linux btrfs文件系统及管理

linux  /  管理员 发布于 5年前   294

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，checksum
4,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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  1. [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。   
  2. usage: btrfs [--help] [--version] <group> [<group>...] <command> [<args>]   
  3.     btrfs subvolume create [-i <qgroupid>] [<dest>/]<name> #创建子卷     
  4.         Create a subvolume                     
  5.     btrfs subvolume delete [options] <subvolume> [<subvolume>...] #删除子卷    
  6.         Delete subvolume(s)   
  7.     btrfs subvolume list [options] [-G [+|-]value] [-C [+|-]value] [--sort=gen,ogen,rootid,path] <path> #显示子卷列表   
  8.         List subvolumes (and snapshots)   
  9.     btrfs subvolume snapshot [-r] [-i <qgroupid>] <source> <dest>|[<dest>/]<name> #创建子卷快照     
  10.         Create a snapshot of the subvolume   
  11.     btrfs subvolume get-default <path>  #获取子卷默认的文件系统   
  12.         Get the default subvolume of a filesystem   
  13.     btrfs subvolume set-default <subvolid> <path> #设置默认系统给子卷    
  14.         Set the default subvolume of a filesystem   
  15.     btrfs subvolume find-new <path> <lastgen>  #列出btrfs文件系统中最近修改的文件，结合find命令   
  16.         List the recently modified files in a filesystem   
  17.     btrfs subvolume show <subvol-path>  #显示更多的子卷信息    
  18.         Show more information of the subvolume   
  19.     btrfs subvolume sync <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。   
  20.         Wait until given subvolume(s) are completely removed from the filesystem.   
  21.     btrfs filesystem df [options] <path>  #显示挂载的文件系统详细信息。   
  22.         Show space usage information for a mount point   
  23.     btrfs filesystem show [options] [<path>|<uuid>|<device>|label]  #显示创建文件系统的磁盘信息。   
  24.         Show the structure of a filesystem   
  25.     btrfs filesystem sync <path>  #强制文件系统同步，   
  26.         Force a sync on a filesystem   
  27.     btrfs filesystem defragment [options] <file>|<dir> [<file>|<dir>...]  #碎片整理    
  28.         Defragment a file or a directory   
  29.     btrfs filesystem resize [devid:][+/-]<newsize>[kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max <path>  #btrfs文件系统在线扩展和缩减空间    
  30.         Resize a filesystem   
  31.     btrfs filesystem label [<device>|<mount_point>] [<newlabel>]  #改变btrfs文件系统卷标    
  32.         Get or change the label of a filesystem   
  33.     btrfs filesystem usage [options] <path> [<path>..]  #显示文件系统当前的使用信息。   
  34.         Show detailed information about internal filesystem usage .   
  35.     btrfs balance start [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。   
  36.         Balance chunks across the devices   
  37.     btrfs balance pause <path>                                                                       #暂停chunk更改，数据量较大，转换时间较长时，先暂停。   
  38.         Pause running balance   
  39.     btrfs balance cancel <path>                                                                     #取消chunk更改，如上   
  40.         Cancel running or paused balance   
  41.     btrfs balance resume <path>                                                                   #中断balance的操作，如上   
  42.         Resume interrupted balance   
  43.     btrfs balance status [-v] <path>                                                                  #显示balance操作状态  如上   
  44.         Show status of running or paused balance   
  45.     btrfs device add [options] <device> [<device>...] <path>  #文件系统增加磁盘    
  46.         Add a device to a filesystem   
  47.     btrfs device delete <device> [<device>...] <path>   #文件系统删除磁盘   
  48.         Remove a device from a filesystem   
  49.     btrfs device scan [(-d|--all-devices)|<device> [<device>...]]  #文件系统磁盘扫描   
  50.         Scan devices for a btrfs filesystem   
  51.     btrfs device ready <device>                                                                          #猜测是检测加入的设备有没有被挂载   
  52.         Check device to see if it has all of its devices in cache for mounting       
  53.     btrfs device stats [-z] <path>|<device>   #显示文件系统的设备状态   
  54.         Show current device IO stats. -z to reset stats afterwards.   
  55.     btrfs device usage [options] <path> [<path>..]    #显示文件系统内部设备详细使用信息    
  56.         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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  1. [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。   
  2. Disk /dev/sda: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors   
  3. Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  4. Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  5. Disk /dev/sde: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  6. Disk /dev/sdd: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors  

创建单分区btrfs并查看

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  1. [root@localhost ~]# mkfs.btrfs -L 'btrfs' /dev/sdb   
  2. btrfs-progs v3.19.1   
  3. See http://btrfs.wiki.kernel.org for more information.   
  4. Turning ON incompat feature 'extref': increased hardlink limit per file to 65536   
  5. Turning ON incompat feature 'skinny-metadata': reduced-size metadata extent refs   
  6. fs created label btrfs on /dev/sdb   
  7.  nodesize 16384 leafsize 16384 sectorsize 4096 size 20.00GiB   
  8. [root@localhost ~]# btrfs filesystem show   
  9. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  10.  Total devices 1 FS bytes used 112.00KiB   
  11.  devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  12. btrfs-progs v3.19.1   
  13. [root@localhost ~]# mount -o compress=lzo -L btrfs  /btrfs/  挂载时可以设定透明压缩机制。   
  14. [root@localhost ~]# btrfs filesystem df /btrfs   
  15. Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB   
  16. System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB   
  17. System, single: total=4.00MiB, used=0.00B   
  18. Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB   
  19. Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B   
  20. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B  

