Linux btrfs文件系统及管理

Linux btrfs文件系统及管理

linux文件系统，具有写时复制COW(copy-on-write),改善ext3文件系统单文件大小限制，并加入其他特性，如可写快照，快照的快照，内建RAID，子卷(subvloume)，专注于容错，修复和易于管理，下面一起来看看什么是linux btrfs文件系统及管理关系吧!

什么是btrfs?

Btrfs(B-tree文件系统，通常念成Butter FS，Better FS或B-tree FS)，linux文件系统，具有写时复制COW(copy-on-write),改善ext3文件系统单文件大小限制，并加入其他特性，如可写快照，快照的快照，内建RAID，子卷(subvloume)，专注于容错，修复和易于管理。单文件可达16EB，最大文件数量2^64，最大卷容量16EB，等。

btrfs功能特性

1,COW:写时复制，每次写入数据时，先将数据写入到新的block,写入成功后，更改旧数据块指针到新数据块，而非更改本身。

2,多物理卷支持，btrfs内建raid，可在线增删磁盘设备，可在线扩展和缩减磁盘空间。

3,数据和元数据校验码，checksum

4,子卷，可单独挂载子卷

5,可写快照，快照的快照，单个文件快照。

6,透明压缩

7,ext3/4和btrfs无痛互转

btrfs 基本用法：

bash/shell Code复制内容到剪贴板

[root@localhost ~]# btrfs --help #查看帮助可以看到btrfs 有很多子命令，用法也很多，这里只举例常用选项。

usage: btrfs [--help] [--version] [...] []

btrfs subvolume create [-i ] [/] #创建子卷

Create a subvolume

btrfs subvolume delete [options] [...] #删除子卷

Delete subvolume(s)

btrfs subvolume list [options] [-G [+|-]value] [-C [+|-]value] [--sort=gen,ogen,rootid,path] #显示子卷列表

List subvolumes (and snapshots)

btrfs subvolume snapshot [-r] [-i ] |[/] #创建子卷快照

Create a snapshot of the subvolume

btrfs subvolume get-default #获取子卷默认的文件系统

Get the default subvolume of a filesystem

btrfs subvolume set-default #设置默认系统给子卷

Set the default subvolume of a filesystem

btrfs subvolume find-new #列出btrfs文件系统中最近修改的文件，结合find命令

List the recently modified files in a filesystem

btrfs subvolume show #显示更多的子卷信息

Show more information of the subvolume

btrfs subvolume sync [...] #子卷同步，类似mount同步模式，内存数据同步到磁盘，有待查证。

Wait until given subvolume(s) are completely removed from the filesystem.

btrfs filesystem df [options] #显示挂载的文件系统详细信息。

Show space usage information for a mount point

btrfs filesystem show [options] [|||label] #显示创建文件系统的磁盘信息。

Show the structure of a filesystem

btrfs filesystem sync #强制文件系统同步，

Force a sync on a filesystem

btrfs filesystem defragment [options] |

[|...] #碎片整理

Defragment a file or a directory

btrfs filesystem resize [devid:][+/-][kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max #btrfs文件系统在线扩展和缩减空间

Resize a filesystem

btrfs filesystem label [|] [] #改变btrfs文件系统卷标

Get or change the label of a filesystem

btrfs filesystem usage [options] [..] #显示文件系统当前的使用信息。

Show detailed information about internal filesystem usage .

btrfs balance start [options] #改变磁盘chunk，在线改 数据和元数据 存储方式，单盘改raid，前提满足raid要求。

Balance chunks across the devices

btrfs balance pause #暂停chunk更改，数据量较大，转换时间较长时，先暂停。

Pause running balance

btrfs balance cancel #取消chunk更改，如上

Cancel running or paused balance

btrfs balance resume #中断balance的 *** 作，如上

Resume interrupted balance

btrfs balance status [-v] #显示balance *** 作状态 如上

Show status of running or paused balance

btrfs device add [options] [...] #文件系统增加磁盘

Add a device to a filesystem

btrfs device delete [...] #文件系统删除磁盘

Remove a device from a filesystem

btrfs device scan [(-d|--all-devices)| [...]] #文件系统磁盘扫描

Scan devices for a btrfs filesystem

btrfs device ready #猜测是检测加入的设备有没有被挂载

Check device to see if it has all of its devices in cache for mounting

btrfs device stats [-z] | #显示文件系统的设备状态

Show current device IO stats. -z to reset stats afterwards.

