Btrfs ( B-tree FS, «Better FS» или «Butter FS») — файловая система для Linux , основанная на структурах B-деревьев и работающая по принципу «копирование при записи» ( copy-on-write ). Опубликована корпорацией Oracle в 2007 году под лицензией GNU General Public License . Среди первоначальных целей разработки было обеспечение конкуренции файловой системе ZFS (использование которой в Linux было затруднено лицензионными ограничениями) и избавление от недостатков, присущих ранним файловым системам для Linux. Основной автор — ( англ. ) — отмечал также наличие простого интерфейса управления файловой системой в качестве одной из целей создания .

Изначально планировалось выпустить Btrfs v1.0 и зафиксировать формат хранения в конце 2008 года , однако формат был зафиксирован только 12 июня 2010 года .

Btrfs включена в основную ветвь ядра Linux начиная с версии 2.6.29-rc в статусе экспериментальной. Проведённая ресурсом Phoronix оценка производительности показала, что Btrfs с включённым режимом сжатия иногда опережает по производительности Ext4 .

Возможности

Считается, что Btrfs имеет ряд решений, впервые появившихся в ReiserFS , при этом не поддерживает некоторые базовые функции. Список возможностей системы по состоянию на 2011 год :

• Проверка целостности без размонтирования;
• Доступные для записи снимки (writeable snapshots);
• Динамическое выделение индексных дескрипторов inode (нет ограничения на максимальное количество файлов в файловой системе);
• Добавление и удаление устройств хранения при смонтированной файловой системе (накопители и разделы легко подключаются в Btrfs и заменяются или удаляются при необходимости);
• Поддержка сложных многодисковых конфигураций — уровней 0, 1, 5, 6 и 10 (реализовано, но 5 и 6 пока не считаются стабильными), а также реализация различных политик избыточности на уровне объектов файловой системы — то есть возможно назначить, к примеру, зеркалирование для какого-либо каталога или файла (в планах).
• Сжатие ( LZO , zlib , zstd — реализовано, предлагались патчи для LZ4 и Snappy ) ;
• Подтома (subvolumes);
• Эффективное клонирование файловой системы и создание инкрементальных архивов;
• Дефрагментация смонтированной файловой системы.
• Журналирование с копированием при записи.
• Лимиты (отдельно для каждого подтома или группы подтомов, по фактически занимаемому месту или по «официальному»)
• Контроль целостности блоков данных и метаданных с помощью контрольных сумм.
• Зеркалирование метаданных даже в конфигурации с одним накопителем (отключается на SSD ).
• Полностью распределённое блокирование.
• Поддержка ACL .
• Защита от потери данных.
• Выбор хеш-алгоритма для контроля целостности данных и метаданных ( CRC-32 ). Начиная с версии 5.5 реализованы : , SHA256 , BLAKE2B .
• Поддержка NFS (пока неполная).
• Флаги совместимости, необходимые для изменения дискового формата в новых версиях Btrfs с сохранением совместимости со старыми.
• Резервные копии суперблока, по крайней мере по одной на устройство.
• Гибридные пулы (в планах) — btrfs старается перемещать наиболее используемые данные на самое быстрое устройство, вытесняя с него «залежавшиеся» блоки, эта политика хорошо согласуется с моделью использования SSD-накопителей совместно с дисковыми.
• Балансировка данных между устройствами в Btrfs возможна сразу после добавления диска к пулу, отдельной командой, а не только постепенно, в процессе использования (как это реализовано в ZFS).
• Диски для горячей замены, поддержка которых появилась и в ZFS (в планах).
• Офлайн- дедупликация (в примонтированном виде, но после окончания записи — ядро 3.12 и новее), в перспективе — дедупликация будет осуществляться во время записи файла.

Несмотря на то, что Btrfs изначально не способна вести себя как распределённая (сетевая) файловая система , компания Oracle принялась за реализацию сетевого протокола файловой системы , который спроектирован и оптимизирован как раз под Btrfs.

В ранних версиях поддерживалась миграция с файловых систем ext3 и ext4 и обратно (до момента обновления), но начиная с версии ядра 4.0 использование функции не рекомендовано в связи с потенциальной опасностью .

Создание файла подкачки в Btrfs возможно с марта 2019 года (Linux kernel 5.0), файл при этом создается с флагом nocow и должен располагаться на одном накопителе .

Недостатки

Нельзя использовать снимки LVM и копии тома, сделанные с помощью dd , так как у них будут одинаковые UUID, что может привести к записи не в ту копию и повреждению всех данных ; вместо использования LVM и dd в Btrfs необходимо использовать специальные утилиты Btrfs по управлению подтомами и механизм работы со снимками.

В связи с использованием по умолчанию техники копирования при записи, при большом количестве перезаписей случайных фрагментов файлов может возникать значительная фрагментация ; решением может стать отключение COW (возможно только для новых и пустых каталогов/файлов).

Примечания

Ссылки

На английском языке

• , основана на btrfs.

На русском языке

• — статья на
• — большая статья о btrfs на
• (неопр.) (16 января 2009). Дата обращения: 13 июля 2010. Архивировано из 19 мая 2012 года.
• (неопр.) (28 сентября 2009). Дата обращения: 13 июля 2010. Архивировано из 26 августа 2011 года.