系統基礎之Btrfs文件系統詳解

btrfs文件系統:技術預覽版(centos7)

描述:

Btrfs(B-tree,Butter FS,Better fs),GPL授權,Orale,2007
寫實復制特性(Cow)
    cp --reflink (只能在btrfs文件系統中使用)
想取代ext系統系統,
支持非常大文件,文件檢查,快照,增量快照,快照單個文件,支持raid功能 lvm功能.
已經有企業在生產環境中使用btrfs

核心特性:

• 1.多物理卷支持:
  支持將多個底層物理設備組織成同一個文件系統,類似物理卷,,btrfs可由多個底層物理卷組成,支持RAID,以聯機實現物理卷的"添加,移除,修改"

• 2寫時復制更新機制(CoW):復制,更新及替換指針,而非"就地更新"

不修改文件時,復制的文件無文件內容,指針仍指向原文件的數據
修改文件時,不立即修改源文件,會對目標文件進行備份,對備份文件進行修改,把文件名指向,由源文件改為備份文件,源數據保留,方便數據恢復.

• 3.數據及元數據校驗碼機制:
  存儲每個文件時,把文件的元數據的校驗碼和數據的校驗碼,通過文件的屬性拓展保存下來.訪問文件時,通過掃描校驗碼,可快速判斷文件是否受損.一旦受損,自動嘗試修復.極大保證數據的可靠性

• 4.支持子卷(sub_volume):
  在某卷上創建諸多子卷,每個子卷可以實現單獨使用和掛載

• 5.快照:
  基于寫時復制機制,比lvm的快照,增加了差異(增量)快照,可以對快照的進行快照.完成對快照后的文件改變進行再次快照.

• 6透明壓縮機制:
  在這個分區上存儲文件,,想節約空間,可以把任何數據流發往btrfs文件系統上,自動通過某些占據cpu的時鐘周期完成數據壓縮存放,用戶不知道.讀取時自動解壓縮.但消耗cpu的時鐘周期.

使用:

1.創建btrfs文件系統

mkfs.btrfs命令:
    mkfs.btrfs [OPTINOS] 
    -L 'LABEL':指明卷標
    -d <type> :指明數據存儲類型
        raid0,raid0,raid5,raid6,raid10,single
    -m <profilr>:指明元數據存儲機制(底層物理存儲設備空間夠用)
        raid0,raid0,raid5,raid6,raid10,single(單個文件) or dup(冗余)
    -O <feature>:在格式化,指明其他特性
        -O list-all:列出支持的所有feature:

創建意義:基于分區,btrfs文件系統既然支持raid0,raid0,raid5,raid6,raid10 ,把btrfs創建在不同磁盤不同分區有意義嗎?
不打算使用raid0,raid0,raid5,raid6,raid10具有冗余能力的磁盤io能力外,可以簡單使用多個磁盤組合起來成為一個大分區使用,那么在不同磁盤不同分區創建并無意義.

btrfs filesystem命令:
show:
sync:
df:查看
defragmenting:
resize:
label:指明或顯示卷標

管理物理卷(btrfs處于使用掛載狀態)
1.添加新的物理卷
dtrfs device
dtrfs device add /dev/sd# /mntdate
2.把原有的數據均衡到新的物理卷
btrfs-balance:start(開始),cancel(暫停),resume(繼續),status(狀態)
btrfs balance start /mydate

3.移除物理卷
btrfs文件系統移除物理卷,會在操作前,自動移走要移除物理卷里的數據,可直接執行移除命令.

btrfs divice delete
btrfs divice delete /devsdb /mydate

需要改數據的raid級別
btrfs balance start -mconvert=raid5 /mntdate
創建子卷
btrfs subvolume create /掛載點/子卷名