btrfs device usage [options] [..] #显示文件系统内部设备详细使用信息

Show detailed information about internal allocations in devices.

btrfs文件系统管理

为分区创建btrfs文件系统

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[root@localhost ~]# fdisk -l | grep "^Disk /dev/sd[a-z]" #准备sd{b,c,d,e}4块20G磁盘，未做任何分区。

Disk /dev/sda: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

Disk /dev/sde: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

Disk /dev/sdd: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

创建单分区btrfs并查看

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[root@localhost ~]# mkfs.btrfs -L 'btrfs' /dev/sdb

btrfs-progs v3.19.1

See http://btrfs.wiki.kernel.org for more information.

Turning ON incompat feature 'extref': increased hardlink limit per file to 65536

Turning ON incompat feature 'skinny-metadata': reduced-size metadata extent refs

fs created label btrfs on /dev/sdb

nodesize 16384 leafsize 16384 sectorsize 4096 size 20.00GiB

[root@localhost ~]# btrfs filesystem show

Label: 'btrfs' uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a

Total devices 1 FS bytes used 112.00KiB

devid 1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb

btrfs-progs v3.19.1

[root@localhost ~]# mount -o compress=lzo -L btrfs /btrfs/ 挂载时可以设定透明压缩机制。

[root@localhost ~]# btrfs filesystem df /btrfs

Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB

System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB

System, single: total=4.00MiB, used=0.00B

Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB

Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B

GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B

再添加一块磁盘

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[root@localhost ~]# btrfs device add /dev/sdc /btrfs #添加磁盘，删除用btrfs device delete /dev/sdc /btrfs

[root@localhost ~]# btrfs fi sh

Label: 'btrfs' uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a

Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB

devid 1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb

devid 2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc

btrfs-progs v3.19.1

[root@localhost ~]#

在线增加或缩减空间,在线改变空间，可以让lvm坐冷板凳了。

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[root@localhost ~]# btrfs fi resize -10G /btrfs/ #在线缩减空间

Resize '/btrfs/' of '-10G'

[root@localhost ~]# btrfs fi sh

Label: 'btrfs' uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a

Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB

devid 1 size 10.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb

devid 2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc

btrfs-progs v3.19.1

[root@localhost ~]# btrfs fi resize +7G /btrfs/ #在线增加空间

Resize '/btrfs/' of '+7G'

[root@localhost ~]# btrfs fi sh

Label: 'btrfs' uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a

Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB

devid 1 size 17.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb

devid 2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc

btrfs-progs v3.19.1

[root@localhost ~]#

在线更改数据和元数据的结构

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[root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/

Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB

System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB

System, single: total=4.00MiB, used=0.00B

Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB

Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B

GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B

[root@localhost ~]# btrfs balance start -mconvert=raid1 /btrfs/ #-mconvert 为改变metadata元数据区的存储结构

Done, had to relocate 4 out of 5 chunks

[root@localhost ~]# btrfs fi sh

Label: 'btrfs' uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a

Total devices 2 FS bytes used 192.00KiB

devid 1 size 17.00GiB used 296.00MiB path /dev/sdb

devid 2 size 20.00GiB used 288.00MiB path /dev/sdc

btrfs-progs v3.19.1

[root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/

Data, single: total=8.00MiB, used=64.00KiB

System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB

Metadata, RAID1: total=256.00MiB, used=112.00KiB #对比上改为了raid1

GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B

[root@localhost ~]# btrfs balance start -dconvert=raid1 /btrfs/ #-dconvert 为改变data数据区的存储结构

