Le système de fichiers BTRFS

système, partitions

Btrfs (souvent prononcé "ButterFS") est un système de fichiers développé par Oracle et placé sous licence GPL. Au contraire d'ext4 qui est une évolution des systèmes de fichiers ext2/3, btrfs se veut conçu différemment, et apporte certaines fonctionnalités inédites. Officiellement, ce système de fichiers est stable.

Les fonctionnalités principales sont les suivantes :

Capacité maximale de 2^64 octets == 16 Eo. max.
Meilleure gestion de l'espace occupé par les petits fichiers
Possibilité de créer des snapshots en lecture seule ou en lecture-écriture (cf. plus bas)
Possibilité de créer des sous-volumes
Sommes de contrôle des données et des méta-données
Compression (gzip / LZO)
Sauvegarde incrémentale intégrée au système de fichiers
Défragmentation à chaud
conscient des SSD (stockage flash) (TRIM / Élimination de la notification blocs libres pour réutilisation) et optimisations (par exemple en évitant des optimisations de recherche inutiles, l'envoi d'écritures en cluster, même si elles proviennent de fichiers indépendants. Cela se traduit par des opérations d'écriture plus grandes et plus rapide en débit d'écriture)

Il est conseillé de faire un essai sur une partition de test ! Vous pouvez par exemple formater une clé USB vide et vous familiariser avec les commandes de BTRFS avant de l'utiliser pour vos données…

Si vous choisissez de déplacer des données sur votre partition BTRFS, faites une sauvegarde que vous êtes prêt à restaurer ! Pour pouvoir formater une partition en BTRFS installez le paquet btrfs-tools.

Créer une nouvelle partition ou formater une partition existante

Utilisez simplement le gestionnaire de disque d'Ubuntu ou gparted, ou bien en ligne de commande:

mkfs.btrfs /dev/sdaX

où sdaX est la partition que vous souhaitez formater.

Convertir une partition ext4 vers BTRFS

Utiliser la commande :

btrfs-convert /dev/<device>

Il est possible, voire probable que le système de fichiers ainsi créé se corrompe et se retrouve accessible uniquement en lecture. Donc, à utiliser avec énormément de prudence et avec une sauvegarde. Voir ici.

Nous allons maintenant voir quelques unes des fonctions de BTRFS qui le rendent intéressant par rapport à des systèmes de fichiers comme EXT4.

Les sous-volumes

Un sous-volume est une branche du système de fichiers qui se comporte comme un sous-système de fichiers. il apparaît comme un répertoire.

Créer un sous-volume

btrfs subvolume create test

pour créer un sous-volume intitulé test (en supposant que vous êtes quelque part dans votre système de fichiers BTRFS)

Supprimer un sous-volume

sudo btrfs subvolume delete test

Les snapshots

Un snapshot est une image du système de fichiers ou d'un de ses sous-volumes que vous "fixez" à un instant précis, dans le but de pouvoir y accéder ou la restaurer plus tard. Une fois créé, un snapshot se comporte comme un dossier ordinaire de votre système de fichiers : vous pouvez le copier, le déplacer vers un support externe, le renommer…

Prendre un snapshot

Pour créer un snapshot du système de fichiers entier :

btrfs subvolume snapshot test test_v1

Cette commande va prendre un snaphsot du sous-volume (répertoire) test. Cette version figée de votre répertoire sera accessible à travers le répertoire "test_v1". Les modifications faites dans chacun des deux répertoires sont indépendantes. Le système de fichiers gère les modifications pour qu'elles soient transparentes aux yeux de l'utilisateur (avec ext4, il aurait fallu créer une copie du répertoire, ce qui aurait occupé le double d'espace disque. Un snapshot ne consomme pas d'espace disque supplémentaire).

Restaurer un snapshot

Utilisez simplement la commande "mv". Notez que vous pouvez faire la même chose à travers votre gestionnaire de fichiers en mode graphique. Les snapshots apparaissent comme des répertoires que vous pouvez manipuler à votre guise.

