btrfs文件系统简介及CentOS7下实例

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btrfs文件系统简介及CentOS7下实例

　　由Oracle于2007年宣布并进行中的COW(copy-on-write式)文件系统。目标是取代Linux目前的ext3文件系统，改善ext3的限制，特别是单一文件大小的限制，总文件系统大小限制以及加入文件校验和特性。加入目前ext3/4未支持的一些功能，例如可写的磁盘快照(snapshots)，以及支持递归的快照(snapshots of snapshots)，内建磁盘阵列（RAID）支持，支持子卷(Subvolumes)的概念，允许在线调整文件系统大小。（自百度百科）
　　

　　以下自马哥课程笔记和CentOS7帮助文档：
　　核心特性：

　　多物理卷支持：btrfs可由多个底层物理卷组成；支持RAID，以联机“添加”、“移除”，“修改”；
　　支持写时复制更新机制(CoW)：复制、更新及替换指针，而非“就地”更新；
　　支持数据及元数据校验码：checksum
　　支持子卷：sub_volume
　　支持快照：支持快照的快照；
　　支持透明压缩；
　　命令介绍：
　　    文件系统创建：
　　mkfs.btrfs
　　-L 'LABEL'
　　-d <type>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single
　　-m <profile>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single, dup
　　-O <feature>
　　-O list-all: 列出支持的所有feature；
　　

　　属性查看：
　　btrfs filesystem show [--mounted|--all-devices|<path>|<uuid>|<device>|<label>]
　　or
　　blkid [DEVICE]
　　
　　    管理命令介绍：
　　        btrfs文件系统管理命令使用子命令的方式进行管理，具体了命令的功能可通过man SUBCOMMEND来查看。
　　btrfs命令的常用子命令：filesystem, device, balance, subvolume
　　

　　btrfs:
　　NAME
　　       btrfs - control a btrfs filesystem
　　SYNOPSIS
　　       btrfs <command> [<args>]
　　COMMANDS
　　balance
　　   Balance btrfs filesystem chunks across single or several devices.
　　   See btrfs-balance(8) for details.
　　check
　　   Do off-line check on a btrfs filesystem.
　　   See btrfs-check(8) for details.
　　device
　　   Manage devices managed by btrfs, including add/delete/scan and so on.
　　   See btrfs-device(8) for details.
　　filesystem
　　   Manage a btrfs filesystem, including label setting/sync and so on.
　　   See btrfs-filesystem(8) for details.
　　receive
　　   Receive subvolume data from stdin/file for restore and etc.
　　   See btrfs-receive(8) for details.
　　replace
　　   Replace btrfs devices.
　　   See btrfs-replace(8) for details.
　　subvolume
　　   Create/delete/list/manage btrfs subvolume.
　　   See btrfs-subvolume(8) for details.
　　
　　
　　btrfs filesystem:
　　NAME
　　       btrfs-filesystem - control btrfs filesystem
　　SYNOPSIS
　　       btrfs filesystem <subcommand> <args>
　　SUBCOMMAND
　　    df [options] <path>
　　       Show space usage information for a mount point.
　　show [--mounted|--all-devices|<path>|<uuid>|<device>|<label>]
　　Show the btrfs filesystem with some additional info.
　　resize [<devid>:][+/-]<size>[kKmMgGtTpPeE]|[<devid>:]max <path>
　　Resize a filesystem identified by <path> for the underlying device devid online.
　　不常用，一般调整子卷。
　　label [<dev>|<mountpoint>] [<newlabel>]
　　Show or update the label of a filesystem.
　　

