inotify+rsync文件实时同步机制

文件实时同步机制

在生产环境中，有时会需要两台主机的特定目录实现实时同步。

实时同步技术介绍

方法：

• inotify + rsync 方式实现数据同步

• sersync 周洋在上述基础上二次开发的

原理：

• 利用监控服务(inotify)，监控服务器中特定目录的变化

• 发现目录变化后，利用rsync服务推送服务器上

实验开始前先关闭防火墙和selinux

systemctl stop firewalld
setenforce 0

rsync

简介

官方网站：https://rsync.samba.org/

英文全称为Remote synchronization服务软件，缩写rsync

Rsync是一款开源的、快速的 多功能的 可以实现全量以及增量的本地或者是远程的数据同步（拷贝）备份的优秀工具

rsync是linux系统下的数据镜像备份工具。使用快速增量备份工具Remote Sync可以远程同步，支持本地复制，或者与其他SSH、rsync主机同步。

目前，已支持跨平台，可以在Windows与Linux间进行数据同步.

特性

rsync支持很多特性：

• 可以镜像保存整个目录树和文件系统文件系统。

• 可以很容易做到保持原来文件的权限、时间、软硬链接等等。

• 无须特殊权限即可安装。

• 快速：第一次同步时 rsync会复制全部内容，但在下一次只传输修改过的文件。rsync在传输数据的过程中可以实行压缩及解压缩解压缩)操作，因此可以使用更少的带宽。

• 安全：可以使用scp、ssh等方式来传输文件，当然也可以通过直接的socket连接。

• 支持匿名传输，以方便进行网站镜像。

总结：一个rsync命令相当于scp、cp、rm命令，但是rsync命令比scp、cp、rm命令更胜一筹。

rsync工作方式

一般来说，rsync大致使用三种工作方式来传输数据，分别为：

1. 本地文件系统上实现同步；单个主机本地之间的数据传输（此时类似于cp命令的功能）

2. 本地主机使用远程shell和远程主机通信；借助rcp,ssh等通道来传输数据（此时类似于 scp命令的功能）

3. 本地主机通过网络套接字连接远程主机上的rsync daemon；以守护进程（socket）的方式传输数据（这个是rsync自身的重要的功能）

rsync的安装

#安装rsync命令 
[root@node1 ~]# yum -y install rsync 
#安装成功 
[root@node1 ~]# which rsync 
/usr/bin/rsync

rsync的命令格式

#Rsync的命令格式常用的有以下三种：
    rsync [OPTION]... SRC DEST
    
    rsync [OPTION]... SRC [USER@]HOST:DEST
    rsync [OPTION]... [USER@]HOST:SRC DEST
    
    rsync [OPTION]... SRC [USER@]HOST::DEST
    rsync [OPTION]... [USER@]HOST::SRC DEST
    或者
    rsync [OPTION]... SRC rsync://[USER@]HOST/DEST
    rsync [OPTION]... rsync://[USER@]HOST/SRC DEST    
​
#对应于以上三种命令格式，rsync有三种不同的工作模式：
#1）拷贝本地文件。当SRC和DES路径信息都不包含有单个冒号":"分隔符时就启动这种工作模式.
#命令示例
[root@localhost ~]# rsync -avz abc /opt/123
#2）使用一个远程shell程序(如rsh、ssh)来实现将本地机器的内容拷贝到远程机器。当DST路径地址包 \
#含单个冒号":"分隔符时启动该模式。
#命令示例
[root@localhost ~]# ssh root@192.168.110.10 'ls -l /root'
#3)使用一个远程shell程序(如rsh、ssh)来实现将远程机器的内容拷贝到本地机器。当SRC地址路径 \
​

