Btrfs/es

"Btrfs" es un Article description::sistema de ficheros copy-on-write (CoW) para Linux enfocado a implementar características novedosas y avanzadas y, a la vez, centrado en la tolerancia a fallos, reparación y facilidad de administración. Desarrollado conjuntamente por Oracle, Red Hat, Fujitsu, Intel, SUSE, STRATO, y muchos más, Btrfs está publicado bajo la licencia GPL y se encuentra abierto a contribuciones por parte de cualquier persona.

Características
Ext4 es seguro y estable y es capaz de manejar sistemas de ficheros muy grandes sin problemas, entonces ¿Por qué cambiar?. Si bien es verdad que Btrfs aún es considerado experimental y está creciendo en cuanto a estabilidad, el momento en el que se convierta en el sistema de ficheros d por defecto en los sistemas Linux se va acercando. Algunas distribuciones ya han comenzado a cambiar en sus últimos lanzamientos. Btrfs tiene un gran número de características avanzadas en común con ZFS, las cuales hicieron que ZFS fuera tan popular entre las distribuciones de BSD y los dispositivos NAT.


 * Copy on Write (CoW) y snapshotting - Facilitar la creación de backups incluso desde un sistema de ficheros "en caliente" o de una máquina virtual.
 * Checksums a nivel de fichero - Los metadatos de cada fichero incluyen un checksum que es usado para detectar y reparar errores.
 * Compresión - Los ficheros pueden estar comprimidos o descomprimidos en vuelo, lo que aumenta la velocidad de lectura.
 * Auto-Desfragmentación - Los sistemas de ficheros son optimizados por un proceso en segundo plano "mientras" están en uso.
 * Subvolumenes - Los sistemas de ficheros pueden compartir un determinado espacio en vez de tener que utilizar sus propias particiones.
 * RAID - Btrfs tiene sus propias implementaciones de RAID de manera que LVM o no son necesarios para tener un RAID. De momento RAID 0 y 1 están soportados; RAID 5 y 6 están de camino.
 * Las particiones son opcionales - Si bien Btrfs puede trabajar con particiones, también es capaz de utilizar volumenes sin formato directamente.
 * Deduplicación de datos - El soporte de deduplicación de datos es limitado; sin embargo, eventualmente se convertirá en una característica estándar en Btrfs. Ésto permite reducir el espacio ocupado mediante la comparación binaria de ficheros.

Con el tiempo, los nuevos sistemas de ficheros en cluster tomarán ventaja de Btrfs mediante el uso de copy on write y otras características avanzadas referentes al almacenamiento de objetos. Ceph es un ejemplo de un sistema de ficheros en cluster que se ve realmente prometedor, y es capaz de aprovechar las ventajas de Btrfs.

Kernel
Active las siguientes opciones del kernel para habilitar el soporte para Btrfs:

Emerge
El paquete contiene las utilidades necesarias para trabajar con el sistema de ficheros Btrfs.

Uso
Escribir largos comandos de Btrfs se puede convertir rápidamente en un incordio. Cada comando (además del inicial) puede ser reducido a un pequeño conjunto de instrucciones. Este método es de gran ayuda cuando se trabaja desde la línea de comandos ya que ayuda a reducir el número de caracteres a teclear.

Por ejemplo, para defragmentar un sistema de ficheros localizado en, la manera larga sería:

Acorte cada uno de los comandos largos a base de reducirlos a su prefijo único. En este contexto único significa que no existe una pareja de comandos que hagan cosas diferentes, por mínimas que sean, que concidan en la forma mínima del comando. La versión acortada del comando anterior es:

Ningún otro comando de comienza con  ;   es el único. Lo mismo se aplica al comando, el cual es un subcomando del comando.

