Btrfs/tr

BTRFS, başlangıçta GNU/Linux'ta kullanılmak üzere Oracle Corporation'da tasarlanan, copy-on-write (COW) ilkesine dayanan bir dosya sistemidir. BTRFS'in gelişimi 2007'de başladı ve Ağustos 2014'ten bu yana dosya sisteminin disk formatı kararlı olarak işaretlendi.

2015'te Btrfs, SUSE Linux Enterprise Server 12 için varsayılan dosya sistemi olarak kabul edildi. SUSE, RedHat'ın Btrfs'i desteklemeyi bıraktığını açıklamasının ardından 2017'de Btrfs'e olan bağlılığını teyit etti.

Btrfs, Linux dosya sistemlerinde havuzlama, anlık görüntüler, sağlama toplamları ve tümleşik çoklu aygıt eksikliğini gidermeyi amaçlamaktadır.

BTRFS'yi kurmak ve kullanmak kolaydır. Bu basit tanıtımda, Funtoo Linux altında BTRFS'yi mevcut bir debian-sources veya debian-sources-lts kullanarak, Funtoo Linux ile sizin için önceden oluşturulmuş bir sürüm kullanarak kuracağız. Funtoo Linux kurulumunun bir parçası olmayan verileri depolamak için BTRFS depolama havuzumuz. Funtoo Linux BTRFS olmayan bir dosya sisteminden önyüklenir ve başlatma işleminin bir parçası olarak BTRFS depolama alanımızı başlatır ve tercih ettiğimiz yere bağlar.

Kurulum

BTRFS'yi kurmak için Linux çekirdeğinin bir parçası olduğu için ek bir adım gerekli değildir (2.6.29'dan beri Linux çekirdeğinde). BTRFS kullanıcı alanı araçlarını (btrfs-progs) ortaya çıkaralım:

root # emerge btrfs-progs

BTRFS şimdi kullanıma hazır.

BTRFS Kavramları

BTRFS, kullandığı fiziksel diskleri yönetmek için kullanılabilir ve fiziksel diskler bir BTRFS birimine eklenir. Ardından, BTRFS, dosyaların depolanabileceği birimden alt hacimler oluşturabilir.

Geleneksel Linux dosya sistemlerinden farklı olarak, BTRFS dosya sistemleri istek üzerine depolamayı temel birimden tahsis eder.

BTRFS dünyasında, birim sözcüğü bir depolama havuzuna (ZFS) veya birim grubuna (LVM) karşılık gelir.

• devices - one or multiple underlying physical volumes.
• volume - one large storage pool comprised of all space of the devices and can support different redundancy levels
• subvolumes - these are what get mounted and you store files in.
• snapshots - a read-only copy of a subvolume at a given point in time and/or read-write copy of a subvolume in time (aka clone).

Birim Oluşturma

Temel bir BTRFS birimi oluşturmak için ekstra boş bir diske ihtiyacınız olacaktır. Aşağıdaki adımları izleyin:

root #  mkfs.btrfs /dev/sdxy
btrfs-progs v4.17.1 
daha fazla bilgi için http://btrfs.wiki.kernel.org adresine bakın.

Detected a SSD, turning off metadata duplication.  Mkfs with -m dup if you want to force metadata duplication.
Performing full device TRIM /dev/sdj (223.57GiB) ...
Label:              (null)
UUID:               d6bcba6e-8fd5-41fc-9bb4-79628c5c928c
Node size:          16384
Sector size:        4096
Filesystem size:    223.57GiB
Block group profiles:
  Data:             single            8.00MiB
  Metadata:         single            8.00MiB
  System:           single            4.00MiB
SSD detected:       yes
Incompat features:  extref, skinny-metadata
Number of devices:  1
Devices:
   ID        SIZE  PATH
    1   223.57GiB  /dev/sdxy

/dev/sdxy kullanılmamış bir disk olmalıdır. Bu diskte herhangi bir veri varsa, aşağıdaki komutu kullanmanız gerekebilir:

root #  mkfs.btrfs -f /dev/sdxy

Artık oluşturulan birimi başka bir linux dosya sistemine bağladığınız gibi bağlayabilirsiniz.

root #  mkdir /mnt/btrfs-top-level
root #  mount /dev/sdxy /mnt/btrfs-top-level
root #  mount
...
/dev/sdxy on /mnt/btrfs-top-level type btrfs (rw,relatime,ssd,space_cache,subvolid=5,subvol=/)

   Important

It is recommended that nothing is stored directly on this top-level volume (ID 5) root directory.

Creating Subvolumes

Btrfs has a concept of subvolumes. Subvolume is an independently mountable POSIX filetree (but not a block device). There are several basic schemas to layout subvolumes (including snapshots) as well as mixtures thereof.