實戰:
1.創建

[root@w7 ~]# mkfs.btrfs -L btrfs /dev/sde /dev/sdf (磁盤不分區,直接格式化)
[root@w7 ~]# btrfs filesystem show  查看btrfs
Label: 'btrfs'  uuid: c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd
    Total devices 2 FS bytes used 112.00KiB
    devid    1 size 20.00GiB used 2.03GiB path /dev/sde
    devid    2 size 20.00GiB used 2.01GiB path /dev/sdf
btrfs-progs v3.19.1
[root@w7 ~]# blkid /dev/sde   兩個磁盤UUID一樣
/dev/sde: LABEL="btrfs" UUID="c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd" UUID_SUB="a7cd116c-fa7d-44f8-9763-892f2c9549d3" TYPE="btrfs" 
[root@w7 ~]# blkid /dev/sdf   兩個磁盤UUID一樣
/dev/sdf: LABEL="btrfs" UUID="c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd" UUID_SUB="53bcfb31-fe56-4cdb-a987-ac9a9d7b41fd" TYPE="btrfs" 
[root@w7 ~]# mkdir /mntdate
[root@w7 ~]# mount -t btrfs /dev/sde /mntdate/   使用兩個磁盤中的任何一個

2.縮減

mount /dev/sde /mntdate/                縮減必須在掛載的情況下
btrfs filesystem show /mntdate             查看btrfs的磁盤情況
btrfs filesystem resize -10G /mntdate    減10G
btrfs filesystem show /mntdate            查看btrfs的磁盤情況,并沒有更改        
btrfs filesystem df /mntdate            查看btrfs的各磁盤情況,并沒有更改
df -h                                    看當前系統下的掛載磁盤情況,查看btrfs的整體磁盤大小 變30G

3.擴展(必須在物理磁盤的空間范圍內,如想繼續擴大,需添加新的物理卷)

[root@w7 ~]#mount /dev/sde /mntdate/ 操作必須在掛載的情況下
[root@w7 ~]#btrfs filesystem show /mntdate 查看btrfs的磁盤情況
[root@w7 ~]# btrfs filesystem resize +5G /mntdate
Resize '/mntdate' of '+5G'
[root@w7 ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 59G 1.8G 57G 3% /
devtmpfs 480M 0 480M 0% /dev
tmpfs 489M 0 489M 0% /dev/shm
tmpfs 489M 6.8M 483M 2% /run
tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 197M 111M 87M 57% /boot
tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0
/dev/sde 35G 18M 28G 1% /mntdate

[root@w7 ~]# btrfs filesystem resize max /mntdate 直接調整為最大
Resize '/mntdate' of 'max'
[root@w7 ~]# df -h 查看文件系統的空間大小為40
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sde 40G 18M 38G 1% /mntdate

4.添加新的物理卷
dtrfs device
dtrfs device add /dev/sd# /mntdate

[root@w7 ~]# btrfs device add /dev/sdb /mntdate
/dev/sdb appears to contain a partition table (dos).
Use the -f option to force overwrite.
[root@w7 ~]# btrfs device add -f /dev/sdb /mntdate
[root@w7 ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 59G 1.8G 57G 3% /
devtmpfs 480M 0 480M 0% /dev
tmpfs 489M 0 489M 0% /dev/shm
tmpfs 489M 6.8M 483M 2% /run
tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 197M 111M 87M 57% /boot
tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0
/dev/sde 120G 18M 56G 1% /mntdate

2.原有數據均衡到新的物理卷
[root@w7 ~]# btrfs balance start /mntdate
Done, had to relocate 5 out of 5 chunks
[root@w7 ~]# btrfs filesystem show
Label: 'btrfs' uuid: c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd
Total devices 3 FS bytes used 1.13MiB
devid 1 size 20.00GiB used 1.03GiB path /dev/sde
devid 2 size 20.00GiB used 2.00GiB path /dev/sdf
devid 3 size 80.00GiB used 2.03GiB path /dev/sdb

btrfs-progs v3.19.1

3.移除物理卷
[root@w7 ~]# btrfs filesystem show
Label: 'btrfs' uuid: c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd
Total devices 3 FS bytes used 1.13MiB
devid 1 size 20.00GiB used 1.03GiB path /dev/sde
devid 2 size 20.00GiB used 2.00GiB path /dev/sdf
devid 3 size 80.00GiB used 2.03GiB path /dev/sdb
btrfs-progs v3.19.1
[root@w7 ~]# btrfs device delete /dev/sdb /mntdate 移除物理卷
[root@w7 ~]# btrfs filesystem show
Label: 'btrfs' uuid: c1e91916-3ab1-40a5-a1b4-b41c11abfbfd
Total devices 2 FS bytes used 1.45MiB
devid 1 size 20.00GiB used 1.28GiB path /dev/sde
devid 2 size 20.00GiB used 1.28GiB path /dev/sdf
btrfs-progs v3.19.1