Миграция с ext4 на Btrfs: пошагово

1. Введение: зачем переходить на Btrfs

Btrfs — это современная файловая система с поддержкой copy-on-write, снапшотов, встроенного сжатия и расширенных возможностей управления данными. В отличие от ext4, Btrfs предлагает более гибкие механизмы хранения, защиты и восстановления, что делает её идеальной для современных сценариев эксплуатации.

Переход на Btrfs становится особенно актуальным в следующих ситуациях:

В этой статье мы рассмотрим, как грамотно и безопасно перейти с ext4 на Btrfs, не потеряв данные и обеспечив стабильную работу системы.

2. Ограничения и риски миграции

Переход с ext4 на Btrfs — это не просто изменение параметров монтирования. Файловая система ext4 не поддерживает «на лету» конвертацию в btrfs, как, например, ext2 → ext3 или ext3 → ext4.

Это значит, что перед миграцией необходимо:

• 🗂️ Создать полный резервный архив всех данных с ext4-раздела (rsync, tar, btrfs send в будущем).
• 💾 Переформатировать раздел: использовать mkfs.btrfs с правильными опциями.
• 🔁 Восстановить данные из бэкапа на вновь созданную Btrfs-систему.

Эти ограничения делают миграцию чувствительной к ошибкам. Подходите к переходу на Btrfs осознанно, тестируйте на стенде и всегда имейте рабочий бэкап.

3. Подготовка к миграции

Перед форматированием и переходом на Btrfs важно грамотно подготовить систему: проверить исходный раздел, сохранить данные и учесть конфигурационные нюансы.

📍 Определение целевого раздела

Убедитесь, какой именно раздел используется под корневую файловую систему (/) или нужный каталог (/home, /data). Для этого можно использовать:

lsblk -f
mount | grep "^/dev"

🧪 Проверка целостности файловой системы ext4

Перед копированием данных обязательно проверьте исходную файловую систему на ошибки:

sudo fsck.ext4 /dev/sdX1

💾 Создание полного резервного копирования

Резервная копия должна быть сделана вне форматируемого раздела (например, на внешний диск, второй раздел или сетевой ресурс).

sudo rsync -aAXv /mnt/ext4/ /mnt/backup/

sudo tar -cpzf /mnt/backup/full-backup.tgz /

📦 Сохранение списка пакетов и конфигураций

Для удобства восстановления системы или переноса:

rpm -qa > installed-packages.txt

Для систем на базе Debian/Ubuntu: dpkg --get-selections > pkg-list.txt

3. Подготовка к миграции

Перед переходом с ext4 на Btrfs необходимо провести тщательную подготовку: определить целевой раздел, проверить целостность файловой системы и создать полную резервную копию всех данных и конфигураций.

📌 Определение целевого раздела

Сначала определите, какой раздел содержит систему, которую вы хотите перенести на Btrfs. Используйте команду:

lsblk -f

или:

findmnt /

Обратите внимание на файловую систему (ext4) и имя устройства (например, /dev/sda2).

🧪 Проверка целостности ext4

Перед копированием файлов нужно убедиться, что текущая файловая система не содержит ошибок:

sudo fsck.ext4 /dev/sdX1

💾 Создание полного резервного копирования

Все данные будут утеряны при форматировании, поэтому необходимо заранее сохранить всю важную информацию. Доступны два способа:

sudo rsync -aAXv /mnt/ext4/ /mnt/backup/

sudo tar -cpzf /mnt/backup/full-backup.tgz /

🗃️ Сохранение списка пакетов и конфигураций

Это поможет при последующей переустановке системы и ПО:

rpm -qa > installed-packages.txt

Для Debian-подобных дистрибутивов:

dpkg --get-selections > pkg-list.txt

4. Переформатирование раздела в Btrfs

После создания резервной копии можно приступить к переформатированию ext4-раздела в Btrfs. Это приведёт к удалению всех данных, поэтому убедитесь, что копия надёжно сохранена.