Lets create children of the top level subvolume (ID 5). We will have:

• @data - it will serve as mountable /data
• .snapshots - here snapshots will be stored

root #  cd /mnt/btrfs-top-level
root #  btrfs subvolume create @data
root #  btrfs subvolume create .snapshots
root #  btrfs subvolume list /mnt/btrfs-top-level
ID 256 gen 322338 top level 5 path @data
ID 257 gen 322275 top level 5 path .snapshots

The default Subvolume

   Note

Changing the default subvolume with btrfs subvolume default will make the top level of the filesystem accessible only when subvol or subvolid mount options are specified

When btrfs block device is mounted without specifying a subvolume the default one is used. To check default subvolume run

root #  btrfs subvolume get-default /mnt/btrfs-top-level
ID 5 (FS_TREE)

For the convenience lets make @data subvolume as the default one. It's good to double check the subvolume ID first. Either btrfs subvolume list or btrfs subvolume show can be used for that

root #  btrfs subvolume show /mnt/btrfs-top-level/@data
...
	Subvolume ID: 		256

Now you can make this subvolume as a default one

root #  btrfs subvolume set-default 256 /mnt/btrfs-top-level
root #  btrfs subvolume get-default /mnt/btrfs-top-level
ID 256 gen 322336 top level 5 path @data

At this point you can stop working on the top level subvolume (ID 5) and instead mount directly @data subvolume.

root #  cd /mnt
root #  umount /mnt/btrfs-top-level
root #  mkdir /data
root #  mount /dev/sdxy /data

Nested Subvolumes

   Note

Nested subvolumes are not going to be a part of snapshots created from their parent subvolume. So one typical reason is to exclude certain parts of the filesystem from being snapshot.

Lets create a separate nested subvolume for /data/independent.

root #  btrfs subvolume create /data/independent
root #  btrfs subvolume list /data
ID 258 gen 161 top level 256 path independent

Usually you will want to "split" areas which are "complete" and/or "consistent" in themselves. Examples for this more-fine grained partitioning could be /var/log, /var/www or /var/lib/postgresql.

/etc/fstab

To automatically mount the @data subvolume after reboot you need to modify /etc/fstab

   /etc/fstab - fstab for btrfs

/dev/sdxy	/data	btrfs	subvolid=256,defaults	0 0

   Warning

According to btrfs docs most mount options apply to the whole filesystem and only options in the first mounted subvolume will take effect. This means that (for example) you can't set per-subvolume nodatacow, nodatasum, or compress.

Now lets verify if this changes were correct

root #  cd /
root #  umount /data
root #  mount /data
root #  ls /data
independent

Did you just notice that although we mounted our @data subvolume the nested subvolume @data/independent is also present?

Snapshots

For the purpose of checking out this cool btrfs feature lets populate our filesystem with some example data first

root #  echo 'btrfs' > /data/foo.txt
root #  echo 'fun' > /data/independent/bar.txt

As you probably remember on the top level (next to @data subvolume) you've also created the .snapshots subvolume. You can mount it now to create some snapshots

root #  mkdir /mnt/snapshots
root #  mount /dev/sdxy /mnt/snapshots -o subvolid=257

A snapshot is a subvolume like any other, with given initial content. By default, snapshots are created read-write. File modifications in a snapshot do not affect the files in the original subvolume. Lets create a read-write snapshot for /data and read-only snapshot for /data/independent

root #  btrfs subvolume snapshot /data /mnt/snapshots/data_$(date -u -Iseconds)
Create a snapshot of '/data' in '/mnt/snapshots/data_2022-08-30T22:04:57+00:00'
root #  btrfs subvolume snapshot -r /data/independent /mnt/snapshots/independent_$(date -u -Iseconds)
Create a readonly snapshot of '/data/independent' in '/mnt/snapshots/independent_2022-08-30T22:05:29+00:00'

Once again, nested subvolumes are not going to be a part of snapshots created from their parent subvolume. So you shouldn't be surprised when you compare the contents of the /data vs the contents of the /mnt/snapshots

root #  tree /data
/data
├── foo.txt
└── independent
    └── bar.txt
root #  tree /mnt/snapshots
/mnt/snapshots
├── data_2022-08-30T22:04:57+00:00
│   └── foo.txt
└── independent_2022-08-30T22:05:29+00:00
    └── bar.txt

At this point you might be interested in send and receive btrfs features.

   Note

According to btrfs docs a snapshot is not a backup: snapshots work by use of BTRFS copy-on-write behaviour. A snapshot and the original it was taken from initially share all of the same data blocks. If that data is damaged in some way (cosmic rays, bad disk sector, accident with dd to the disk), then the snapshot and the original will both be damaged.

Wrap up

   Important

It is recommended to run btrfs scrub once in a while. E.g. every month

Scrub is the online check and repair functionality that verifies the integrity of data and metadata, assuming the tree structure is fine. You can run it on a mounted file system; it runs as a background process during normal operation.

To start a (background) scrub on the filesystem which contains /data run

root #  btrfs scrub start /data
scrub started on /data, fsid 40f8b94f-07ee-4f7e-beb1-8e686abc246d (pid=5525)

To check the status of a running scrub

root #  btrfs scrub status /data
UUID:             40f8b94f-07ee-4f7e-beb1-8e686abc246d
Scrub started:    Tue Aug 30 00:38:54 2022
Status:           running
Duration:         0:00:15
Time left:        0:00:34
ETA:              Tue Aug 30 00:39:44 2022
Total to scrub:   149.06GiB
Bytes scrubbed:   44.79GiB  (30.04%)
Rate:             2.99GiB/s
Error summary:    no errors found

Şimdi BTRFS'yi çeşitli görevler için kullanmaya başlayabileceğiniz bir noktadasınız. BTRFS'de bu kısa tanıtımda ele alınandan çok daha fazlası olsa da, BTRFS'nin dayandığı temel kavramları iyi anlamalısınız.