参数详解：

-v, --verbose         详细模式输出
-q, --quiet           精简输出模式
-c, --checksum        打开校验开关，强制对文件传输进行校验
-a, --archive         归档模式，表示以递归方式传输文件，并保持所有文件属性，等于-rlptgoD
-r, --recursive       对子目录以递归模式处理
-R, --relative        使用相对路径信息
-b, --backup          创建备份，也就是对于目的已经存在有同样的文件名时，将老的文件重新命名为~filename。可以使用--suffix选项来指定不同的备份文件前缀。
--backup-dir          将备份文件(如~filename)存放在在目录下。
-suffix=SUFFIX        定义备份文件前缀
-u, --update          仅仅进行更新，也就是跳过所有已经存在于DST，并且文件时间晚于要备份的文件。(不覆盖更新的文件)
-l, --links           保留软链结
-L, --copy-links      像对待常规文件一样处理软链接
--copy-unsafe-links   仅仅拷贝指向SRC路径目录树以外的链接
--safe-links          忽略指向SRC路径目录树以外的链接
-H, --hard-links      保留硬链接
-p, --perms           保持文件权限
-o, --owner           保持文件属主信息
-g, --group           保持文件属组信息
-D, --devices         保持设备文件信息
-t, --times           保持文件时间信息
-S, --sparse          对稀疏文件进行特殊处理以节省DST的空间
-n, --dry-run         显示哪些文件将被传输
-W, --whole-file      拷贝文件，不进行增量检测
-x, --one-file-system 不要跨越文件系统边界
-B, --block-size=SIZE 检验算法使用的块尺寸，默认是700字节
-e, --rsh=COMMAND     指定使用rsh、ssh方式进行数据同步
--rsync-path=PATH     指定远程服务器上的rsync命令所在路径信息
-C, --cvs-exclude     使用和CVS一样的方法自动忽略文件，用来排除那些不希望传输的文件
--existing            仅仅更新那些已经存在于DST的文件，而不备份那些新创建的文件
--delete              删除那些DST中SRC没有的文件
--delete-excluded     同样删除接收端那些被该选项指定排除的文件
--delete-after        传输结束以后再删除
--ignore-errors       即使出现IO错误也进行删除
--max-delete=NUM      最多删除NUM个文件
--partial             保留那些因故没有完全传输的文件，以是加快随后的再次传输
--force               强制删除目录，即使不为空
--numeric-ids         不将数字的用户和组ID匹配为用户名和组名
--timeout=TIME        IP超时时间，单位为秒
-I, --ignore-times    不跳过那些有同样的时间和长度的文件
--size-only           当决定是否要备份文件时，仅仅察看文件大小而不考虑文件时间
--modify-window=NUM   决定文件是否时间相同时使用的时间戳窗口，默认为0
-T --temp-dir=DIR     在DIR中创建临时文件
--compare-dest=DIR    同样比较DIR中的文件来决定是否需要备份
-P                    等同于 --partial
--progress            显示备份过程
-z, --compress        对备份的文件在传输时进行压缩处理
--exclude=PATTERN     指定排除不需要传输的文件模式
--include=PATTERN     指定不排除而需要传输的文件模式
--exclude-from=FILE   排除FILE中指定模式的文件
--include-from=FILE   不排除FILE指定模式匹配的文件
--version             打印版本信息
--address             绑定到特定的地址
--config=FILE         指定其他的配置文件，不使用默认的rsyncd.conf文件
--port=PORT           指定其他的rsync服务端口
--blocking-io         对远程shell使用阻塞IO
-stats                给出某些文件的传输状态
--progress            在传输时显示传输过程
--log-format=formAT   指定日志文件格式
--password-file=FILE  从FILE中得到密码
--bwlimit=KBPS        限制I/O带宽，KBytes per second
-h, --help            显示帮助信息

rsync三种工作方式的配置和使用

模式一 本地模式

#命令格式
rsync [OPTION…] SRC… [DEST]

模式二 通过远程shell访问

#命令格式
拉取pull：
rsync [OPTION…] [USER@]HOST:SRC… [DEST]
​
推送push：
rsync [OPTION…] SRC… [USER@]HOST:DEST
​
#注意：访问端和被访问端都需要安装rsync命令
​
#说明：在传递文件的时候，会首先对比源和目的下的文件的特征码，只有当特征码不同的时，才会进行传递
​
#重点说明！！！：工作中通常都是用rsync+ssh密钥认证方式，目的是为了用免密码登录

#使用该工作方式和计划任务实现同步
#设置密钥登录
[root@backup ~]# ssh-keygen
[root@backup ~]# ssh-copy-id root@10.0.0.13
​
#实现文件拷贝
rsync -aq --delete root@10.0.0.13:/home ./
​
#创建计划任务
cront -e
* * * * * rsync -aq --delete root@10.0.0.13:/home ./ &>/dev/null

