前言

一種技術要知其然，還要知其所以然。

Btrfs文件系統

Btrfs（B-tree文件系統，通常念成Butter FS，Better FS或B-tree FS），一種支持寫入時復制（COW）的文件系統，運行在Linux操作系統，采用GPL授權。Oracle于2007年對外宣布這項計劃，并發布源代碼，在2014年8月發布穩定版目標是替換Linux目前的ext3文件系統，改善ext3的限制，特別是單個文件的大小，總文件系統大小或文件檢查和加入ext3未支持的功能，像是可寫快照（writable snapshots）、快照的快照（snapshots of snapshots）、內建磁盤陣列（RAID），以及子卷（subvolumes）。Btrfs也宣稱專注在“容錯、修復及易于管理”。

引用于（https://zh.wikipedia.org/wiki/Btrfs）

Btrfs文件系統的核心特性

1.多物理卷支持：btrfs文件系統可由多個底層物理卷組成；支持RAID，以聯機“添加”、“移除”，“修改”；

2.寫時復制更新機制(CoW)： 所謂 COW，即每次寫磁盤數據時，先將更新數據寫入一個新的 block，當新數據寫入成功之后，再更新相關的數據結構指向新 block 。復制、更新及替換指針，而非“就地”更新； ”就地“更新是指地址指針指向。

3.數據及元數據校驗碼（checksum）：btrfs在讀取數據的同時會讀取其相應的 checksum 。如果最終從磁盤讀取出來的數據和 checksum 不相同，btrfs 會首先嘗試讀取數據的鏡像備份，如果數據沒有鏡像備份，btrfs 將返回錯誤。寫入磁盤數據之前，btrfs 計算數據的 checksum 。然后將 checksum 和數據同時寫入磁盤。

4.子卷：Subvolume 是很優雅的一個概念。即把文件系統的一部分配置為一個完整的子文件系統，稱之為 subvolume 。 采用 subvolume，一個大的文件系統可以被劃分為多個子文件系統，這些子文件系統共享底層的設備空間，在需要磁盤空間時便從底層設備中分配，類似應用程序調用 malloc() 分配內存一樣。可以稱之為存儲池。這種模型有很多優點，比如可以充分利用 disk 的帶寬，可以簡化磁盤空間的管理等

5.快照：支持快照的快照；可以在快照中在做快照

6.透明壓縮：在用戶寫入數據時系統會自動進行壓縮，而用戶調用數據的過程是一個解壓縮的過程，但是這個過程，對用戶來說是透明的，是自動進行的。

7.多設備管理：Btrfs 支持動態添加設備。用戶在系統中增加新的磁盤之后，可以使用 btrfs 的命令將該設備添加到文件系統中。為了靈活利用設備空間，Btrfs 將磁盤空間劃分為多個 chunk 。每個 chunk 可以使用不同的磁盤空間分配策略。比如某些 chunk 只存放 metadata，某些 chunk 只存放數據。一些 chunk 可以配置為 mirror，而另一些 chunk 則可以配置為 stripe 。這為用戶提供了非常靈活的配置可能性。

引用于（http://lirui213.blog.51cto.com/4449582/1689754） 進行了一點修改

Btrfs的應用和管理常用的命令

Btrfs文件系統創建需要用到的命令：

mkfs.btrfs -L 'LABEL'：建立卷標。

-d : raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single指明確文件系統的類型

-m : raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single, dup指明類型

-O 指明格式化是，啟動的特性 -O list-all: 列出支持的所有feature；

Btrfs的文件掛載和管理

屬性查看：

btrfs filesystem show

掛載文件系統：

mount -t btrfs /dev/sdb MOUNT_POINT

透明壓縮機制：

mount -o compress={lzo|zlib} DEVICE MOUNT_POINT 常用的子命令 1.subvolume
<–子卷管理命令，可以man btrfs-subvolume查看器詳細信息； 

btrfs subvolume create /PATH/subvolumename:創建子卷 此路徑必須在btrfs文件系統的掛載目錄下

btrfs subvolume delete 刪除子卷

btrfs subvolume list：列出所有子卷

btrfs subvolume snapshot

| ：創建快照

btrfs subvolume get-default：默認卷

btrfs subvolume set-default：設置默認卷

btrfs subvolume show:用來查看子卷的詳細信息

2.filesystem 
<–用來管理btrfs文件系統，可以man btrfs-filesystem查看詳細信息； 

btrfs filesystem show:顯示詳細信息

btrfs filesystem show –mounted:顯示已經掛載的文件系統的詳細信息

btrfs filesystem show –all-device:顯示所有文件系統的詳細信息

btrfs filesystem show /PATH: 顯示指定的文件系統的詳細

btrfs filesystem label：顯示文件系統的label

btrfs filesystem resize：縮減或者增大文件系統的容量

btrfs filesystem df：顯示已經掛載的文件系統的信息

btrfs filesystem sync同步操作

3.balance <–用來均衡各物理卷直接的數據量，man btrfs-balance; 

btrfs balance start:開始均衡文件系統

btrfs balance start -dconvert：修改數據的組織機制，即raid級別

btrfs balance start -mconvert修改元數據的組織機制，即raid級別

btrfs balance start -sconvert：修改系統的組織機制，即raid級別

btrfs balance pause：停止

btrfs balance cancel取消

btrfs balance resume繼續

btrfs balance status 查看均衡狀態

4.device <–管理物理設備的命令，man btrfs-device;

btrfs device add :添加設備

btrfs device delete ：從文件系統中移除或者去除設備

btrfs device ready ：

btrfs device stats [-z] |：

實驗

實驗環境：centos 7 實驗材料：3塊10G的硬盤

第一步：先用VMware來創建3個虛擬硬盤， 

第二步：mkfs.btrfs -L experiment /dev/sdb /dev/sdc:就是把sdb和sdc兩塊硬盤格式化成以卷標為experiment的文件系統 