Creación
Para crear un sistema de ficheros Btrfs en la partición :

En el ejemplo anterior, reemplace  con el número de la partición y   con la letra del disco a formatear. Por ejemplo, para formatear la tercera partición del primer disco del sistema con formato Btrfs ejecute:

Montaje
Después de la creación, los sistemas de ficheros se pueden montar de diferentes maneras:


 * - Montaje manual.
 * - Definir los puntos de montaje en activa los montajes automáticos en el inicio del sistema.
 * Removable media - Montajes automáticos a demanda (útil para memorias USB).
 * AutoFS - Montaje automático al acceder al sistema de ficheros.

Convertir sistemas de ficheros basados en ext*
Es posible convertir sistemas ext2, ext3 y ext4 a Btrfs using la herramienta.

Las siguientes instrucciones solo soportan la conversión de sistemas de ficheros que se encuentran desmontados. Para convertir la partición root, inicie un disco de rescate del sistema (SystemRescueCD funciona perfectamente) y ejecute los comandos de conversión sobre la partición de root.

Primero, asegúrese de que el sistema no se encuentra montada:

Compruebe la integridad del sistema de ficheros usando la herramienta apropiada de. En el siguiente ejemplo, el sistema de ficheros es ext4:

Use para convertir el dispositivo con formato ext* a un dispositivo formateado en Btrfs:

Asegúrese de editar el fichero después de que el dispositivo haya sido formateado para cambiar la columna de sistema de ficheros de ext4 a Btrfs:

Desfragmentación
Otra característica de Btrfs es la desfragmentación en línea. Para desfragmentar un sistema de ficheros root formateado en Btrfs ejecute el comando:

La opción de montado   mantiene el efecto default del defragmentado online.

Compresión
Btrfs ofrece soporte transparente para compresión usando los algoritmos zlib, lzo y zstd (v5.1.0).

Es posible comprimir ficheros específicos utilizando los siguientes atributos de fichero:

La opción de montaje  establece por defecto la compresión de los ficheros nuevos que se crean. Para comprimir de nuevo el sistema de ficheros completo usando la compresión lzo, ejecute la siguiente orden:

Dependiendo de la CPU y del rendimiento del disco, utilizar compresión mediante el algoritmo lzo podría mejorar el rendimiento en general.

Es posible utilizar el algoritmo de compresión zlib en vez de lzo. Zlib es más lento pero tiene un mejor ratio de compresión:

To force zlib compression across the whole filesystem:

Substitute zstd for zlib in the example above to activate zstd compression.

Nivel de compresión
Since kernel version 4.15.0, zlib compression can now be set by levels 1-9. Since kernel version 5.1.0 zstd can be set to levels 1-15. For example, to set zlib to maximum compression at mount time:

Or to set minimal compression:

Or adjust compression by remounting:

The compression level should be visible in, or by checking the most recent output using the following command:

Adjust fstab for compression
Once a drive has been remounted or adjusted to compress data, be sure to add the appropriate modifications to the file. In this example, zstd compression is set with a level of 9 at mount time:

Compression ratio and disk usage
The usual userspace tools for determining used and free space like and  may provide inaccurate results on a Btrfs partition due to inherent design differences in the way files are written compared to, for example, ext2/3/4.

It is therefore advised to use the du/df alternatives provided by the btrfs userspace tool. In addition, the tool found in the sys-fs/compsize package can be helpful in providing additional information regarding compression ratios and the disk usage of compressed files. The following are example uses of these tools for a btrfs partition mounted under.

Múltiples dispositivos (RAID)
Se puede utilizar Btrfs con dispositivos múltiples (md) para crear RAIDs. Utilizar Btrfs para crear sistemas de ficheros que se extienden en dispositivos múltiples es más fácil que crearlos usando {tip{c|mdadm}}. No se necesita tiempo para inicialización para su creación.

Btrfs handles data and metadata separately. This is important to keep in mind when using a multi-device filesystem. It is possible to use separate profiles for data and metadata block groups. For example, metadata could be configured across multiple devices in RAID1, while data could be configured to RAID5. This profile is possible when using three or more block devices, since RAID5 requires a minimum of 3 block devices.