Done, had to relocate 1 out of 3 chunks

linux恢复不到快照位置

大家都知道windows系统有一个磁盘快照的功能，在windows2003中系统恢复开始依赖于一个叫做硬盘快照服务(Volume Snapshot Service)的服务，他能够自动创建系统快照--包括正在使用的文件--然后将这些文件转换为可恢复的节点文件，在之后的文件系统NTFS这个格式的分区具有系统恢复快照功能快照可以保存，这样在磁盘误 *** 作后就可以完成恢复系统了。linux有没有磁盘快照呢？他的系统误 *** 作怎么进行恢复呢？今天小编带您用10种方式玩转linux磁盘快照的恢复。

Linux系统恢复的思路

为了找到linux查找系统的系统恢复功能，小编找遍了几乎所有的linux的发型版本，也没有找到关于Linux系统恢复的习惯服务设置。但是，可以通过安装第三方的程序来实现类似于磁盘快照的一些功能。通过第三方的服务，创建磁盘上的快照当系统出现问题时，恢复。ok这个就是Linux恢复的一个原理。注意，这里我们使用的恢复方式并不是备份而是系统快照。

下面我们找到10款系统快照的软件大家测试一下吧。

一、TimeShift

TimeShift提供了一个非常简洁的图形用户界面，你也可以直接在终端输入命令使用它。默认情况下。TimeShift并不会包含用户的个人文件，但你可以通过自定义将特殊的目录添加到快照中去。TimeShift还提供了专门针对BTRFS文件系统的版本，可以支持原生的BTRFS系统快照功能。

软件安装

Ubuntu及其分支的用户可以从开发者的PPA获取TimeShift：

sudo apt-add-repository ppa:teejee2008/ppa

sudo apt-get update

sudo apt-get install timeshift

其他版本的用户可以下载安装文件并在命令行终端运行：

./timeshift-latest-amd.64.run

创建快照

TimeShift能够帮助你随时完成快照工作，或者你也可以设置让TimeShift自动创建快照。你可以安排任务计划，每小时、每天、每周或者每个月进行快照，也可以设置清除这些快照的时间，TimeShift有一个特殊的选项叫做重启快照，用来在每次系统重启之后创建一个新的快照文件。

恢复快照

TimeShift从快照中进行系统恢复是一项非常简单直接的工作，只要选择快照文件并且告诉它应该存储的位置就可以了。TimeShift还提供了将快照恢复到外设的选项，将你的 *** 作系统迁移到另一台新电脑时非常方便，用这个“克隆”就可以了。在恢复快照之前，TimeShift会询问你是不是需要保存现有的应用设置，并且让你选择保存哪一个。请记住TimeShift需要GRUB 2启动进入快照恢复。

二、Cronopete

Cronopete自称为OS X的时间机器，与TimeShift工作起来稍有不同。Cronopete为Ubuntu，Debian和Fedora提供了包文件，Arch Linux使用者可以在AUR中找到它。

创建快照

与本文中介绍的其他应用程序不同，Cronopete将备份与快照功能捆绑在一起，并且要求你将快照保存在外部设备上。默认情况下，它会每个小时都检查一遍你的文件变化，但是当然可以在设置中改变这个时间间隔。如果某个文件并没有发生变化，那么Cronopete将对这个文件只进行一个硬链接而并不复制这份文件，这会帮助节省磁盘空间。

恢复快照

Cronopete的文件恢复可能是它最酷的功能，好像真的能帮助你“穿越时间”，也就是说，可视化的浏览所有储存版本的文件与文件夹。想要恢复哪一个文件，只需要选上它，然后点击恢复就可以了，这个文件就会从外部的存储设备中复制到你现有的系统中来。当然这里你可能也猜测到了，Cronopete对于全系统恢复并不十分具有意义，但是如果你想要保存单独文件的多个版本，那么它是一个很好的选择。

三、Back In Time

Back In Time的用户界面看起来非常友好，能够吸引住Linux新手。它的设置对话框中提供了非常精细的 *** 作控件，用户界面看上去就像是一个文件管理器一样，在这里你可以阅览所有的快照，浏览快照中的文件，以及恢复选定的文件与文件夹。

