in cache for mounting           btrfs device stats [-z] |   #显示文件系统的设备状态          Show current device IO stats. -z to reset stats afterwards.       btrfs device usage [options]  [..]    #显示文件系统内部设备详细使用信息           Show detailed information about internal allocations in devices.  

btrfs文件系统管理为分区创建btrfs文件系统

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[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: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors   Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   Disk /dev/sde: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   Disk /dev/sdd: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors  

创建单分区btrfs并查看

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[root@localhost ~]# mkfs.btrfs -L 'btrfs' /dev/sdb  btrfs-progs v3.19.1   See http://btrfs.wiki.kernel.org for more information.   Turning ON incompat feature 'extref': increased hardlink limit per file to 65536   Turning ON incompat feature 'skinny-metadata': reduced-size metadata extent refs   fs created label btrfs on /dev/sdb    nodesize 16384 leafsize 16384 sectorsize 4096 size 20.00GiB   [root@localhost ~]# btrfs filesystem show  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 1 FS bytes used 112.00KiB    devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   btrfs-progs v3.19.1   [root@localhost ~]# mount -o compress=lzo -L btrfs  /btrfs/  挂载时可以设定透明压缩机制。  [root@localhost ~]# btrfs filesystem df /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

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[root@localhost ~]# btrfs device add /dev/sdc /btrfs   #添加磁盘，删除用btrfs device delete  /dev/sdc /btrfs    [root@localhost ~]# btrfs fi sh  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB    devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb    devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   btrfs-progs v3.19.1   [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。

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[root@localhost ~]# btrfs fi resize -10G /btrfs/  #在线缩减空间  Resize '/btrfs/' of '-10G'  [root@localhost ~]# btrfs fi sh  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB    devid    1 size 10.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb    devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   btrfs-progs v3.19.1   [root@localhost ~]# btrfs fi resize +7G /btrfs/  #在线增加空间  Resize '/btrfs/' of '+7G'  [root@localhost ~]# btrfs fi sh  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB    devid    1 size 17.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb    devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   btrfs-progs v3.19.1   [root@localhost ~]#  

在线更改数据和元数据的结构

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[root@localhost ~]# btrfs fi df /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 ~]# btrfs balance start -mconvert=raid1 /btrfs/   #-mconvert 为改变metadata元数据区的存储结构  Done, had to relocate 4 out of 5 chunks   [root@localhost ~]# btrfs fi sh  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 2 FS bytes used 192.00KiB    devid    1 size 17.00GiB used 296.00MiB path /dev/sdb    devid    2 size 20.00GiB used 288.00MiB path /dev/sdc   btrfs-progs v3.19.1   [root@localhost ~]# btrfs fi df /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 ~]# btrfs balance start -dconvert=raid1 /btrfs/  #-dconvert 为改变data数据区的存储结构  Done, had to relocate 1 out of 3 chunks   [root@localhost ~]# btrfs fi df /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

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[root@localhost btrfs]# btrfs fi usage /btrfs/  Overall:       Device size:  37.00GiB   #总的空间      Device allocated:   2.56GiB   #分给元数据管理区的空间       Device unallocated:  34.44GiB  #未分出去的        Device missing:     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      Data ratio:      2.00       Metadata ratio:      2.00       Global reserve:  16.00MiB(used: 0.00B)   Data,RAID1: Size:1.00GiB, Used:320.00KiB      /dev/sdb   1.00GiB      /dev/sdc   1.00GiB   Metadata,RAID1: Size:256.00MiB, Used:112.00KiB      /dev/sdb 256.00MiB      /dev/sdc 256.00MiB   System,RAID1: Size:32.00MiB, Used:16.00KiB      /dev/sdb  32.00MiB      /dev/sdc  32.00MiB   Unallocated:      /dev/sdb  15.72GiB    #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/sdc  18.72GiB     #可以看到具体某块磁盘的使用状况。  [root@localhost btrfs]# btrfs device stats /btrfs/   #查看磁盘错误信息  [/dev/sdb].write_io_errs   0   [/dev/sdb].read_io_errs    0   [/dev/sdb].flush_io_errs   0   [/dev/sdb].corruption_errs 0   [/dev/sdb].generation_errs 0   [/dev/sdc].write_io_errs   0   [/dev/sdc].read_io_errs    0   [/dev/sdc].flush_io_errs   0   [/dev/sdc].corruption_errs 0   [/dev/sdc].generation_errs 0   [root@localhost btrfs]# btrfs device usage /btrfs/    #磁盘的空间使用状态   /dev/sdb, ID: 1      Device size:            20.00GiB      Data,RAID1:              1.00GiB      Metadata,RAID1:        256.00MiB      System,RAID1:           32.00MiB      Unallocated:            15.72GiB   /dev/sdc, ID: 2      Device size:            20.00GiB      Data,RAID1:              1.00GiB      Metadata,RAID1:        256.00MiB      System,RAID1:           32.00MiB      Unallocated:            18.72GiB   压缩测试   [root@localhost btrfs22]# du -sh /btrfs /btrfs22  5.1G/btrfs   5.1G/btrfs22   [root@localhost btrfs22]# btrfs fi show  Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a    Total devices 2 FS bytes used 178.63MiB        #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。   devid    1 size 17.00GiB used 1.28GiB path /dev/sdb    devid    2 size 20.00GiB used 1.28GiB path /dev/sdc   Label: 'btrfs22'  uuid: d4da4497-b82e-4846-b51c-cd7127ff5c74    Total devices 2 FS bytes used 5.01GiB    #btrfs22挂载没有启用压缩功能。   devid    1 size 20.00GiB used 4.04GiB path /dev/sdd    devid    2 size 20.00GiB used 4.00GiB path /dev/sde   btrfs-progs v3.19.1  