　　
　　btrfs device:
　　NAME
　　       btrfs-device - control btrfs devices
　　SYNOPSIS
　　       btrfs device <subcommand> <args>
　　DEVICE MANAGEMENT  
　　RAID level
　　   Btrfs filesystem supports most of the standard RAID level: 0/1/5/6/10.
　　Balance
　　   btrfs-balance(8) subcommand can be used to balance or rebuild chunks to the desired profile.
　　Device add/remove/replace
　　   Device can be added/removed using btrfs-replace(8) subcommand and replaced using btrfs-replace(8).
　　   When device is removed or replaced, btrfs will do the chunk rebuild if needed.
　　SUBCOMMAND
　　add [-Kf] <dev> [<dev>...] <path>
　　   Add device(s) to the filesystem identified by <path>.
　　delete <dev> [<dev>...] <path>
　　   Remove device(s) from a filesystem identified by <path>.
　　   拆除物理卷时会自动迁移要移除的物理卷中的数据。
　　ready <device>
　　   Check device to see if it has all of it’s devices in cache for mounting.
　　scan [(--all-devices|-d)|<device> [<device>...]]
　　   Scan devices for a btrfs filesystem.
　　stats [-z] <path>|<device>
　　   Read and print the device IO stats for all devices of the filesystem identified by <path> or for a single <device>.
　　
　　
　　btrfs balance:
　　NAME
　　       btrfs-balance - balance btrfs filesystem
　　SYNOPSIS
　　       btrfs balance <subcommand> <args>
　　SUBCOMMAND
　　cancel <path>
　　   Cancel running or paused balance.
　　pause <path>
　　   Pause running balance.
　　resume <path>
　　   Resume interrupted balance.
　　start [options] <path>
　　   Balance chunks across the devices online.
　　   Options:
　　   -d[<filters>]
　　       act on data chunks. See FILTERS section for details about <filters>.
　　       修改数据的组织机制。
　　   -m[<filters>]
　　       act on metadata chunks. See FILTERS section for details about <filters>.
　　       修改元数据的组织机制。
　　   -s[<filters>]
　　       act on system chunks (only under -f). See FILTERS section for details about <filters>.
　　   -v
　　       be verbose
　　   -f
　　       force reducing of metadata integrity
　　status [-v] <path>
　　   Show status of running or paused balance.
　　   If -v option is given, output will be verbose.
　　FILTERS
　　convert

　　Convert each selected block group to the given profile name identified by parameters.
　　

　　
　　btrfs subvolume:
　　NAME
　　       btrfs-subvolume - control btrfs subvolume(s)
　　SYNOPSIS
　　       btrfs subvolume <subcommand> [<args>]
　　DESCRIPTION
　　       btrfs subvolume is used to control the filesystem to create/delete/list/show subvolumes and snapshots.
　　SUBCOMMAND
　　create [-i <qgroupid>] [<dest>]<name>
　　   Create a subvolume <name> in <dest>.
　　   If <dest> is not given, subvolume <name> will be created in the currently directory.
　　Options
　　   -i <qgroupid>
　　       Add the newly created subvolume to a qgroup. This option can be given multiple times.
　　delete [options] <subvolume> [<subvolume>...]
　　   -c|--commit-after
　　       wait for transaction commit at the end of the operation
　　   -C|--commit-each
　　       wait for transaction commit after delet each subvolume
　　list <path>
　　   List the subvolumes present in the filesystem <path>.
　　snapshot [-r] <source> <dest>|[<dest>/]<name>
　　

　　挂载文件系统：
　　        mount -t btrfs /dev/sdb MOUNT_POINT
　　

　　    启用透明压缩机制：
　　压缩和解压缩自动透明运行，启用后会增加CPU负载
　　        mount -o compress={lzo|zlib} DEVICE MOUNT_POINT
　　

　　btrfs文件系统管理实例：

　　    （1）、CentOS7中加载磁盘设备（多块）；
　　如/dev/sd{b,c,d}；
　　

　　    （2）、将硬盘格式化为btrfs文件系统；
　　            命令：# mkfs.btrfs -L MYDATA /dev/sd{b,c}
　　            查看：# btrfs filesystem show
　　

　　    （3）、挂载btrfs文件系统；
　　            命令：# mount -t btrfs /dev/sdc /mydata/
　　                设备可为任意一个btrfs设备名，如/dev/sdb或/dev/sdc
　　                启用透明压缩机制（可选）：# mount -t btrfs -o compress=lzo /dev/sdc /mydata/
　　

　　    （4）、在线调整btrfs文件系统空间大小；
　　            命令：# btrfs filesystem resize -20G /mydata/
　　

　　    （5）、btrfs文件系统中添加/删除磁盘设备；
　　            添加设备命令：# btrfs device add /dev/sdb /mydata/
　　            删除设备命令：# btrfs device delete /dev/sdd /mydata/
　　