模式三 守护进程模式 rsync-daemon

守护进程模式可以进行异地实时同步；

与上面前两种模式对比，就要复杂很多了，但是功能也更加强大

此时rsync作为服务运行

服务文件：/usr/lib/systemd/system/rsyncd.service

配置文件：/etc/rsyncd.conf

端口：873/tcp

rsync-daemon 模式的使用

#运行rsync-daemon
[root@backup ~]# rsync --daemon
#如果没有/etc/rsyncd.conf 这个文件会报错 只需要touch 就可以了
​
#将rsync用做服务 自启动
yum -y install rsync-daemon
#之后就能用systemctl 管理 rsync服务了
​
#现在客户端通过rsync连接服务器端 是没有任何显示的 因为还没有配置路径
vim /etc/rsyncd.conf
#写入下列内容
log file = /var/log/rsyncd.log    # 日志文件位置，启动rsync后自动产生这个文件，无需提前创建
pid file = /var/run/rsyncd.pid     # pid文件的存放位置
lock file = /var/run/rsync.lock   # 支持max connections参数的锁文件
secrets file = /etc/rsync.pass    # 用户认证配置文件，里面保存用户名称和密码，必须手动创建这个文件
​
[backup]     # 自定义同步名称
path = /home/backup          # rsync目标服务器数据存放路径，源服务器的数据将同步至此目录
comment = sync etc from client
uid = root        # 设置rsync运行权限为root
gid = root        # 设置rsync运行权限为root
port = 873        # 默认端口
ignore errors     # 表示出现错误忽略错误
use chroot = no       # 默认为true，修改为no，增加对目录文件软连接的备份
read only = no    # 设置rsync源服务器为读写权限
list = no     # 不显示rsync源服务器资源列表
max connections = 200     # 最大连接数
timeout = 600     # 设置超时时间
auth users = lvye        # 执行数据同步的用户名，可以设置多个，用英文状态下逗号隔开
​
# 无注释形式
path = /home/backup
comment = sync etc from client
uid = root
gid = root
port = 873
ignore errors
use chroot = no
read only = no
list = no
max connections = 200
timeout = 600
auth users = lvye
​
#服务器生成验证文件
[root@backup ~]# echo "lvye@12345" > /etc/rsync.pas
[root@backup ~]# chmod 600 /etc/rsync.pas
​
#重启rsync
systemctl restart rsyncd
​
#rsync客户端生成验证文件
[root@data ~]# echo "614811" > /etc/rsync.pas
[root@data ~]# chmod 600 /etc/rsync.pas
​
#测试连接
rsync /etc/passwd rsync://10.0.0.14/backup

inotify

简介

Inotify是一种强大的，细粒度的。异步的文件系统事件监控机制，linux内核从2.6.13起，加入了 Inotify支持，通过Inotify可以监控文件系统中添加、删除，修改、移动等各种事件,利用这个内核接口，第三方软件就可以监控文件系统下文件的各种变化情况，而 inotify-tools 正是实施这样监控的软件。

#查看内核是否支持inotify
grep -i inotify /boot/config-$(uname -r)
CONFIG_INOTIFY_USER=y

inotify实际是一种事件驱动机制，它为应用程序监控文件系统事件提供了实时响应事件的机制，而无须通过诸如cron等的轮询机制来获取事件。cron等机制不仅无法做到实时性，而且消耗大量系统资源。相比之下，inotify基于事件驱动，可以做到对事件处理的实时响应，也没有轮询造成的系统资源消耗，是非常自然的事件通知接口，也与自然世界事件机制相符合。

#实现inotify的几款软件
inotify-tools，sersync，lrsyncd

# 在没有安装inotify软件之前，应该有这三个文件
[root@data data]# ll /proc/sys/fs/inotify/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 12 11:38 max_queued_events
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 12 11:38 max_user_instances
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 12 11:38 max_user_watches
​
#上述三个文件的说明
max_queued_events   16384   设置inotify实例事件（event）队列可容纳的事件数量，推荐修改为更大值
max_user_instances  128     设置每个用户可以运行的inotifywait或inotifywatch命令的进程数
max_user_watches    8192    设置inotifywait或inotifywatch命令可以监视的文件数量（单进程），推荐修改为更大值
​
# 修改数值方法
[root@data data]# vim /etc/sysctl.conf
fs.inotify.max_queued_events=100000
fs.inotify.max_user_watches=100000
[root@data data]# sysctl -p
[root@data data]# cat /proc/sys/fs/inotify/max_queued_events
100000
​

inotify-tools工具

inotify-tools参考文档：首页 ·inotify-tools/inotify-tools Wiki ·GitHub

安装inotify-tools：基于epel源

yum install -y epel-release && yum update
yum -y install inotify-tools

inotify-tool包主要工具

inotifywait（主要）

　在被监控的文件或目录上等待特定文件系统事件（open close delete等）发生，执行后处于阻塞状态，适合在shell脚本中使用

inotifywatch：

　　收集被监控的文件系统使用的统计数据，指文件系统事件发生的次数统计。

　　说明：在实时实时同步的时候，主要是利用inotifywait对目录进行监控

inotifywait

格式：

inotifywait [option] file1 file2 file3 ...