子卷和快照的管理

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btrfs subvolume    [root@localhost btrfs22]# btrfs subvolume create /btrfs/btrfs.sub   #创建子卷    Create subvolume '/btrfs/btrfs.sub'  [root@localhost btrfs22]# btrfs subvolume list /btrfs   #显示子卷    ID 259 gen 43 top level 5 path btrfs.sub   [root@localhost btrfs22]# umount /btrfs  [root@localhost ~]# mount -o subvol=btrfs.sub /dev/sdc /btrfs.sub/  #单独挂载子卷   [root@localhost ~]# btrfs subvolume show /btrfs.sub/  /btrfs.sub    Name: btrfs.sub    uuid: 811deb2f-764f-6440-899c-cddb2b9867e2    Parent uuid: -    Creation time: 2016-05-11 08:43:51    Object ID: 259    Generation (Gen): 43    Gen at creation: 43    Parent: 5    Top Level: 5    Flags: -    Snapshot(s):  

子卷删除

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[root@localhost ~]# umount /btrfs.sub/    #卸卸载子卷   [root@localhost ~]# btrfs subvolume delete /btrfs/btrfs.sub      #执行删除命令           [root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs        #查看 已经被删除   ID 260 gen 45 top level 5 path btrfs.sub22  

子卷快照，类似创建子卷

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[root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs  ID 260 gen 45 top level 5 path btrfs.sub22   [root@localhost ~]# btrfs subvolume snapshot /btrfs/btrfs.sub22/ /btrfs/btrfs.sub22_snapshot  Create a snapshot of '/btrfs/btrfs.sub22/' in '/btrfs/btrfs.sub22_snapshot'  [root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs  ID 260 gen 50 top level 5 path btrfs.sub22   ID 262 gen 50 top level 5 path btrfs.sub22_snapshot  

单个文件快照

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[root@localhost btrfs]# cp --relink hostname hostname_snap  cp: unrecognized option '--relink'  Try 'cp --help' for more information.   [root@localhost btrfs]# cp --reflink hostname hostname_snap  [root@localhost btrfs]# cp --reflink hostname hostname_snap^C  [root@localhost btrfs]# echo "magedu.com" >> hostname  [root@localhost btrfs]# cat hostname  localhost.localdomain   magedu.com   [root@localhost btrfs]# cat hostname_snap  localhost.localdomain   [root@localhost btrfs]#  

ext文件系统转换为btrfs

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[root@localhost ~]# cp -r /tmp/* /sdf/  [root@localhost ~]# cd /sdf/  [root@localhost sdf]# ls  ks-script-OqV4Gb  lost+found  yum.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  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/sdf: 13/1310720 files (0.0% non-contiguous), 126323/5242880 blocks   [root@localhost ~]# btrfs-convert /dev/sdf  #第三步，执行转换命令  creating btrfs metadata.   copy inodes [o] [         0/        13]   creating ext2fs image file.   cleaning up system chunk.   conversion complete.   [root@localhost ~]# mount /dev/sdf /sdf/  [root@localhost ~]# cd /sdf/  [root@localhost sdf]# ls  ext2_saved  ks-script-OqV4Gb  lost+found  yum.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@localhost sdf]# cat ks-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   # Also relabel the OSTree variants of the normal mounts (if they exist)  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 ]; then      restorecon -i /etc/zipl.conf   fi  [root@localhost sdf]# 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                      rollback complete.   [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。