19.4 通过 ZFS 启动环境实现多版本共存

借助 ZFS 启动环境，可在同一台机器上保留多个独立的系统版本，升级失败时无需重新安装即可回滚到先前状态，从而实现原子更新、多系统并存与快速回滚。本节所述方法仅适用于使用 ZFS 文件系统的系统。

警告

PkgBase 与 freebsd-update 不可混用。一旦将系统转换为 PkgBase，所有系统更新均应通过 pkg 包管理器进行，不得再使用 freebsd-update，否则可能导致系统组件冲突、文件损坏或系统无法启动。

创建启动环境 15.0-RELEASE

ZFS 启动环境（Boot Environment，BE）允许在系统中创建多个独立的系统环境，实现不同版本的共存与安全切换。以下操作将创建启动环境 15.0-RELEASE。

• 使用工具 bectl 创建启动环境 15.0-RELEASE：

# bectl create 15.0-RELEASE

注意

此处启动环境命名为 15.0-RELEASE，但当前系统仍为 14.3-RELEASE。

• 使用 bectl 检查启动环境：

$ bectl list # 显示所有启动环境
BE           Active Mountpoint Space Created
15.0-RELEASE -      -          176K  2025-12-05 22:27
default      NR     /          10.6G 2025-01-14 20:36

• 列出系统中所有 ZFS 文件系统及其属性：

# zfs list
NAME                      USED  AVAIL  REFER  MOUNTPOINT

……其他省略……

zroot/ROOT/15.0-RELEASE     8K  83.8G  10.6G  /

……其他省略……

其中 zroot/ROOT/15.0-RELEASE 一行即为新创建的启动环境。

将启动环境中的系统版本更新到 15.0-RELEASE

创建启动环境后，需要更新到目标版本。操作分为挂载、验证版本、转换为 PkgBase、升级四个步骤。

挂载启动环境 15.0-RELEASE

操作启动环境前，需先将其挂载至文件系统。首先创建临时目录：

• 创建一个临时目录，用于更新启动环境 15.0-RELEASE 中的系统

# mkdir /mnt/upgrade

/mnt/
└── upgrade/ # 启动环境挂载目录
    └── usr/
        └── local/
            └── etc/
                └── pkg/
                    └── repos/
                        └── FreeBSD-base.conf # PkgBase 源配置文件

• 将启动环境（实际上是一个数据集）15.0-RELEASE 挂载到指定路径

# bectl mount 15.0-RELEASE /mnt/upgrade
/mnt/upgrade

• 显示已挂载文件系统的磁盘使用情况：

# df
Filesystem              1K-blocks     Used    Avail Capacity  Mounted on

……其他省略……

zroot/ROOT/15.0-RELEASE  99036272 11132688 87903584    11%    /mnt/upgrade

……其他省略……

验证当前 FreeBSD 版本

该启动环境（ZFS 数据集）15.0-RELEASE 当前实际仍为 14.3-RELEASE，可使用 freebsd-version 验证：

在 /mnt/upgrade 环境中运行 freebsd-version：

# chroot /mnt/upgrade freebsd-version -kru
14.3-RELEASE
14.3-RELEASE
14.3-RELEASE

freebsd-version 参数解释：

参数	说明
-k	打印已安装内核的版本和补丁级别。不同于 uname(1)，如果新的内核已经安装但系统尚未重启，freebsd-version 会打印新内核的版本和补丁级别
-r	打印正在运行中的内核的版本和补丁级别。不同于 uname(1)，freebsd-version 不受环境变量影响
-u	打印已安装用户态的版本和补丁级别。这些信息在构建过程中会写入程序 freebsd-version 中

使用 PkgBase 将启动环境中的 14.3-RELEASE（系统版本）转换为 PkgBase

升级之前，需将传统的 FreeBSD 系统转换为 PkgBase 格式。PkgBase 是 FreeBSD 官方提供的基本系统打包方式，使用 pkg 包管理器管理系统组件。

升级方法参见 PkgBase 转换基本系统相关章节。

启动到启动环境 15.0-RELEASE

完成所有更新操作后，启动到新的启动环境验证结果。

• 在下次启动时进入启动环境 15.0-RELEASE

# bectl activate -t 15.0-RELEASE  # 在下次启动时进入启动环境 15.0-RELEASE
Successfully activated boot environment 15.0-RELEASE
for next boot

• 验证设置是否成功。列出系统中所有 ZFS 启动环境：

$ bectl list
BE                             Active Mountpoint   Space Created
15.0-RELEASE                   T      /mnt/upgrade 8.75G 2025-12-05 23:22
default                        NR     /            10.9G 2025-01-14 20:36

注意，这是一次性的（T），此处仅用于验证其是否能够正常启动。还需要回到当前的主系统 14.3-RELEASE 来更新 ZFS。

• 重启以进入启动环境 15.0-RELEASE

# reboot  # 重启以进入启动环境 15.0-RELEASE

• 验证版本：

$ freebsd-version -kru
15.0-RELEASE
15.0-RELEASE
15.0-RELEASE
$ bectl list
BE                             Active Mountpoint Space Created
15.0-RELEASE                   N      /          8.75G 2025-12-05 23:22
default                        R      -          10.9G 2025-01-14 20:36

由输出可知，已成功将启动环境 15.0-RELEASE 中的 FreeBSD 系统升级到 15.0-RELEASE，此时启动环境名称与实际版本一致。

R 意味着再次重启将回到启动环境 default（14.3-RELEASE）。

附录：永久性使用 15.0-RELEASE

前面已通过一次性启动环境完成验证。如果验证通过并且不需要再保留旧版本，可以将新环境设置为永久默认。

如果读者不需要多版本共存，并且验证过目前的环境满足需要，也可以将启动环境 15.0-RELEASE 设置为永久的：

# bectl activate 15.0-RELEASE

随后，读者也可以销毁不再需要的启动环境：

# bectl destroy 要销毁的启动环境名称

将参数 要销毁的启动环境名称 替换为命令 bectl list 输出中 BE 列对应的启动环境名称即可销毁。

将基本系统中的 ZFS 替换为 Ports 版本

需实现多版本共存的读者可直接重启，进入启动环境 default（14.3-RELEASE），升级 14.3-RELEASE 中的 OpenZFS 版本。升级细节参照其他相关章节。

警告

如不更新为 Ports 版本强行升级 ZFS 池/特性，将无法访问旧版系统。

参考文献

• vermaden. ZFS Boot Environments Explained[EB/OL]. [2026-03-25]. https://vermaden.wordpress.com/2025/11/25/zfs-boot-environments-explained/. 详细阐释 ZFS 启动环境的原理与实践，包含跨版本 ZFS 池兼容方案。
• FreeBSD Project. BootEnvironments[EB/OL]. [2026-03-25]. https://wiki.freebsd.org/BootEnvironments. FreeBSD 官方关于启动环境的 Wiki。
• FreeBSD Project. bectl(8)[EB/OL]. [2026-03-25]. https://man.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=bectl&sektion=8. ZFS 启动环境管理工具的官方技术规范。