btrfs文件系统简介

在Linux操作系统中，有许多文件系统，例如常见的ext3、ext4、xfs等，考虑到这些文件系统的限制，一种全新的文件系统被设计出来——btrfs

一、btrfs文件系统简介

btrfs通常解释为b-tree filesystem、better filesystem等，目标是用来解决 ext3文件系统的一些缺陷，例如单一文件系统的限制、总文件系统的限制。btrfs加入了一些核心特性：

核心特性：
    1、可由底层多个物理卷进行支持
    2、数据存储形式支持RAID，同时在联机的情况下进行“添加硬盘”、“移除硬盘”、“修改文件系统的大小”
    3、支持写时复制更新机制，即当我们修改文件时，btrfs先复制一份原文件，对新文件进行修改，结束时，原文件名指向新文件。
    4、快照，支持卷的快照和快照的快照
    5、透明压缩，即当文件系统存储文件时，文件系统会自动将文件进行压缩再存储，当提取时，文件系统自动进行解压缩，但是用户看不到此过程。
    6、子卷和校验码

二、btrfs文件系统的创建

工具：
1、redhat 7以上默认支持btrfs文件系统，7以下，需要重新编译内核。
2、/dev/sdb 、/dev/sdc、/dev/sdd 二块20G硬盘，一块10G

 #mkfs.btrfs -L 'test'  /dev/sd[b-c]       ==>对前2块硬盘进行格式化
 #btrfs filesystem show                    ==>查看所有的btrfs文件系统
   Label: 'test'  uuid: 8631412e-772e-4099-873b-e9ac9da80e54
        Total devices 2 FS bytes used 112.00KiB
        devid    1 size 20.00GiB used 2.03GiB path /dev/sdb
        devid    2 size 20.00GiB used 2.01GiB path /dev/sdc

  Btrfs v3.12
#mount   /dev/sdb  /mydata     ==>挂载文件系统，2块盘只需挂载一个即可，因为都是btrfs 。/mydata是自己所创建
#btrfs   filesystem  df   /mydata   ==> 查看挂载的文件系统具体内容
  Data, RAID0: total=2.00GiB, used=768.00KiB
  Data, single: total=8.00MiB, used=0.00
  System, RAID1: total=8.00MiB, used=16.00KiB
  System, single: total=4.00MiB, used=0.00
  Metadata, RAID1: total=1.00GiB, used=112.00KiB
  Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00
  可以看出数据和原数据的组织方式

当我们需要使用btrfs的透明压缩时

#mount -o compress={ lzo | zlib }  /dev/sdb  MOUNT_POINT
压缩格式有lzo和zlib

当我们需要对文件系统的大小进行变化时，我们可以用

btrfs filesystem resize [+|-]#G  MOUNT_POINT  ==>调节大小
btrfs filesystem resize max    MOUNT_POINT ==>调整为逻辑最大

调节后，可以使用df -h进行查看
当我们需要添加新磁盘时

btrfs device add  【option】/dev/sdd  /mydata    ==>在原文件里加入新的设备，option可使用-f进行强制添加

image.png

添加新的硬盘后，若想进行硬盘间的数据平衡

开始数据平衡：
    #btrfs balance start   MOUNT_POINT  
执行数据平衡中，查看数据状态：
    #btrfs balance status  MOUNT_POINT
数据平衡中若要暂停：
    #btrfs balance pause MOUNT_POINT
数据平衡暂停后要重新开启：
    #btrfs balance resume MOUNT_POINT

image.png

若想重新改变数据和原数据的组织方式，可使用命令

btrfs  balance start  -dconvert=raid2 MOUNT_POINT
          ===>修改数据的组织方式为raid2
btrfs  balance start  -mconvert=raid2 MOUNT_POINT
          ===>修改原数据的组织方式为raid2
  
 PS：此处需注意，RAID类型和其需要的硬盘数，例如RAID5，需要最少3块硬盘，否则会报错。

image.png

当我们要移除设备时

btrfs device delete DEVICE_NAME   MOUNT_POINT
  ==> 从文件系统中移除设备,可使用`df -h`查看

三、子卷的管理

创建子卷

btrfs subvolume  create  MOUNT_POINT/sub_name 
      ===> 自动在父卷的挂载目录下创建一个子卷目录，名为su b_name
btrfs subvolume  list  MOUNT_POINT 
      ==>列出挂载的文件系统下的子卷

image.png

挂载子卷

mount  -o  subvol=子卷名  /dev/sdb   /mnt
        ==> /dev/sdb中的子卷"xx"挂载到/mnt目录中
PS：当挂载父卷时，子卷默认被挂载；若只想挂载子卷，则使用

查看子卷和删除

btrfs subvolume show /mnt 
       ==>查看子卷的信息
btrfs subvolume delete  MOUNT_POINT/sub_name
      ==>删除子卷

快照的创建和删除

btrfs  subvolume  snapshot  /MOUNT_POINT/snap_name
         ==> 创建快照
btrfs subvolume delete /MOUNT_POINT/DIR_snap
        ==>删除快照

四、格式的转换

ext4文件系统如何转换为btrfs?,如何转回来？
此处对已经移除的硬盘进行操作，命令

btrfs-convert  DEVICE_1
         ==>转换为btrfs
btrfs-convert -r  DEVICE_1
        ==>转换回来

如图所示：

images.png