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inotify+rsync实现实时同步

惨绿少年

发布于 2017-12-27 08:01:39

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第1章数据实时同步介绍

1.1 什么是实时同步：如何实现实时同步

A. 要利用监控服务（inotify），监控同步数据服务器目录中信息的变化

B. 发现目录中数据产生变化，就利用rsync服务推送到备份服务器上

1.2 实现实时同步的方法

inotify+rsync 方式实现数据同步

sersync 方式实现实时数据同步

1.2.1 实时同步原理介绍

1.3 inotify+rsync 方式实现数据同步

1.3.1 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。国人周洋在金山公司也开发了类似的实时同步软件sersync。

提示信息：

sersync软件实际上就是在 inotify软件基础上进行开发的，功能要更加强大些，多了定时重传机制，过滤机制了提供接口做 CDN，支持多线程橾作。

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。

inotify的实现有几款软件：

inotify-tools，sersync，lrsyncd

1.3.2 inotify+rsync使用方式

inotify 对同步数据目录信息的监控

rsync 完成对数据信息的实时同步

利用脚本进行结合

1.4 部署inotify软件的前提

需要2.6.13以后内核版本才能支持inotify软件。2.6.13内核之后版本，在没有安装inotify软件之前，应该有这三个文件。

[root@backup ~]# ll /proc/sys/fs/inotify/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 17 10:12 max_queued_events
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 17 10:12 max_user_instances
-rw-r--r-- 1 root root 0 Oct 17 10:12 max_user_watches

1.4.1 三个重要文件的说明

文件	默认值	作用说明
max_user_watches	8192	设置inotifywait或inotifywatch命令可以监视的文件数量（单进程）
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_queued_events	16384	设置inotify实例事件（event）队列可容纳的事件数量

1.4.2 【服务优化】可以将三个文件的数值调大，监听更大的范围

1.4.3 【官方说明】三个重要文件

[root@nfs01 ~]# man proc
/proc/sys/fs/inotify (since Linux 2.6.13)
       This   directory   contains    files    max_queued_events,
       max_user_instances, and max_user_watches, that can be used
       to limit the amount of kernel memory consumed by the  inotify interface. 
for further details, see inotify(7).

通过man手册的第7级别中查到 inotify的默认文件的详细说明。

[root@nfs01 ~]# man 7 inotify
/proc/sys/fs/inotify/max_queued_events
       The  value  in this file is used when an application calls
       inotify_init(2) to set an upper limit  on  the  number  of
       events  that  can  be  queued to the corresponding inotify
       instance.  Events in excess of this limit are dropped, but
       an IN_Q_OVERFLOW event is always generated.
 
/proc/sys/fs/inotify/max_user_instances
       This  specifies  an  upper  limit on the number of inotify
       instances that can be created per real user ID.
 
/proc/sys/fs/inotify/max_user_watches
       This specifies an upper limit on  the  number  of  watches
       that can be created per real user ID.

1.5 inotify软件介绍及参数说明

1.5.1 两种安装方式

1） yum install -y inotify-tools

2）手工编译安装

注：

YUM 安装需要有epel源

http://mirrors.aliyun.com

手工编译安装方式需要到github上进行下载软件包

inotify软件的参考资料链接：

https://github.com/rvoicilas/inotify-tools/wiki

1.5.2 inotify主要安装的两个软件

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

1.5.3 inotifywait命令参数说明

参数	含义
-m, --monitor （重要参数）	Keep listening for events forever. Without this option, inotifywait will exit after one event is received. 始终保持事件监听。
-d, --daemon	111
-r, --recursive （重要参数）	Watch all subdirectories of any directories passed as arguments. 递归监控目录数据信息变化
-o, --outfile <file>	Print events to <file> rather than stdout. 打印事件到文件中，相当于标准正确输出
-s, --syslog	Output errors to syslog(3) system log module rather than stderr. 发送错误到syslog相当于标准错误输出
-q, --quiet （重要参数）	If specified once, the program will be less verbose. Specifically, it will not state when it has completed establishing all inotify watches. 输出信息少（只打印事件信息）
--exclude <pattern>	Exclude all events on files matching the extended regular expression <pattern>. 排除文件或目录
--excludei <pattern>	Like --exclude but case insensitive. 排除文件或目录时，不区分大小写
--timefmt <fmt> （重要参数）	Print using a specified printf-like format string; read the man page for more details. 指定时间输出格式
--format <fmt> （重要参数）	Print using a specified printf-like formatstring; read the man page for more details. 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 （重要参数）	Listen for specific event(s). If omitted, all events are listened for. 指定监听指定的事件，如果省略，表示所有事件都进行监听
以上的信息可以通过 inotifywait --help 获得

