Linux btrfs コマンド

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Btrfs（B-tree File System）は、Oracle によって開発され、2007年に初めてリリースされた先進的な Linux ファイルシステムです。その設計目標は、従来のファイルシステムの限界を解決し、より優れた拡張性、信頼性、管理機能を提供することです。

コア機能

  • コピーオンライト（CoW）: すべての書き込み操作は元のデータを上書きせず、新しいコピーを作成します
  • スナップショット機能: ファイルシステムの即時スナップショットを迅速に作成でき、追加スペースをほとんど消費しません
  • サブボリューム管理: ファイルシステムを複数の独立したサブボリュームに分割できます
  • データチェックサム: データ破損を自動検出します
  • 透過的圧縮: ファイルデータのリアルタイム圧縮と解凍をサポートします
  • RAID サポート: 複数の RAID レベルを内蔵サポート

btrfs 基本コマンド構文

btrfs [选项]  [子命令选项] [参数]

一般的なオプション

オプション 説明
-v 詳細出力モード
--help ヘルプ情報を表示
--version バージョン情報を表示

主要サブコマンドの詳細

ファイルシステムの作成と管理

btrfs ファイルシステムの作成

例

# デバイス上に btrfs ファイルシステムを作成
sudo mkfs.btrfs /dev/sdX

# ラベル付きファイルシステムを作成
sudo mkfs.btrfs -L mylabel /dev/sdX

# 複数のデバイスを使用して RAID1 を作成
sudo mkfs.btrfs -m raid1 -d raid1 /dev/sdX /dev/sdY

btrfs ファイルシステムのマウント

例

# 基本的なマウント
sudo mount /dev/sdX /mnt/btrfs

# 圧縮を有効にする（推奨: lzo または zstd）
sudo mount -o compress=lzo /dev/sdX /mnt/btrfs

# マウントオプションを表示
mount | grep btrfs

サブボリューム操作

サブボリュームの作成

例

# サブボリュームを作成
sudo btrfs subvolume create /mnt/btrfs/subvol1

# サブボリュームを一覧表示
sudo btrfs subvolume list /mnt/btrfs

# サブボリュームを削除
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/subvol1

スナップショット管理

例

# スナップショットを作成
sudo btrfs subvolume snapshot /mnt/btrfs /mnt/btrfs/snapshot_$(date +%Y%m%d)

# 読み取り専用スナップショット
sudo btrfs subvolume snapshot -r /mnt/btrfs /mnt/btrfs/readonly_snap

# スナップショットを削除
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/snapshot_20230101

スペース管理

ファイルシステムの使用状況を表示

例

# 詳細なスペース情報を表示
sudo btrfs filesystem usage /mnt/btrfs

# ディスク使用状況を表示
sudo btrfs filesystem df /mnt/btrfs

# データ分布のバランスを取る（注意して使用、時間がかかる可能性あり）
sudo btrfs balance start /mnt/btrfs

ファイルシステムサイズの調整

例

# ファイルシステムを拡大
sudo btrfs filesystem resize +10G /mnt/btrfs

# ファイルシステムを縮小
sudo btrfs filesystem resize -5G /mnt/btrfs

データ整合性チェック

ファイルシステムのチェック

例

# 読み取り専用チェック
sudo btrfs check /dev/sdX

# 修復を試みる（注意して使用）
sudo btrfs check --repair /dev/sdX

クリーンアップと修復

例

# 空きスペースをクリーンアップ
sudo btrfs filesystem defrag /mnt/btrfs

# ファイルシステムをチェックして修復
sudo btrfs scrub start /mnt/btrfs

# 修復状態を表示
sudo btrfs scrub status /mnt/btrfs

実践的な応用例

例1: 圧縮付き btrfs ホームディレクトリの設定

例

# パーティションを作成
sudo mkfs.btrfs -L home /dev/sdX

# マウントして圧縮を有効化
sudo mount -o compress=zstd /dev/sdX /mnt/newhome

# 既存データをコピー
sudo rsync -avx /home/ /mnt/newhome/

# fstab を更新して自動マウントを実現
echo "UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdX) /home btrfs defaults,compress=zstd 0 2" | sudo tee -a /etc/fstab

# 再マウント
sudo umount /mnt/newhome
sudo mount -a

例2: 定期的なスナップショットとクリーンアップ

例

#!/bin/bash
# 毎日のスナップショットを作成
SNAP_DIR="/mnt/btrfs/.snapshots"
mkdir -p "$SNAP_DIR"
sudo btrfs subvolume snapshot -r /mnt/btrfs "$SNAP_DIR/$(date +%Y%m%d)"

# 直近7日間のスナップショットを保持
find "$SNAP_DIR" -mindepth 1 -maxdepth 1 -type d -name "2*" | sort -r | tail -n +8 | xargs -r sudo btrfs subvolume delete

よくある問題の解決

問題1: スペース不足なのに df には空きがある

例

# 削除されていないスナップショットの占有スペースを確認
sudo btrfs subvolume list -s /mnt/btrfs

# 不要なスナップショットをクリーンアップ
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/old_snapshot

問題2: バランス操作がフリーズする

例

# バランス状態を確認
sudo btrfs balance status /mnt/btrfs

# バランス操作を一時停止
sudo btrfs balance pause /mnt/btrfs

# バランス操作を再開
sudo btrfs balance resume /mnt/btrfs

問題3: マウントに失敗する

例

# ファイルシステムをチェック
sudo btrfs check /dev/sdX

# 修復を試みる
sudo btrfs rescue zero-log /dev/sdX
sudo mount /dev/sdX /mnt/btrfs

ベストプラクティスの推奨事項

  1. 圧縮を有効にする: 特にテキストやログなどの圧縮可能なデータに有効

    # 推荐使用 zstd 压缩算法
mount -o compress=zstd /dev/sdX /mnt/btrfs

  2. 定期的にスナップショットを作成する: 重要な操作の前に手動でスナップショットを作成

  3. スペース使用量を監視する: btrfs のスペースレポートは従来のファイルシステムとは異なる

  4. 100% 満杯を避ける: 少なくとも 5〜10% の空きスペースを維持

  5. balance は慎重に使用: 必要な場合のみ実行、非常に時間がかかる可能性がある

  6. RAID 構成を検討する: 重要なデータには RAID1 または RAID10 を使用

  7. 定期的に scrub を実行する: データ整合性をチェック

    # 每月执行一次数据检查
sudo btrfs scrub start /mnt/btrfs

この記事を通じて、btrfs ファイルシステムの基本操作と管理方法を習得できたはずです。btrfs の強力な機能により、現代の Linux システム、特に高度なストレージ機能が必要なシナリオに最適な選択肢となっています。

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