软件安装

Ubuntu用户可以从PPA中安装Back In Time：

sudo add-apt-repository ppa:bit-team/stable

sudo apt-get update

sudo apt-get install backintime-qt4

有些发行版会在自己的资源库中提供Back In Time，如果你的发行版没有的话，也总可以在网上找到源代码并且下载安装。

创建快照

Back In Time会对那些你选择的目录创建快照，但是只会恢复那些拥有写权限的目录。你可以对快照进行加密并且存储在网络设备、外部硬盘或者是本地的文件系统中。Back In Time只会对那些改变过的文件进行更新。在设置>选项标签中，你可以选择在没有变化发生的时候禁用快照。

Back In Time的快照时间根据计划设定，每天、每周、每个月或者是每天的某个或某几个时间段，或者是每次重启之后。你可以在主工具栏的菜单中自己更改计划时间。

恢复快照

与Cronopete相似，Back In Time更加适合于基于文件夹或者是基于文件的回滚 *** 作，但是如果你想对整个文件系统进行回滚也是同样可行的。恢复一个快照相当简单，只要选择它，并且选择在哪里进行恢复就可以了，取决于你是只想恢复几个文件夹还是对整个系统进行恢复。

四、Systemback

Systemback的界面很小巧，但是功能却非常强大。但不幸的是只有Debian和Ubuntu及其分支的用户可以使用，而没有提供其他Linux发行版的安装文件。

软件安装

Systemback可以通过开发者PPA安装：

sudo add-apt-repository ppa:nemh/systemback

sudo apt-get update

sudo apt-get install systemback

创建快照

Systemback并不仅仅是另一个快照工具。它可以把你现在的系统转变为一张live CD或DVD，这样就可以直接在另一台电脑上启动了。它可以修复或重装GRUB 2启动器以及修复fstab文件，当然，Systemback的主要用途还是用于系统快照。

恢复快照

Systemback将快照的总数量限制在10个以内。用户拥有删除快照的权限。快照的功能可以选择为递增，也就是只复制被改变过的文件，而将其他的文件以硬链接的形式保存。但是在设置对话框中，你可以禁用这个功能。在恢复文件的时候，你可以选择执行全系统恢复，或者只是复制关键的系统文件。个人数据比如照片与文档并不会被包含在快照中，但是你可以在创建>包含用户数据的选项中通过自定义 *** 作将它们转移到live CD中。

Systemback允许用户自定义自动快照的计划，但你也将这个选项关闭来手动设置恢复点。需要注意的是Systemback并不支持NTFS文件系统，因此不能对NTFS系统分区进行快照或者是恢复 *** 作。

五、Snapper

Snapper和openSUSE的关系非常密切。在其他Linux版本上也许能够安装Snapper，但是并不一定能正常工作了。在openSUSE中安装Snapper的最简单方法是将它安装在BTRFS分区上，这样做Snapper就能够自动安装与配置。你可以使用命令行工具来 *** 作Snapper，或者通过YaST工具，此外还有另一种替代方案snapper-GUI。

工作方式

Snapper能够创建几种不同类型的快照，比如在安装新的应用程序之前与之后创建快照。通过这种方式你可以将快照进行对比，并且更有效的进行系统恢复。Snapper会为快照自动建立时间计划，你当然也可以把这个功能禁用掉。在Snapper中，快照是存放在与系统相同的分区中，因此它们会不断长大，要记得随时检查自己的硬盘容量。

默认情况下，Snapper只对根分区创建快照。如果想要包含其他分区和BTRFS副磁盘卷，你就需要为每一个项目创建一个配置，这必须在命令行终端中完成，你需要以root权限运行下面的命令：

snapper -c CONFIGNAME create-config /PATH

在这里-c代表着配置“configure”，CONFIGNAME是你为这个配置所取的名称，/PATH则是分区或是副磁盘卷的位置，例如：

snapper -c home create-config /home

你可以用下面的命令查看当前的配置：

snapper list-configs

所有的配置文件都保存在/etc/snapper/configs目录。在这里，你可以用一个常用的文本编辑器来修改它们，例如你可以禁用每小时创建快照的功能，启用自动删除快照的功能，手动设置可保存旧快照的数量。