📤 Размонтирование целевого раздела

Перед форматированием необходимо размонтировать раздел, если он смонтирован:

sudo umount /dev/sdX1

Если раздел используется системой, это можно сделать из LiveCD или с другого загрузочного носителя.

💽 Форматирование в Btrfs

Выполните команду для создания новой файловой системы Btrfs на целевом разделе:

sudo mkfs.btrfs -f /dev/sdX1

• -f — принудительное форматирование, даже если на разделе есть данные;
• /dev/sdX1 — замените на имя вашего устройства.

⚙️ Дополнительные параметры (по желанию)

Вы можете указать дополнительные флаги для тонкой настройки:

sudo mkfs.btrfs -f -L rootfs -d single -m single /dev/sdX1

• -L rootfs — установка метки тома (полезно для fstab);
• -d single — одиночное (не RAID) хранение данных (по умолчанию, если один диск);
• -m single — одиночное размещение метаданных (также дефолт на одном устройстве).

После успешного форматирования раздел готов для монтирования, создания подтомов и восстановления данных.

5. Развёртывание данных из бэкапа

После форматирования раздела в Btrfs необходимо восстановить содержимое системы или данных из ранее созданной резервной копии. Это может быть архив tar или директория, скопированная через rsync.

📂 Монтирование нового Btrfs-раздела

Сначала смонтируйте новый раздел во временную точку:

sudo mount /dev/sdX1 /mnt

Если вы создавали подтомы — укажите нужный сабтом в параметрах монтирования (-o subvol=@).

♻️ Восстановление из rsync

Если бэкап был сделан с помощью rsync, используйте обратную команду для восстановления:

sudo rsync -aAXv /mnt/backup/ /mnt/

• -aAX — сохраняет права, владельцев, ACL, xattrs;
• -v — подробный вывод (опционально);
• /mnt/backup/ — путь до бэкапа;
• /mnt/ — путь, куда разворачиваем.

📦 Восстановление из tar-архива

Если вы сохранили систему в архив, разверните её в новый раздел так:

sudo tar -xpf full-backup.tgz -C /mnt

Флаги -xpf означают: eXtract, Preserve права, read From-файл.

🔍 Проверка после восстановления

Убедитесь, что восстановлены:

• Права доступа (ls -l), владельцы (chown);
• ACL и extended attributes (getfacl, getfattr);
• Символические ссылки, специальные файлы (через ls -l, file).

6. Настройка загрузки и fstab

После восстановления данных необходимо обновить конфигурацию монтирования и загрузчика, чтобы система корректно загружалась с нового Btrfs-раздела.

📁 Обновление /etc/fstab

Убедитесь, что в /etc/fstab указан актуальный UUID и параметры Btrfs. Пример записи для подтома @:

UUID=<новый_UUID>  /  btrfs  defaults,noatime,compress=zstd,subvol=@  0 1

• noatime — снижает количество лишних записей;
• compress=zstd — включение сжатия (можно заменить на lzo);
• subvol=@ — если вы используете подтом @ в качестве корня.

🔍 Проверка UUID

Для получения актуального UUID выполните:

sudo blkid /dev/sdX1

Замените /dev/sdX1 на ваш раздел, где теперь размещена файловая система Btrfs.

🧰 Обновление загрузчика GRUB

Чтобы загрузчик увидел новую файловую систему и корень, необходимо обновить конфигурацию GRUB:

sudo update-grub

sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

Также проверьте наличие initramfs и, при необходимости, пересоздайте его:

sudo update-initramfs -u  
sudo dracut -f              

7. Создание субтомов и снапшотов (опционально)

Одним из ключевых преимуществ Btrfs является возможность логического разделения файловой системы на субтомы (subvolumes). Это удобно для изоляции разных частей системы и управления снапшотами.

📁 Пример: создание субтомов

Смонтируйте корень и создайте подтомы для системы и данных:

sudo mount /dev/sdX1 /mnt
sudo btrfs subvolume create /mnt/@
sudo btrfs subvolume create /mnt/@home
sudo btrfs subvolume create /mnt/@log
sudo btrfs subvolume create /mnt/@cache

При необходимости создайте дополнительные подтомы под /opt, /srv и т. д.

