btrfs
Technical Preview, 技术预览版
BtrFS(B-tree文件系统,又称为Butter FS或Better FS),2007由oracle开源后,得到了IBM、intel等厂商的大力支持,其目标计划是替代linux目前的ext3/4,成为下一代linux标准的文件系统。
运行在linux上,并遵循GPL协议的强大文件系统。在2014年8月发布了稳定版。
btrfs的特性:
1.可扩展性:
1) ext系列文件系统使用块位图来保存每个块空闲与否的信息(每个块用一个位来表示是否空闲),当容量扩展时,块位图所占的空间会线性的增加,试想一下如果快位图变得很大时,那么查找空闲块就需要大量的时间;BtrFS管理磁盘空间的最小单位是extent,一个extent由一组连续的block组成,extent由extent树进行管理,因此相比ext系列10个块需要10个bit来表示,btrfs只需要一个extent就可以,因此减少了元数据的量。对于大文件,extent表现出更加优异的管理性能。
2) ext系统inode是预分配的且大小固定,比如,100G的分区中,inode table只能存放131072个inode,意味着不可能创建131072个文件;同时, inode分配过小,容易导致磁盘空间无法充分利用,过大,容易造成磁盘空间浪费;btrfs为了解决这个问题,使用了动态分配inode,如下图,每个inode只是FS tree中的一个节点,用户可以无限制地任意插入新的inode,其物理存储位置是动态分配的,所以没有对文件个数的限制。
2.多物理卷支持:
btrfs可以跨越多个物理磁盘设备,动态的增加/减少设备来达到扩容/缩容的目的,技术上还支持(raid0、raid1、raid5、raid10等特性),以及联机“添加”、“移除”以及“修改”
3.写时复制更新机制(CoW):
复制、更新及替换指针,而非“就地”更新;btrfs的数据一致性是通过COW(Copy On Write)事务来保证的,所谓COW,即每次写磁盘数据时,先当前块数据复制到一个新块,然后在新块上进行更新写入,当新块写入完成时,只需将原来指向旧块的指针指向新块。
4.数据及元数据校验码:checksum
btrfs的另一特点是使用checksum来保证数据的可靠性,假设从磁盘读取一个块数据,可以通过比较其checksum来判断数据是否完整,其他文件系统在文件系统级别上是无法得知数据是否损坏的;同时由于checksum数据存储在checksum树的节点上,与块数据是分开管理的,这样的好处是能避免checksum和数据保存在同一个块的时候,文件系统上层获取了一个错误位置的块时无从得知(因为checksum只计算块数据是否完整而不是数据应该存在哪个块,只要块内数据并无损坏,checksum永远都是正确的)
5.子卷:sub_volume
在一个文件系统(或逻辑卷)上创建子卷,并没有层级限制,并且所有卷的空间大小都是可以动态调整的。其应用场景是可以为每个用户分配一个单独隔离的卷空间,来达到权限控制和配额管理的目的。
6.快照:支持快照的快照
7.透明压缩,隐形压缩:
mkfs.btrfs
选项:
-L|--label
-d|--data
-m|--metadata
-O|--features
可以用支持btrfs文件系统的mount命令中使用下列方式开启透明压缩功能:
mount -o compress={lzo|zlib} DEVICE MOUNT_POINT
btrfs
btrfs - control a btrfs filesystem
btrfs
btrfs filesystem show
查看btrfs文件系统的详细属性;
btrfs filesystem df MOUNT_POINT
查看文件系统的挂载和使用情况
例:btrfs filesystem df /mnt/btrfs/
在线修改文件系统大小:
btrfs filesystem resize {+|-}SIZE[KkMmGgTtPpEe] MOUNT_POINT
例:btrfs filesystem resize -15G /mnt/btrfs/
btrfs filesystem resize +5G /mnt/btrfs/
btrfs filesystem resize max /mnt/btrfs/
向btrfs文件系统中添加或删除设备
btrfs device
btrfs device add [options]
向文件系统中添加一个新设备
btrfs device delete
从文件系统中删除一个设备
平衡数据:
btrfs balance start [options]
开启跨设备的chunk的数据平衡
-mconvert={radi0|raid1|raid5|radi10|raid6|single|dup}
改变元数据的数据平衡布局方式
例:btrfs balance start -mconvert=raid5 /mnt/btrfs/
-dconvert={radi0|raid1|raid5|radi10|raid6|single}
改变数据的数据平衡布局方式
例:btrfs balance start -dconvert=raid6 /mnt/btrfs/
btrfs balance pause
暂停数据平衡
btrfs balance cancel
取消正在进行的或已经暂停的数据平衡
btrfs balance resume
恢复被打断的数据平衡
btrfs balance status [-v]
显示正在进行的或已经暂停的数据平衡的状态信息
子卷管理:
btrfs subvolume create [-i
创建子卷
例:btrfs subvolume create /mnt/btrfs/mysub1/
btrfs subvolume delete [options]
删除子卷
例:btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/mysub1/
btrfs subvolume show
显示子卷的信息
例:btrfs subvolume show /mnt/btrfs/mysub1/
子卷类似于ext文件系统中的将其他分区挂载到根目录下的某个空闲子目录的操作;
快照:
btrfs subvolume snapshot [-r] [-i
创建指定子卷的快照卷
例:btrfs subvolume snapshot /mnt/btrfs/mysub1/ /mnt/btrfs/snap_mysub1
将btrfs和ext系列进行转换:
btrfs-convert
btrfs-convert - convert from ext2/3/4 filesystem to btrfs or rollback
btrfs-convert [options]
将文件系统从ext转换为btrfs:
~]# btrfs-convert /dev/sdb1
注意:/dev/sdb1分区,应该事先格式化为ext系列文件系统;
将文件系统从btrfs回滚到ext
~]# btrfs-convert -r /dev/sdb1