　　    （6）、调整数据分部，使数据均衡的分部到各磁盘设备；
　　            启动balance：# btrfs balance start /mydata/
　　            查看balance运行时的状态：# btrfs balance status /mydata/
　　

　　    （7）、动态修改磁盘设备卷的RAID级别；
　　            修改数据的RIAD级别为RAID5：# btrfs balance start -dconvert=raid5 /mydata/
　　            修改元数据的RIAD级别为RAID5：# btrfs balance start -mconvert=raid5 /mydata/
　　            检查：# btrfs filesystem df /mydata/
　　

　　    （8）、btrfs文件系统上创建和管理子卷；
　　            查看子卷信息：# btrfs subvolume list /mydata/
　　            创建子卷，结果类似于在父卷下创建子目录：
# btrfs subvolume create /mydata/bin
ID 269 gen 133 top level 5 path bin//ID 269为该子卷的ID号　　            单独挂载子卷，如果挂载父卷，则父卷下的所有子卷都会自动挂载：
　　                1) # umount /mydata///首先卸载父卷
　　                2) # mount -o subvol=logs /dev/sdb /mnt///使用子卷名挂载
　　                    or
　　                    # mount -o subvolid=269 /dev/sdb /mnt///使用子卷ID挂载
　　            查看子卷的详细信息：
# btrfs subvolume show /mnt　　            删除子卷：
# btrfs subvolume delete /mydata/bin/　　

　　    （9）、btrfs文件系统中子卷和文件快照的管理和使用；
　　            创建子卷快照：# btrfs subvolume snapshot /mydata/logs/ /mydata/logs_snapshot               //子卷的快照必须和该子卷在同一父卷下。
　　            查看子卷是否生成：# btrfs subvolume list /mydata/
　　            挂载/删除btrfs文件系统子卷快照的方法和挂载/删除子卷一致：
　　                挂载子卷：
# mount -o subvolid=269 /dev/sdb /mnt/　　                删除子卷快照：
# btrfs subvolume delete /mydata/logs_snapshot/　　            创建文件快照：
# cp --reflink /mydata/fstab /mydata/fstab_snap　　

　　    （10）、ext4和btrfs文件系统转换；
　　            ext4 to btrfs:
　　                1） 首先卸载原ext4文件系统的磁盘，并强制检测：
# umount /mnt/; fsck -f /dev/sdd1　　                2） 使用btrfs-convert转换文件系统：
# btrfs-convert /dev/sdd1
creating btrfs metadata.
copy inodes [o] [         0/        12]
creating ext2fs image file.
cleaning up system chunk.
conversion complete.　　                3） 检查btrfs文件系统是否完成转换：
# btrfs filesystem show　　                4） 挂载使用：
# mount /dev/sdd1 /mnt/　　            btrfs to ext4:
　　                1） 卸载文件系统：# umount /mnt/
　　                2）btrfs降级为ext4：
# btrfs-convert -r /dev/sdd1
rollback complete.　　                3） 检查：
# blkid /dev/sdd1
/dev/sdd1: UUID="af904001-4dac-4b10-87b5-8ff9c06f9e36" TYPE="ext4"　　

　　    （11）、拆除btrfs文件系统；
　　            1） 拆除前首先需要确认当前数据和无数据的RAID是否满足RAID的最少设备限制，若不满足修改之。若全部拆除可修改为single。
　　                查看当前设备卷的RAID状态：
# btrfs filesystem df /mydata/
Data, RAID5: total=2.00GiB, used=788.00KiB
System, RAID5: total=64.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID5: total=1.00GiB, used=144.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B　　                修改数据和元数据的RAID级别：
# btrfs balance start -mconvert=single /mydata/
# btrfs balance start -f -mconvert=single /mydata/　　                检查：

# btrfs filesystem df /mydata/
Data, single: total=1.00GiB, used=532.00KiB
System, single: total=32.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, single: total=1.00GiB, used=144.00KiB
GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B　　            2） 删除btrfs卷中的磁盘卷：
# btrfs device delete /dev/sdd /mydata/