第三步： mount /dev/sdb 或者/dev/sdc都可以掛載 將兩塊硬盤掛載到/mnt/experiment 

第四步： btrfs filesystem df /mnt blkid /dev/sdb blkid /dev/sdc blkid命令 獲取文件系統類型、UUID 發現父UUID都是一樣的，但是子UUID是不一樣的，可以看出它是支持多卷的。

第五步： 對btrfs文件的size縮小和增大 

第6步： 對btrfs文件添加硬盤  btrfs device add :添加設備 btrfs device delete ：從文件系統中移除或者去除設備

第七步： 剛加進來的硬盤數據時0，想要讓后加進來的硬盤有數據，那就得進行數據均衡，數據均衡就要用到 btrfs balance

第八步： 對btrfs文件系統的硬盤卸載   發現數據會自動移動 還未卸載的硬盤上 數據沒有丟失，

第八步： 對btrfs文件系統進行子卷操作

 [root@localhost experiment]# btrfs subvolume create /mnt/experiment/subvolume
 Create subvolume '/mnt/experiment/subvolume'
  #創建子卷subvolume

[root@localhost experiment]# btrfs subvolume list /mnt/experiment/subvolume/
  ID 262 gen 62 top level 5 path subvolume 
    #ID 是這個子卷的ID可以此ID進行掛載
    #查看子卷信息

[root@localhost experiment]# btrfs subvolume show /mnt/experiment/subvolume/
/mnt/experiment/subvolume
Name:           subvolume
uuid:           39fc0341-19d0-1a43-9a0b-64ea90b29ab5
Parent uuid:        -
Creation time:      2016-05-22 21:27:29
Object ID:      262
Generation (Gen):   62
Gen at creation:    62
Parent:         5
Top Level:      5
Flags:          -
Snapshot(s):

 [root@localhost tmp]# mount -o subvol=subvolume /dev/sdb /tmp/subvolume
 #進行掛載

Note： 我忘了mount的這個用法，就重新在看看。

            -o options：(掛載文件系統的選項)
            async：異步模式；一般使用異步模式
            sync：同步模式；
            atime/noatime：包含目錄和文件的訪問時間戳；默認情況下使用
            diratime/nodiratime：目錄的訪問時間戳
            auto/noauto：是否支持自動掛載
            exec/noexec：是否支持將文件系統上應用程序運行為進程
            dev/nodev：是否支持在此文件系統上使用設備文件；
            suid/nosuid：是否支持suid
            remount：重新掛載
            ro：表示只讀
            rw: 表示讀寫
            user/nouser：是否允許普通用戶掛載此設備
            acl：啟用此文件系統上的acl功能  acl訪問控制列表

[root@localhost tmp]# ls /tmp/subvolume/

[root@localhost tmp]# btrfs subvolume show /tmp/subvolume
/tmp/subvolume
Name:           subvolume
uuid:           39fc0341-19d0-1a43-9a0b-64ea90b29ab5
Parent uuid:        -
Creation time:      2016-05-22 21:27:29
Object ID:      262
Generation (Gen):   62
Gen at creation:    62
Parent:         5
Top Level:      5
Flags:          -
Snapshot(s):

查看子卷

[root@localhost tmp]# cp /var/log/messages /tmp/subvolume/

復制數據到子卷

 [root@localhost tmp]# ls /tmp/subvolume/
 messages
 [root@localhost tmp]# ls /mnt/experiment/
grub2.cfg  issue      subvolume/ 
[root@localhost tmp]# ls /mnt/experiment/subvolume/
messages
[root@localhost tmp]# umount /tmp/subvolume/
[root@localhost tmp]# mkdi
mkdict  mkdir   
[root@localhost tmp]# mkdir /tmp/test
[root@localhost tmp]# mount /dev/sdb /tmp/test/
[root@localhost tmp]# ls /tmp/test/
grub2.cfg  issue  subvolume
[root@localhost tmp]# ls /tmp/test/subvolume/
messages

Note：子卷中的內容是可見，所以一旦父卷掛載，子卷就被自動被掛載了 如果只有單單掛載了子卷，父卷內容是不會自動掛載的，其內容是不可見的。

第九步：刪除子卷 [root@localhost tmp]# umount /tmp/test/

[root@localhost tmp]# btrfs subvolume delete /mnt/experiment/subvolume/
Delete subvolume (no-commit): '/mnt/experiment/subvolume'
    #刪除子卷
[root@localhost tmp]# btrfs subvolume list /mnt/experiment/
grub2.cfg  issue   
    #子卷信息沒了

總結 還有很多操作還沒做，以后有時間在更新，還有子卷快照，ext文件系統和btrfs文件系統互轉等等