La compression

Ceci permet de compresser les données lorsqu'elles seront écrites sur le disque. Deux algorithmes de compression sont disponibles :

zlib (par défaut)
lzo : plus rapide et prend moins de charge CPU, mais compresse moins

Pour ceci, il faut éditer le fichier /etc/fstab :

# <file system>                      <mount point>    <type>  <options>          <dump>  <pass>
proc                                        /proc  proc    nodev,noexec,nosuid   0  0
# / was on /dev/sda2 during installation
UUID=07e198ed-18a3-41ed-9e48-bde82ead65fc   /      btrfs   defaults,compress     0  1
# /boot was on /dev/sda1 during installation
UUID=90983817-83f8-464f-a50c-39cd02317447   /boot  ext2    defaults              0  2
# swap was on /dev/sda5 during installation
UUID=a3da3212-876f-4350-94b3-4b5b5040c871   none   swap    sw                    0  0

C'est le compress ligne 4 qui agit. Pour compresser en lzo, tapez

compress=lzo

Le RAID de disques

Voir le type de raid actuel

Commande pour visualiser le raid en cours

btrfs fi df /home
Data, RAID5: total=168.00GiB, used=165.12GiB
System, RAID5: total=64.00MiB, used=16.00KiB
Metadata, RAID5: total=2.00GiB, used=319.66MiB
GlobalReserve, single: total=190.94MiB, used=0.00B

Créer le raid de disques

Création d'un raid 1 avec un disque de spare

mkfs.btrfs -m raid1 -d raid1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

Vérifier le raid de disques

Voir la synthèse de système RAID BTRFS :

sudo btrfs filesystem usage /home
Overall:
    Device size:                   1.36TiB
    Device allocated:            300.02GiB
    Device unallocated:            1.07TiB

ou

btrfs fi usage volume_btrfs

Pour vérifier l'état du système BTRFS passez par la commande :

sudo btrfs device stats /home
[/dev/sdb].write_io_errs    0
[/dev/sdb].generation_errs  0
[/dev/sdc].write_io_errs    12897745
[/dev/sdc].read_io_errs     6026751
[/dev/sdc].flush_io_errs    700547

ou

btrfs device stats volume_btrfs

Pour voir l'état des disques de votre RAID BTRFS passez par la commande :

sudo btrfs filesystem show
Label: none  uuid: c5f42f5d-7802-4f4f-bee6-3c8e0994bbe8
        Total devices 3 FS bytes used 146.43GiB
        devid    1 size 465.76GiB used 100.00GiB path /dev/sdb
        devid    3 size 465.76GiB used 100.01GiB path /dev/sdd
        *** Some devices missing

ou

btrfs fi show

Pour voir le détail des disques de votre RAID BTRFS passez la commande :

sudo btrfs device usage /home
/dev/sdb, ID: 1
   Device size:           465.76GiB
   Device slack:              0.00B
   Data,RAID1:             99.00GiB
   Metadata,RAID1:          1.00GiB
   Unallocated:           365.76GiB
 
/dev/sdc, ID: 2
   Device size:               0.00B
   Device slack:              0.00B
...

Augmenter/Diminuer le système de fichier du raid de disques

Visualiser l'espace libre disponible, puis augmenter la taille du système de fichiers sur le raid :

sudo btrfs filesystem resize +10G /home
Resize '/home' of '+10G'

Diminuer la taille du système de fichier sur le raid

sudo btrfs filesystem resize -10G /home
Resize '/home' of '-10G'

Réparer le raid de disques

Voir l'état des disques :

sudo btrfs device stats /home
[/dev/sdb].write_io_errs    0
[/dev/sdb].read_io_errs     0
[/dev/sdb].flush_io_errs    0
[/dev/sdb].corruption_errs  0
[/dev/sdb].generation_errs  0
[/dev/sdc].write_io_errs    204890173
[/dev/sdc].read_io_errs     19080823
[/dev/sdc].flush_io_errs    10027539
[/dev/sdd].generation_errs  0

sudo btrfs balance start -v -mconvert=dup -dconvert=single /home
sudo btrfs device remove /dev/sdc

sudo btrfs device usage /home
sudo btrfs fi show
sudo btrfs fi usage

sudo btrfs device add /dev/sdc /home
sudo btrfs balance start -dconvert=raid1 -mconvert=raid1 /home

Le wiki officiel du projet
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