再添加一块磁盘

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  1. [root@localhost ~]# btrfs device add /dev/sdc /btrfs   #添加磁盘，删除用btrfs device delete  /dev/sdc /btrfs     
  2. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  3. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  4.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  5.  devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  6.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  7. btrfs-progs v3.19.1   
  8. [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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  1. [root@localhost ~]# btrfs fi resize -10G /btrfs/  #在线缩减空间   
  2. Resize '/btrfs/' of '-10G'  
  3. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  4. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  5.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  6.  devid    1 size 10.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  7.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  8. btrfs-progs v3.19.1   
  9. [root@localhost ~]# btrfs fi resize +7G /btrfs/  #在线增加空间   
  10. Resize '/btrfs/' of '+7G'  
  11. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  12. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  13.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  14.  devid    1 size 17.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  15.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  16. btrfs-progs v3.19.1   
  17. [root@localhost ~]#  

在线更改数据和元数据的结构

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  1. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  2. Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB   
  3. System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB   
  4. System, single: total=4.00MiB, used=0.00B   
  5. Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB   
  6. Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B   
  7. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  8. [root@localhost ~]# btrfs balance start -mconvert=raid1 /btrfs/   #-mconvert 为改变metadata元数据区的存储结构   
  9. Done, had to relocate 4 out of 5 chunks   
  10. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  11. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  12.  Total devices 2 FS bytes used 192.00KiB   
  13.  devid    1 size 17.00GiB used 296.00MiB path /dev/sdb   
  14.  devid    2 size 20.00GiB used 288.00MiB path /dev/sdc   
  15. btrfs-progs v3.19.1   
  16. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  17. Data, single: total=8.00MiB, used=64.00KiB   
  18. System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB   
  19. Metadata, RAID1: total=256.00MiB, used=112.00KiB    #对比上改为了raid1   
  20. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  21. [root@localhost ~]# btrfs balance start -dconvert=raid1 /btrfs/  #-dconvert 为改变data数据区的存储结构   
  22. Done, had to relocate 1 out of 3 chunks   
  23. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  24. Data, RAID1: total=1.00GiB, used=320.00KiB    #对比上面改为了raid1    
  25. System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB   
  26. Metadata, RAID1: total=256.00MiB, used=112.00KiB   
  27. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  28. [root@localhost ~]#  

显示当前文件系统使用信息

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  1. [root@localhost btrfs]# btrfs fi usage /btrfs/   
  2. Overall:   
  3.     Device size:  37.00GiB   #总的空间   
  4.     Device allocated:   2.56GiB   #分给元数据管理区的空间    
  5.     Device unallocated:  34.44GiB  #未分出去的     
  6.     Device missing:     0.00B   
  7.     Used: 896.00KiB    #使用了的空间    
  8.     Free (estimated):  18.22GiB(min: 18.22GiB)  #可用空间，这里因是raid1 镜像卷   
  9.     Data ratio:      2.00   
  10.     Metadata ratio:      2.00   
  11.     Global reserve:  16.00MiB(used: 0.00B)   
  12. Data,RAID1: Size:1.00GiB, Used:320.00KiB   
  13.    /dev/sdb   1.00GiB   
  14.    /dev/sdc   1.00GiB   
  15. Metadata,RAID1: Size:256.00MiB, Used:112.00KiB   
  16.    /dev/sdb 256.00MiB   
  17.    /dev/sdc 256.00MiB   
  18. System,RAID1: Size:32.00MiB, Used:16.00KiB   
  19.    /dev/sdb  32.00MiB   
  20.    /dev/sdc  32.00MiB   
  21. Unallocated:   
  22.    /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，   
  23.    /dev/sdc  18.72GiB     #可以看到具体某块磁盘的使用状况。   
  24. [root@localhost btrfs]# btrfs device stats /btrfs/   #查看磁盘错误信息   
  25. [/dev/sdb].write_io_errs   0   
  26. [/dev/sdb].read_io_errs    0   
  27. [/dev/sdb].flush_io_errs   0   
  28. [/dev/sdb].corruption_errs 0   
  29. [/dev/sdb].generation_errs 0   
  30. [/dev/sdc].write_io_errs   0   
  31. [/dev/sdc].read_io_errs    0   
  32. [/dev/sdc].flush_io_errs   0   
  33. [/dev/sdc].corruption_errs 0   
  34. [/dev/sdc].generation_errs 0   
  35. [root@localhost btrfs]# btrfs device usage /btrfs/    #磁盘的空间使用状态    
  36. /dev/sdb, ID: 1   
  37.    Device size:            20.00GiB   
  38.    Data,RAID1:              1.00GiB   
  39.    Metadata,RAID1:        256.00MiB   
  40.    System,RAID1:           32.00MiB   
  41.    Unallocated:            15.72GiB   
  42. /dev/sdc, ID: 2   
  43.    Device size:            20.00GiB   
  44.    Data,RAID1:              1.00GiB   
  45.    Metadata,RAID1:        256.00MiB   
  46.    System,RAID1:           32.00MiB   

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