This type of profile offers the benefit of redundancy for metadata on each device and striping for data across devices, which increases read speeds. The drawback of this profile is more space than necessary is used for metadata, and write speeds are reduced for data blocks, since RAID5 uses a parity bit.

Creation
El método más simple es utilizar el dispositivo de bloques completo sin particionar para crear un sistema de ficheros. Por ejemplo, para crear un sistema de ficheros en modo RAID1 en dos dispositivos:

Conversion
Converting between RAID profiles is possible with the sub-command. For example, say three block devices are presently configured for RAID1 and mounted at. It is possible to convert the data in this profile from RAID1 to RAID5 with the following command:

Conversion can be performed while the filesystem is online and in use. Possible RAID modes in btrfs include RAID0, RAID1, RAID5, RAID6, and RAID10. See the upstream Btrfs wiki for more information.

Addition
Additional devices can be added to existing multi device file systems. Follow the removal section below.

A riskier, but faster, alternative to safely removing a device is to shut the system down (or if the system supports hot swappable drives, at least unmount the filesystem), physically disconnect and remove the device that is to be replaced, substituted and connect the new device in it's place, power up the system (if necessary).

Note: Systems that will be power cycled will have the multi device filesystem fail to mount, since a device has been physically removed from the pool.

Once the system is booted, mount the multi-device filesystem with, then perform the following steps on adding a new device.

After the device has been re-added it is then necessary to re-balance the filesystem to be sure data is spanned across the newly added device:

By device path
Block devices (disks) can be removed from multi-device filesystems using the subcommand:

By device ID
Use the usage subcommand to determine the device IDs:

Next use the device ID to remove the device. In this case will be removed:

Resizing
btrfs partitions can be resized while online using the built-in resize subcommand. For example, to add 50 gigabytes of space to the rootfs:

The command can also fill all available space:

Subvolúmenes
As mentioned above in the features list, Btrfs can create subvolumes. Subvolumes can be used to better organize and manage data. They become especially powerful when combined with snapshots. Important distinctions must be made between Btrfs subvolumes and subvolumes created by Logical Volume Management. Btrfs subvolumes are not block level devices, they are POSIX file namespaces. They can be created at any location in the filesystem and will act like any other directory on the system with one difference: subvolumes can be mounted and unmounted. Subvolumes are nestable (subvolumes can be created inside other subvolumes), and easily created or removed.

Create
To create a subvolume, issue the following command inside a Btrfs filesystem's name space:

Replace  with the desired destination and subvolume name. For example, if a Btrfs filesystem exists at, a subvolume could be created inside it using the following command:

List
To see the subvolume(s) that have been created, use the  command followed by a Btrfs filesystem location. If the current directory is somewhere inside a Btrfs filesystem, the following command will display the subvolume(s) that exist on the filesystem:

If a Btrfs filesystem with subvolumes exists at the mount point created in the example command above, the output from the list command will look similar to the following:

Remove
All available subvolume paths in a Btrfs filesystem can be seen using the list command above.

Subvolumes can be properly removed by using the  command, followed by the path to the subvolume:

As above, replace  with the actual path to the subvolume to be removed. To delete the subvolume used in the examples above, the following command would be issued:

Snapshots
Snapshots are subvolumes that share data and metadata with other subvolumes. This is made possible by Btrfs' Copy on Write (CoW) ability. Snapshots can be used for several purposes, one of which is to create backups of file system structures at specific points in time.

If the root filesystem is Btrfs, it is possible to create a snapshot using the  commands:

The following small shell script can be added to a timed cron job to create a timestamped snapshot backup of a Btrfs formatted root filesystem. The timestamps can be adjusted to whatever is preferred by the user.

Mounting
A subvolume can be mounted in a location different from where it was created, or users can choose to not mount them at all. For example, a user could create a Btrfs filesystem in and create  and  subvolumes. The subvolumes could then be mounted at and, with the original top level subvolume left unmounted. This results in a configuration where the subvolumes' relative path from the top level subvolume is different from their actual path.