常用选项：

-m, --monitor           始终保持事件监听
-d, --daemon            以守护进程的方式执行，和-m相似
-r, --recursive         递归监控目录数据信息变化
-q, --quiet             输出少量时间信息
--exclude <pattern>     排除文件或目录
--excludei <pattern>    排除文件或目录时，不区分大小写
-o, --outfile <file>    打印事件到文件中，相当于标准正确输出
-s, --syslog            发送错误到syslog相当于标准错误输出
--timefmt <fmt>         指定时间输出格式
--format <fmt>          打印使用指定的输出类似格式字符串；即实际监控输出内容
-e                      指定监听指定的事件，如果省略，表示所有事件都进行监听

-e 参数可以指定的事件类型

access              文件或目录内容被读取
modify              文件或目录内容被写入
attrib              文件或目录属性改变
close_write         文件或目录关闭，在写入模式打开之后关闭的。
close_nowrite       文件或目录关闭，在只读模式打开之后关闭的
close               文件或目录关闭，不管读或是写模式
open                文件或目录被打开
moved_to            文件或目录被移动到监控的目录中
moved_from          文件或目录从监控的目录中被移动
move                文件或目录不管移动到或是移出监控目录都触发事件
create              文件或目录创建在监控目录中
delete              文件或目录被删除在监控目录中
delete_self         文件或目录被删除，目录本身被删除
unmount             取消挂载

--format <fmt>格式定义参数

%w          事件出现时，监控文件或目录的名称信息,相当于dirname
%f          事件出现时，将显示监控目录下触发事件的文件或目录信息，否则为空，相当于filename
%e          显示发生的事件信息，不同的事件信息用逗号进行分隔
%Xe         显示发生的事件信息，不同的事件信息有x进行分隔，不指定为逗号
%T          输出时间格式中定义的时间格式信息，通过 --timefmt option 语法格式指定时间信息，这个格式是通过strftime函数进行匹配时间格式信息的

--timefmt <fmt>时间格式参数

%y  年份信息，显示信息为十进制，并且没有世纪信息
%Y  年份信息，显示信息为十进制，并且包含世纪信息
%m  显示月份，显示信息为十进制（范围 01-12 )
%d  每月的第几天，显示倍息为十进制数（范围是 01-31 )
%H  小时信息，显示信息为十进制，使用 24小时制（范围 00-23 )
%M  显示分钟，显示信息为十进制（范围 00-59 )
%S  显示秒（范围 0-60）

范例：

#1. 监控一次性事件
inotifywait /home/data
​
#2.持续前台监控并按格式输出
inotifywait -mr --timefmt "%Y-%m-%d %H:%M:%S " --format "%T%w%f event: %;e" /home/data
​
#3.持续后台监控，并记录日志
inotifywait -o /home/inotify.log -drq --timefmt "%Y-%m-%d %H:%M:%S" --format "%T %w%f event: %;e" /home/data
​
#4.持续前台监控特定事件
inotifywait -mrq /home/data --timefmt "%Y-%m-%d %H:%M:%S" --format "%T %w%f event: %;e"  -e creat,delete,move,close_write,attrib

实现数据的实时同步

编写脚本实现数据同步

注意：此脚本执行前先确保两主机初始数据处于同步状态，此脚本实现后续的数据同步

#!/bin/bash
SRC='/home/data/'
DEST='10.0.0.14::backup'
​
inotifywait -mrq ${SRC} --timefmt "%Y-%m-%d %H:%M:%S" --format "%T %w %f"      -e create,delete,move,close_write,attrib | while read DATE TIME DIR FIL    E;do
FILEPATH=${DIR}${FILE}
    rsync -az --delete $SRC $DEST && echo "${DATE}${TIME} file ${FILEPA    TH} was backuped up via rsync" >> /var/log/backup.log
done
​

测试

dd if=/dev/zero bs=1024 count=1000000 of=/home/data/1Gb.file