1.5.4 -e[参数] 可以指定的事件类型

事件名称	事件说明
access	file or directory contents were read 文件或目录内容被读取
modify	file or directory contents were writterv 文件或目录内容被写入
attrib	file or directory attributes changed 文件或目录属性改变
close_write （重要参数）	file or directory closed, after being opened in writeable mode. 文件或目录关闭，在写入模式打开之后关闭的。
close_nowrite	file or directory closed, after being opened in read-only mode. 文件或目录关闭，在只读模式打开之后关闭的
close	file or directory closed, regardless of read/write mode 文件或目录关闭，不管读或是写模式
open	file or directory opened 文件或目录被打开
moved_to 拉	file or directory moved to watched directory 文件或目录被移动到监控的目录中
moved_from 推	file or directory moved from watched directory 文件或目录被移动从监控的目录中
move （重要参数）	file or directory moved to or from watched directory 文件或目录不管移动到或是移出监控目录都触发事件
create （重要参数）	file or directory created within watched directory 文件或目录创建在监控目录中
delete （重要参数）	file or directory deleted within watched directory 文件或目录被删除在监控目录中
delete_self	file or directory was deleted 文件或目录被删除，目录本身被删除
unmount	file system containing file or directory unmounted
以上的信息可以通过 inotifywait --help 获得

1.5.4.1 【实例】inotifywait监控中的事件测试

1、创建事件

[root@nfs01 data]# touch test2.txt
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e create
17-10-17 11:19 /data/test2.txt 事件信息: CREATE

2、删除事件

[root@nfs01 data]# \rm -f test1.txt
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e delete
17-10-17 11:28 /data/test1.txt 事件信息: DELETE

3、修改事件

[root@nfs01 data]# echo "132" > test.txt
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e close_write
17-10-17 11:30 /data/test.txt 事件信息: CLOSE_WRITE,CLOSE

4、移动事件 moved_to

[root@nfs01 data]# mv /etc/hosts .
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e moved_to
17-10-17 11:33 /data/hosts 事件信息: MOVED_TO

移动事件 moved_from

[root@nfs01 data]# mv ./hosts  /tmp/
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e moved_from
17-10-17 11:34 /data/hosts 事件信息: MOVED_FROM

1.5.5 inotifywait 参数 --format <fmt>格式定义参数

命令参数	参数说明
%w（重要参数）	事件出现时，监控文件或目录的名称信息
%f（重要参数）	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
%e（重要参数）	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，可以修改X为指定分隔符
%T（重要参数）	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
以上的信息可以通过 inotifywait --help 获得

1.5.6 inotifywait 参数--timefmt <fmt>时间格式参数

命令参数	参数说明
%d（重要参数）	The day of the month as a decimal number(range 01 to 31) 每月的第几天，显示倍息为十进制数（范围是 01-31 )
%m（重要参数）	The month as a decimal number (range 01 to 12). 显示月份，显示信息为十进制（范围 01-12 )
%M	The minute as a decimal number (range 00 to 59). 显示分钟，显示信息为十进制（范围 00-59 )
%y（重要参数）	The year as a decimal number without a century (range 00 to 99). 年份信息，显示信息为十进制，并且没有世纪信息
%Y	The year as a decimal number including the century. 年份信息，显示信息为十进制，并且包含世纪信息
%H	The hour as a decimal number using a 24-hour clock (range 00 to 23). 小时信息，显示信息为十进制，使用 24小时制（范围 00-23 )
说明：以上信息可以通过 man strftime信息获取