🔁 Перемонтирование с подтомами

После переноса данных в нужные сабтомы, настройте /etc/fstab с параметром subvol= для каждого:

UUID=<uuid>  /       btrfs  defaults,noatime,compress=zstd,subvol=@       0 1
UUID=<uuid>  /home   btrfs  defaults,noatime,compress=zstd,subvol=@home   0 2
UUID=<uuid>  /var/log btrfs defaults,noatime,compress=zstd,subvol=@log    0 2
UUID=<uuid>  /var/cache btrfs defaults,noatime,compress=zstd,subvol=@cache 0 2

🕒 Настройка снапшотов (Snapper или Timeshift)

• Snapper: инструмент для системных снапшотов с поддержкой откатов и интеграцией с YaST/Zypper, apt/dnf.
• Timeshift: простой инструмент для десктопов с GUI, отлично работает с Btrfs под Ubuntu, Mint и Manjaro.

Перед использованием этих утилит важно, чтобы структура подтомов была согласована с требованиями выбранного инструмента.

8. Проверка и тестовый запуск

После завершения переноса данных, настройки fstab и загрузчика, выполните перезагрузку системы и убедитесь, что всё работает корректно.

🔁 Перезагрузка

Перезагрузите систему:

sudo reboot

🔍 Проверка после загрузки

• ✅ Убедитесь, что корень и подтомы смонтированы корректно:

  mount | grep btrfs

• 📊 Посмотреть использование пространства:

  btrfs filesystem df /

• 📂 Список всех подтомов:

  btrfs subvolume list /

9. Советы по оптимизации Btrfs

После успешной миграции на Btrfs рекомендуется провести дополнительную настройку для повышения производительности, надёжности и удобства обслуживания.

⚙️ Рекомендуемые опции монтирования (в fstab)

Добавьте или уточните параметры монтирования для каждого подтома:

UUID=xxxx-xxxx  /  btrfs  defaults,noatime,compress=zstd,autodefrag,subvol=@  0 1

• compress=zstd — эффективное и быстрое сжатие (можно заменить на lzo или zlib);
• autodefrag — автоматически дефрагментирует часто изменяемые файлы (например, логи, базы данных);
• noatime — снижает количество записей на диск.

🔄 Настройка регулярного btrfs scrub

Scrub — это проверка целостности данных и метаданных, аналог проверки с ECC:

sudo btrfs scrub start -Bd /

Чтобы запускать scrub ежемесячно, активируйте systemd-таймер:

sudo systemctl enable --now btrfs-scrub@-.timer

🕒 Инструменты для снапшотов и бэкапов

• Snapper: автоматическое создание снапшотов до/после обновлений, интеграция с dnf/apt/zypper.
• btrbk: инструмент для резервного копирования на основе снапшотов, поддерживает SSH, удалённые копии, ротацию.

📋 Мониторинг состояния устройства

Даже при использовании Btrfs, важно следить за состоянием диска (особенно SSD):

sudo smartctl -a /dev/sdX

Также полезно анализировать логи:

journalctl -u btrfs-scrub@-.service
dmesg | grep -i btrfs

10. Заключение

Миграция с ext4 на Btrfs требует внимательности, понимания и тестирования — но взамен вы получаете современную, гибкую и мощную файловую систему.

Тем не менее, ext4 остаётся надёжной, стабильной и проверенной временем файловой системой. Она отлично подходит для минималистичных, встраиваемых и критически стабильных систем, где "магия" не нужна.

Выбор между ext4 и Btrfs — это не вопрос «что лучше», а вопрос подходящей задачи. При правильной настройке Btrfs предлагает больше контроля, гибкости и современных возможностей.

📘 Приложение: пример /etc/fstab после миграции

UUID=xxxx-xxxx  /        btrfs  rw,noatime,compress=zstd,subvol=@        0 1
UUID=xxxx-xxxx  /home    btrfs  rw,noatime,compress=zstd,subvol=@home    0 2

Здесь предполагается, что вы создали подтомы @ (для /) и @home (для /home) при миграции.