实时备份工具之inotify+rsync

Posted 2020-10-30 linuxk

　　

　　1.inotify简介

　　inotify 是一个从 2.6.13 内核开始，对 Linux 文件系统进行高效率、细粒度、异步地监控机制， 用于通知用户空间程序的文件系统变化。可利用它对用户空间进行安全、性能、以及其他方面的监控。Inotify 反应灵敏，用法非常简单，并且比 cron 任务的繁忙轮询高效得多。如果内核版本不低于 2.6.13，系统就支持 inotify。 如果存在
/usr/include/sys/inotify.h 文件， 表明内核支持 inotify。

[[email protected] ~]#  ls -l /proc/sys/fs/inotify/     #列出文件目录，出现下面的内容，说明服务器内核支持inotify
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 13 05:39 max_queued_events
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 13 05:39 max_user_instances
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 13 05:39 max_user_watches

       2.inotify的作用

　　inotify 可以监控文件，也可以监控目录。当监控目录时，它可以同时监控目录及目录中的各子目录及文件的。此外， inotify 使用文件描述符作为接口，因而可以使用通常的文件 I/O 操作 select、 poll 和 epoll 来监视文件系统的变化。

　　

　　3.inotify实现数据实时同步原理

　　无论是手动执行 rsync 还是把 rsync 客户端发出的数据同步请求命令做成周期性任务计划， 每隔一段时间不管有没有数据变化都发出一次数据同步请求命令， 同步一次数据。 服务端和客户端都有时间差。所以， 使用内核提供的 inotify 机制，当数据发生改变时(删除、修改等)就触发 rsync 客户端发出数据 同步请求。 从而实现数据的实时传输。
rsync + inotify 机制实现的两台服务器数据同步如下图如示：

　　4.inotify的安装与使用

[[email protected] ~]# yum install -y inotify-tools
[[email protected] ~]# inotifywait -mrq --timefmt ‘%d%m%Y %H:%M‘ --format ‘%T %w%f‘ -e create /backup  #创建对目录/backup的监控
17102017 00:02 /backup/1.txt
17102017 00:02 /backup/2.txt
17102017 00:02 /backup/3.txt
17102017 00:02 /backup/4.txt
17102017 00:02 /backup/5.txt

　　5.inotify之inotifywait命令详解

参数详解：
-r：递归查询目录
-q：打印监控时间信息
-m：始终保持时间监听状态
--excludei： 排除文件或目录时，不区分大小写。
--timefmt： 指定时间输出的格式
--format： 打印使用指定的输出类似格式字符串
a、 %w：显示被监控文件的文件名；
b、 %f：如果发生某事件的对象是目录，则显示被监控目录的名字；默认显示为空串；
c、 %T：使用--timefmt 选项中自定义的时间格式；
d、 %e 表示发生的事件
e、 %Xe 事件以“X”分隔
-e：指定需要监控的事件
access： 文件或目录被读取
modify： 文件或目录内容被修改
attrib： 文件或目录属性被改变
close： 文件或目录封闭，无论读/写模式
open：文件或目录被打开
move_to：文件或目录被移动到另外一个目录
move：文件或目录被移动另一个目录或从另一个目录移动到当前目录
create：文件或目录被创建在当前目录
delete：文件或目录被删除
unmount：文件系统被卸载
常用组合：close_write,modify,delete,create,attrib 

　　6.编写监控脚本

[[email protected] scripts]# vim inotify.sh
#!/bin/bash
/usr/bin/inotifywait -mrq ‘%w%f‘ -e close_write,modify,delete,create /backup | while read line
do
cd /backup && rsync -azP ./ [email protected]192.168.0.175::backup/ --password-file=/etc/rsync.password >/dev/null 2>&1
done
exit 0
[[email protected] scripts]# sh inotify.sh &             #<==运行脚本监控/backup
[[email protected] scripts]# touch /backup/{1..10}.log           #<==NFS上创建文件进行测试    
[[email protected] backup]# ll                    #<==备份服务上查看是否备份成功   
total 4
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 10.log
drwxr-xr-x 2 rsync rsync 4096 Oct 12 21:43 192.168.0.165
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 1.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 2.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 3.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 4.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 5.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 6.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 7.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 8.log
-rw-r--r-- 1 rsync rsync    0 Oct 17 00:28 9.log
[[email protected] scripts]# echo "/bin/bash /server/scripts/inotify.sh &" >> /etc/rc.local  #<==设置开机启动

　　7.修改inotify默认参数（inotify默认内核参数值太小）

查看系统默认参数值
sysctl -a | grep max_queued_events
结果是：fs.inotify.max_queued_events = 16384
sysctl -a | grep max_user_watches
结果是：fs.inotify.max_user_watches = 8192
sysctl -a | grep max_user_instances
结果是：fs.inotify.max_user_instances = 128
修改参数：
sysctl -w fs.inotify.max_queued_events="99999999"
sysctl -w fs.inotify.max_user_watches="99999999"
sysctl -w fs.inotify.max_user_instances="65535"
vim /etc/sysctl.conf #添加以下代码
fs.inotify.max_queued_events=99999999
fs.inotify.max_user_watches=99999999
fs.inotify.max_user_instances=65535
:wq! #保存退出

参数说明：
max_queued_events：
inotify队列最大长度，如果值太小，会出现"** Event Queue Overflow **"错误，导致监控文件不准确
max_user_watches：
设置inotifywait或inotifywatch命令可以监视的文件数量（单进程）
max_user_instances：
每个用户创建inotify实例最大值
【inotify在实际生产环境中，对于50-200KB的文件，inotify的最发并发量为200-300，如果客户端写入速度大于这个量，将会造成短暂的延迟】

　　8.总结

1 rysnc+inotify实时备份流程：
2 a.实现从NFS客户端到rsync服务端的rsync的部署
3 b.实现从NFS客户端对NFS目录文件系统时间的实时监控
4 c.当监控到NFS目录文件系统事件变化后，触发rsync推送变化的文件

1 高并发数据实时同步方案：
2 （1）inotify(sersync)+rsync，是文件级别
3 （2）drbd文件系统级别，基于block块文件
4 （3）第三方软件的同步功能：
5 mysql同步，oracle，mongodb
6 （4）程序双写，直接写入两台服务器
7 （5）业务逻辑解决（读写分离，备读不到，读主）