1.5.6.1 修改输出的日期格式

[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d/%m/%y %H:%M" --format "%T %w%f"
17/10/17 11:12 /data/test1.txt

1.5.7 -e[参数] 重要监控事件参数汇总表：

重要事件	包含事件	备注说明
close	close_write close_nowrite	文件或目录关闭，不管读或是写模式即包含写关闭与读关闭
close_write	create	包含文件创建事件，但不包含目录创建事件
move	moved_to moved_from	文件或目录不管移动到或是移动出监控目录都触发事件即包含信息移入或移出监控目录事件
重要参数汇总：根据以上说明，在实际使用时，只要监控以下事件即可 create 创建、 delete 删除、 movedjto 移入、 close_write 修改 inotifywait -mrq /data --format "%w%f" -e create,delete,moved_to,close_write

1.6 对inotifywait命令的测试

对inotifywait命令测试的说明：

需要打开两个连接窗口

1窗口运行inotifywait

2窗口对文件夹进行操作，可在一窗口中查看出inotifywait的监控记录

1.6.1 、创建文件的逻辑↓

[root@nfs01 ~]# inotifywait /data
Setting up watches.
Watches established.
/data/ CREATE test1.txt
/data/ OPEN test1.txt
/data/ ATTRIB test1.txt
/data/ CLOSE_WRITE,CLOSE test1.txt
创建文件，inotifywait显示创建文件的过程↑
[root@nfs01 data]# touch test1.txt

1.6.2 创建目录逻辑↓

[root@nfs01 data]# mkdir testdir
[root@nfs01 ~]#
/data/ CREATE,ISDIR testdir

1.6.3 监控子目录下的文件↓

[root@nfs01 data]# touch  testdir/test01.txt
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data
/data/testdir/ OPEN test01.txt
/data/testdir/ ATTRIB test01.txt
/data/testdir/ CLOSE_WRITE,CLOSE test01.txt

1.6.4 sed命令修改逻辑

[root@nfs01 data]# sed 's#132#123#g' test.txt -i
 
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq  /data --timefmt "%d-%m-%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e moved_from
 /data/test.txt 事件信息: OPEN
 /data/sedDh5R8v 事件信息: CREATE
 /data/sedDh5R8v 事件信息: OPEN
 /data/test.txt 事件信息: ACCESS
 /data/sedDh5R8v 事件信息: MODIFY
 /data/sedDh5R8v 事件信息: ATTRIB
 /data/sedDh5R8v 事件信息: ATTRIB
 /data/test.txt 事件信息: CLOSE_NOWRITE,CLOSE
 /data/sedDh5R8v 事件信息: CLOSE_WRITE,CLOSE
 /data/sedDh5R8v 事件信息: MOVED_FROM
 /data/test.txt 事件信息: MOVED_TO

sed命令替换逻辑 ：

01. 创建临时文件

02. 将原文件内容放置到临时文件中，修改替换临时文件中的内容，原有文件不做改动

03. 重命名临时文件，覆盖原文件

1.6.5 inotifywait监控中 -e 的参数使用

inotifywait -mrq /data --timefmt "%d/%m/%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e" -e create

说明：表示只监听create事件

inotifywait -mrq /data --timefmt "%d/%m/%y %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %e"

说明：不指定-e参数，表示监听所有事件

02. 删除事件delete

    # inotifywait -mrq /data --timefmt "%F %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %@e" -e delete
    2017-10-17 11:28 /data/02.txt 事件信息: DELETE
    2017-10-17 11:28 /data/03.txt 事件信息: DELETE
    2017-10-17 11:28 /data/04.txt 事件信息: DELETE

03. 修改事件close_write

  # inotifywait -mrq /data --timefmt "%F %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %@e" -e delete,close_write
    2017-10-17 11:30 /data/oldgirl.txt 事件信息: CLOSE_WRITE@CLOSE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swx 事件信息: CLOSE_WRITE@CLOSE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swx 事件信息: DELETE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swp 事件信息: CLOSE_WRITE@CLOSE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swp 事件信息: DELETE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swp 事件信息: CLOSE_WRITE@CLOSE
    2017-10-17 11:30 /data/.oldgirl.txt.swp 事件信息: DELETE