To mount a subvolume, perform the following command, where  is the relative path of the subvolume from the top level subvolume, obtainable through the   command:

Similarly, the filesystem tab can be updated to mount a Btrfs subvolume:

Filesystem check
With a failing disk or corrupted data, it may be necessary to run the a filesystem check. Typically filesystem check commands are handled through the prefix, but for btrfs filesystems, checks are handled via the  subcommand:

Multi device filesystem mount fails
After ungracefully removing one or more devices from a multi device filesystem, attempting to mount the filesystem will fail:

This type of mount failure could be caused by missing one or more devices from the multi device filesystem. Missing devices can be detected by using the subcommand. In the following example is one of the devices still connected to the multi device filesystem:

Missing device can be ungracefully dropped from the filesystem by using the following command:

Using with VM disk images
When using Btrfs with virtual machine disk images, it is best to disable copy-on-write on the disk images in order to speed up IO performance. This can only be performed on files that are newly created. It also possible to disable CoW on all files created within a certain directory. For example, using the command:

Clear the free space cache
It is possible to clear Btrfs' free space cache by mounting the filesystem with the  mount option. For example:

Btrfs hogging memory (disk cache)
When utilizing some of Btrfs' special abilities (like making many  copies or creating high amounts of snapshots), a lot of memory can be consumed and not freed fast enough by the kernel's inode cache. This issue can go undiscovered since memory dedicated to the disk cache might not be clearly visible in traditional system monitoring utilities. The utility (available as part of the  package) was specifically created to determine how much memory kernel objects are consuming:

{{RootCmd|slabtop|collapse-output=true|output= Active / Total Objects (% used)   : 2259363 / 2338091 (96.6%) Active / Total Slabs (% used)     : 467797 / 467803 (100.0%) Active / Total Caches (% used)    : 83 / 175 (47.4%) Active / Total Size (% used)      : 1489775.62K / 1512200.52K (98.5%) Minimum / Average / Maximum Object : 0.02K / 0.65K / 4096.00K

If the inode cache is consuming too much memory, the kernel can be manually instructed to drop the cache by echoing an integer value to the {{Path|/proc/sys/vm/drop_caches}} file.

To be safe, and to help the kernel determine the maximum amount of freeable memory, be sure to run a {{c|sync}} before running the {{c|echo}} commands below:

{{Cmd|sync}}

Most of the time Btrfs users will probably want to {{c|echo 2}} to reclaim just the slab objects (dentries and btrfs_inodes):

{{RootCmd|echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches}}

To clear the entire disk cache (slab objects and the page cache) use {{c|echo 3}} instead:

{{RootCmd|echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches}}

{{Warning|While the above commands are non-destructive (as long as a {{c|sync}} was completed before running them), they could seriously but temporarily slow down the system while the kernel loads only the necessary items back into memory. Think twice before running the above commands for systems under heavy load!}}

More information on kernel slabs can be found in this dedoimedo blog entry.

Mounting Btrfs fails, returning mount: unknown filesystem type 'btrfs'
The original solution by Tim on Stack Exchange inspired the following solution: build the kernel manually instead of using :

Btrfs root doesn't boot
Genkernel's initramfs as created with the command below doesn't load btrfs:

Compile support for btrfs in the kernel rather than as a module, or use to generate the initramfs.

External resources

 * https://wiki.debian.org/Btrfs - As described by the Debian wiki.
 * https://wiki.archlinux.org/index.php/Btrfs Btrfs article - As described by the Arch Linux wiki.
 * http://www.funtoo.org/BTRFS_Fun - BTRFS Fun on the Funtoo wiki.
 * http://marc.merlins.org/perso/btrfs/post_2014-05-04_Fixing-Btrfs-Filesystem-Full-Problems.html - Tips and tricks on fixing niche Btrfs filesystem problems in some situations.