在YaST Snapper模式中，你可以创建并对比快照进行系统回滚 *** 作，或者将一个文件或者其他一些被选择的文件恢复到以前的版本。

六、怎样备份与恢复已安装的应用程序

了解了怎样对整个 *** 作系统进行恢复之后，你可能想知道怎样恢复那些已经安装的应用软件。这在系统新版升级或重装系统的情况下很常见。幸运的是已经有一些工具提供了应用程序迁移的功能，而且使用起来非常方便。

首先我要提到的是Aptik，它是由TimeShift的开发者创建的应用程序备份工具。

Btrfs 又被称为 Butter FS、Better FS 或 B-Tree FS,是由 Oracle 于 2007 年开始设计、开发的一个现代文件系统,它于 2009 年开始便被合并入 Linux 2.6.29 内核。Btrfs 基于 GPL 许可,由于不是十分稳定,虽然许多 Linux 发行版都对其进行了集成,但并不作为默认文件系统进行使用。Btrfs 之所以被广泛集成,因其支持磁盘快照、支持递归快照、对 RAID 的支持,支持子卷(Subvolumes),以及允许在线调整文件系统大小等优秀特性。虽然目前大多 Linux 发行版都在用 Ext4 作为主要文件系统,但将来随时有可能被 Btrfs 所取代。 Btrfs 主要被设计用于解决当前 Linux 文件系统各种「弱点」的 COW(copy-on-write)文件系统, 有望提供更好的可扩展性和可靠性,其主要开发焦点都放在了容错、修复和易于管理等方面。 接下来我将主要向大家介绍如何使用 apt-btrfs-snapshot 将 Linux 中的 btrfs 文件系统快照回滚到之前的系统状态。使用 apt-btrfs-snapshot 创建和管理文件系统快照就像其它 APT *** 作一样简单,使用它我们可以轻松地恢复 btrfs 文件系统的状态。 先决条件 为了创建并使用 btrfs 恢复你的 Linux 文件系统,当然需要使用的是 btrfs 文件系统,还需要没有使用 Ext 文件系统的单独 /boot分区,不然就没法玩了。 安装Btrfs包 条件满足之后,就使用如下命令安装 apt-btrfs-snapshot 包: apt-get install apt-btrfs-snapshot 安装完成之后使用如下 apt-btrfs-snapshot 命令检查是否支持 btrfs 快照的创建: apt-btrfs-snapshot supported 如果满足 btrfs 文件系统的先决条件,会输出 Supported,否则会输出: Sorry, your system lacks support for the snapshot feature 你可以使用如下命令检查 Ubuntu 上的 btrfs 子卷的默认布局: btrfs subvolume list 使用ATP *** 作创建快照 为了测试回滚 *** 作,我们先在当前系统中执行一些 apt *** 作,例如 apt-get。 apt-get update &&apt-get upgrade 按 Y 继续执行系统升级,你会看到 apt-btrfs-snapshot 已经自动为升级之前的系统状态创建了快照。 你也可以使用如下命令查看当前系统中的快照列表: btrfs subvolume list / apt-btrfs-snapshot list 还原Btrfs快照 例如在系统升级过程中遇到了问题,我们需要恢复升级之前的系统状态,可以将 btrfs 文件系统 mount 到一个单独的位置,例如/mnt 下进行 *** 作。 mount /dev/sda1 /mnt 查看 /mnt 目录会输出子卷: ls -l /mnt/ 其中的 @apt-snapshot-2016-05-24_02:18:31 是之前 apt *** 作时的 root 文件系统快照。将当前子卷重命名为 @ 开头,再将 @apt-snapshot-2016-05-24_02:18:31 重命名为为当前子卷后重启系统,即对快照进行了恢复 *** 作。 删除Btrfs快照 当快照恢复后,或需要腾出部分磁盘空间时,可以使用如下命令来删除快照: mount /dev/sda1 /mnt/ btrfs subvolume delete /mnt/@_latest-root/ umount /mnt 说得直白一点,Btrfs 快照实际上就是与其它子卷进行数据共享的子卷,其使用 Btrfs 的 copy-on-write 能力共享数据和对快照进行修改,原始子卷并不可见。一旦快照创建完成,它就被视为原始文件系统的可替换版本。

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