04. 移动事件moved_to

    inotifywait -mrq /data --timefmt "%F %H:%M" --format "%T %w%f 事件信息: %@e" -e delete,close_write,moved_to
    2017-10-17 11:34 /data/hosts 事件信息: MOVED_TO

1.7 实时同步命令参数示意图

第2章 inotify+rsync实时同步服务部署

2.1 第一个里程碑：部署rsync服务

2.1.1 rsync服务端部署

1)软件是否存在

[root@backup ~]# rpm -qa |grep rsync
rsync-3.0.6-12.el6.x86_64

需求：查询到某个命令非常有用。但是不知道属于哪个软件包

yum provides rysnc

provides Find what package provides the given value

2)进行软件服务配置

[root@backup ~]# vim /etc/rsyncd.conf
uid = rsync
gid = rsync
use chroot = no
max connections = 200
timeout = 300
pid file = /var/run/rsyncd.pid
lock file = /var/run/rsync.lock
log file = /var/log/rsyncd.log
ignore errors
read only = false
list = false
hosts allow = 172.16.1.0/24
auth users = rsync_backup
secrets file = /etc/rsync.password

[backup]
comment = "backup dir by oldboy"
path = /backup

[nfsbackup]
comment = "nfsbackup dir by hzs"
path = /nfsbackup

3)创建rsync管理用户

[root@backup ~]# useradd -s /sbin/nologin -M rsync

[root@backup ~]# mkdir /nfsbackup/
[root@backup ~]# chown -R rsync.rsync /nfsbackup/

5)创建认证用户密码文件并进行授权600

echo "rsync_backup:oldboy123" >>/etc/rsync.password
chmod 600 /etc/rsync.password

6)启动rsync服务

rsync --daemon

至此服务端配置完成

[root@backup ~]# ps -ef |grep rsync
root       2076      1  0 17:05 ?        00:00:00 rsync --daemon
root       2163   1817  0 17:38 pts/1    00:00:00 grep --color=auto rsync

2.1.2 rsync客户端配置

1)软件是否存在

[root@backup ~]# rpm -qa |grep rsync
rsync-3.0.6-12.el6.x86_64

2)创建安全认证文件，并进行修改权限600

echo "oldboy123" >>/etc/rsync.password
chmod 600 /etc/rsync.password

3) 测试数据传输

[root@nfs01 sersync]# rsync -avz /data  rsync_backup@172.16.1.41::nfsbackup  --password-file=/etc/rsync.password
sending incremental file list
data/
data/.hzs
data/.tar.gz
data/.txt

2.2 第二个里程碑：部署inotify服务

首先先确认是否有epel源用来安装inotify-tools软件

[root@nfs01 ~]# yum repolist
Loaded plugins: fastestmirror, security
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.aliyun.com
 * epel: mirrors.aliyun.com
 * extras: mirrors.aliyun.com
 * updates: mirrors.aliyun.com
repo id  repo name                                       status
base     CentOS-6 - Base - mirrors.aliyun.com             6,706
epel     Extra Packages for Enterprise Linux 6 - x86_64  12,401
extras   CentOS-6 - Extras - mirrors.aliyun.com              46
updates  CentOS-6 - Updates - mirrors.aliyun.com            722
repolist: 19,875

2.2.1 安装inotify软件

两种安装方式

1） yum install -y inotify-tools

2）手工编译安装

注：

手工编译安装方式需要到github上进行下载软件包

inotify软件的参考资料链接：

https://github.com/rvoicilas/inotify-tools/wiki

2.2.2 查看inotify安装上的两个命令(inotifywait,inotifywatch)

[root@nfs01 ~]# rpm -ql inotify-tools
/usr/bin/inotifywait      #主要
/usr/bin/inotifywatch

