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btrfs 是一个高级的逻辑文件系统,旨在替代传统的 ext3/4 文件系统,成为下一代 Linux 标准文件系统。自 2007 年由 Oracle 开源以来,btrfs 得到了 IBM、Intel 等多家厂商的大力支持,逐渐成为 Linux 系统的重要组成部分。
btrfs 是一个支持 posix 层的 9p 协议文件系统,基于树形磁盘布局,支持多种存储设备组合(如 Raid0、Raid1、Raid5、Raid10 等)。其最显著的特点是支持动态磁盘扩展和磁盘空间的动态管理。
可扩展性
btrfs 的管理单元从块(block)升级到 extent,这种结构大幅减少了元数据的占用,使得在处理大文件时效率显著提升。相比 ext 系列,btrfs 的扩展性在寻找空闲块时效率更高。多物理卷支持
btrfs 可以跨越多个物理磁盘设备,支持在线添加或移除设备,从而实现灵活的容量管理。这种特性特别适用于分布式存储环境。写时复制更新(COW)
btrfs 采用 CoW 机制,即在写入数据时先复制到新块,完成后指针指向新块。这一机制确保了文件系统的数据一致性,而不会导致硬链接或重复文件的问题。数据校验码(checksum)
为确保数据可靠性,btrfs 采用 checksum 机制。每个块的校验值与其数据一起存储,文件系统在读取数据时可以验证数据完整性。子卷支持
btrfs 允许在一个文件系统中创建多个子卷(subvolume)。每个子卷的空间大小可动态调整,且子卷之间是隔离的,支持权限控制和配额管理。透明压缩
btrfs 支持透明压缩功能,用户可选择 LZO 或 zlib 等压缩算法,优化磁盘使用效率。快照功能
btrfs 提供快照功能,可以对子卷创建静态副本,用于数据备份或迁移。mkfs.btrfs:
用于创建或格式化 btrfs 文件系统,可指定卷标、数据存储方式和元数据存储方式等参数。例如:
mkfs.btrfs -L="mybtrfs" -d=raid5 -m=raid0 /dev/sd*
btrfs-convert:
用于将 ext2/3/4 文件系统转换为 btrfs,或回滚 btrfs 为 ext 文件系统。例如:
btrfs-convert -r /dev/sd*
btrfs device:
用于管理文件系统的物理设备,支持添加或删除设备、查看设备状态等操作。例如:
btrfs device add /dev/sdb1 /mnt/btrfs
btrfs balance:
用于平衡文件系统的数据分布,支持跨设备平衡和元数据平衡。例如:
btrfs balance start -mconvert=raid5 /mnt/btrfs
btrfs 适用于需要高性能、灵活存储管理的场景。比如:
btrfs 作为下一代 Linux 标准文件系统,其优势在于高效的磁盘管理、强大的扩展性和灵活的存储功能。通过支持多物理卷、透明压缩、快照和子卷管理等特性,btrfs 为用户提供了高度的可用性和可靠性。
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