Cómo equilibrar y optimizar el sistema de archivos btrfs en Linux

El sistema de archivos Btrfs se está volviendo cada vez más común. Se utiliza en varias distribuciones de Linux y ofrece numerosas funciones que son útiles en un entorno de centro de datos, como instantáneas, equilibrio de carga, desfragmentación en línea, agrupación y detección de errores.

Por qué necesitas el equilibrado

El sistema de archivos Btrfs utiliza un asignador de dos etapas. La primera etapa asigna grandes bloques para tipos de datos específicos (datos, metadatos, sistema). La segunda etapa asigna bloques más pequeños, como un sistema de archivos.

Sin embargo, puede suceder que un sistema de archivos se quede sin espacio para datos o metadatos y no pueda asignar un nuevo bloque.

Cómo realizar una prueba

Cuando tu sistema se queda sin espacio para crear nuevos bloques, la situación puede deteriorarse rápidamente. En ese caso, tienes que recurrir a la línea de comandos. Para comprobar si tu sistema se ha quedado sin espacio, puedes ejecutar el siguiente comando:

btrfs filesystem df PUNTO_DE_MONTAJE

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Donde PUNTO_DE_MONTAJE es el punto de montaje del sistema de archivos Btrfs. Si tu sistema de archivos Btrfs está montado en /data, ejecutarías el siguiente comando:

btrfs filesystem df /data

Deberías ver una línea de salida similar a esta:

Datos, sencillo: total=50.00GiB, usado=45GiB

En este ejemplo, tenemos 50 GB - 45 GB = 5 GB, lo que equivale al 90% de uso. En este caso, un equilibrado podría liberar espacio en el sistema de archivos.

Cómo equilibrar Btrfs

Cuando equilibras Btrfs, todo se pasa nuevamente por el asignador y se compactan los bloques. Si tienes dos bloques de metadatos que tienen un 45% de ocupación cada uno, después de ejecutar un equilibrado, tendrás solo un bloque de metadatos que estará lleno al 90%. El equilibrado luego eliminará los bloques recién vaciados para liberar espacio para la asignación de nuevos bloques.

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Esta es una tarea importante que puede evitarte muchos problemas. ¿Cómo ejecutas el equilibrado? Sigamos con nuestro ejemplo de /data. Supongamos que has descubierto que los bloques de metadatos de la partición de datos están llenos y necesitas ejecutar un equilibrado. Para hacerlo, ejecutarías el siguiente comando:

sudo btrfs balance /data

Aquí está la advertencia: El equilibrado puede llevar mucho tiempo, dependiendo de la cantidad de datos en la partición y del nivel de ocupación de los bloques, y posiblemente podría interrumpir las operaciones. Por esta razón, conviene ejecutar el equilibrado en un momento en que una interrupción no cause problemas.

Una vez que se complete el equilibrado, deberías ver algo como esto:

Hecho. Hubo que reubicar 12 de 12 bloques

Cuando veas eso, tu sistema de archivos Btrfs estará nuevamente equilibrado y no debería darte ningún problema, al menos en cuanto a la asignación de bloques. Ejecuta el comando nuevamente:

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btrfs filesystem df /data

Ahora deberías ver una diferencia mucho más aceptable entre el total y el uso.

También puedes ejecutar el equilibrado con el filtro de uso. Este filtro te permite aumentar o disminuir el filtro de uso, que equilibra solo grupos de bloques con un uso por debajo del porcentaje proporcionado. Por ejemplo, supongamos que deseas equilibrar solo los bloques con un uso inferior al 85%. Para hacerlo, ejecutarías el comando de equilibrado de la siguiente manera:

sudo btrfs balance start -dusage=85 /data

Por supuesto, en realidad es mucho más complicado que eso. En algunos círculos se dice que no se debe hacer un equilibrado manual, pero si te encuentras en una situación en la que Btrfs se ha quedado sin espacio para la asignación de bloques, es posible que no tengas otra opción.

Al menos ahora puedes evitar la molestia de un tiempo de inactividad en tu sistema Linux habilitado para Btrfs en el centro de datos.

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Como ocurre con todo, debes experimentar con el equilibrado de Btrfs en sistemas que no sean de producción. Una vez que comprendas cómo funciona esta herramienta y la hayas utilizado con éxito, podrás pasar a tus sistemas de producción.

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