2.2.2.1 inotifywait和inotifywatch的作用：

一共安装了2个工具（命令），即inotifywait和inotifywatch
inotifywait : 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：yum安装后可以直接使用，如果编译安装需要进入到相应软件目录的bin目录下使用
 
#命令 man手册说明
# man inotifywait
inotifywait - wait for changes to files using inotify

使用inotify进行监控，等待产生变化的文件信息
# man inotifywatch
inotifywatch - gather filesystem access statistics using inotify
使用inotify进行监控，收集文件系统访问统计佶息

2.3 第三个里程碑：编写脚本，实现rsync+inotify软件功能结合

2.3.1 rsync服务命令：

rsync -avz --delete /data/ rsync_backup@172.16.1.41::nfsbackup --password-file=/etc/rsync.password

2.3.2 inotify服务命令：

inotifywait -mrq /data -format "%w%f"  -e create,delete,move_to,close_write

2.3.3 编写脚本：

[root@nfs01 sersync]# vim /server/scripts/inotify.sh
#!/bin/bash
inotifywait -mrq /data --format "%w%f" -e create,delete,moved_to,close_write|\
while read line
do
        rsync -az --delete /data/ rsync_backup@172.16.1.41::nfsbackup --password-
file=/etc/rsync.password
done

脚本说明：

for循环会定义一个条件，当条件不满足时停止循环

while循环：只要条件满足就一直循环下去

2.3.4 对脚本进行优化

#!/bin/bash
Path=/data
backup_Server=172.16.1.41
/usr/bin/inotifywait -mrq --format '%w%f' -e create,close_write,delete /data  | while read line  
do
    if [ -f $line ];then
        rsync -az $line --delete rsync_backup@$backup_Server::nfsbackup --password-file=/etc/rsync.password
    else
        cd $Path &&\
        rsync -az ./ --delete rsync_backup@$backup_Server::nfsbackup --password-file=/etc/rsync.password
    fi
done

2.4 第四个里程碑：测试编写的脚本

2.4.1 让脚本在后台运行

在/data 目录先创建6个文件

[root@nfs01 data]# sh  /server/scripts/inotify.sh &
[root@nfs01 data]# touch {1..6}.txt

在backup服务器上，已经时候同步过去了6个文件。

[root@backup ~]# ll /nfsbackup/
total 8
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 1.txt
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 2.txt
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 3.txt
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 4.txt
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 5.txt
-rw-r--r-- 1 rsync rsync 0 Oct 17 12:06 6.txt

2.5 利用while循环语句编写的脚本停止方法（kill）

01. ctrl+z暂停程序运行，kill -9杀死
02. 不要暂停程序，直接利用杀手三剑客进行杀进程

说明：kill三个杀手不是万能的，在进程暂停时，无法杀死；kill -9 （危险）

2.5.1 查看后台都要哪些程序在运行

[root@nfs01 data]# jobs
[1]+  Running                 sh /server/scripts/inotify.sh &

2.5.2 fg将后台的程序调到前台来

[root@nfs01 data]# fg 1
sh /server/scripts/inotify.sh

2.6 进程的前台和后台运行方法：

fg -- 前台

bg -- 后台

2.6.1 脚本后台运行方法

    01. sh inotify.sh &
    02. nohup sh inotify.sh &
    03. screen实现脚本程序后台运行

sh /server/scripts/inotify.sh &

nohup

nohup sh inotify.sh &

2.7 screen实现脚本程序后台运行

2.7.1 经过yum查找发现screen命令属于screen包

[root@test ~]# yum provides screen
Loaded plugins: fastestmirror, security
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.aliyun.com
 * epel: mirrors.aliyun.com
 * extras: mirrors.aliyun.com
 * updates: mirrors.aliyun.com
base                                                      | 3.7 kB     00:00    
epel                                                      | 4.3 kB     00:00    
extras                                                    | 3.4 kB     00:00    
updates                                                   | 3.4 kB     00:00    
screen-4.0.3-19.el6.x86_64 : A screen manager that supports multiple logins on
                           : one terminal
Repo        : base
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