把你的樹莓派變成數(shù)據(jù)的安全之所。

在《樹莓派自建 NAS 云盤》系列的 第一篇 文章中，我們討論了建立 NAS 的一些基本步驟，添加了兩塊 1TB 的存儲硬盤驅(qū)動（一個用于數(shù)據(jù)存儲，一個用于數(shù)據(jù)備份），并且通過網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）將數(shù)據(jù)存儲盤掛載到遠程終端上。本文是此系列的第二篇文章，我們將探討數(shù)據(jù)自動備份。數(shù)據(jù)自動備份保證了數(shù)據(jù)的安全，為硬件損壞后的數(shù)據(jù)恢復(fù)提供便利以及減少了文件誤操作帶來的不必要的麻煩。

備份策略

我們就從為小型 NAS 構(gòu)想一個備份策略著手開始吧。我建議每天有時間節(jié)點、有計劃的去備份數(shù)據(jù)，以防止干擾到我們正常的訪問 NAS，比如備份時間點避開正在訪問 NAS 并寫入文件的時間點。舉個例子，你可以每天凌晨 2 點去進行數(shù)據(jù)備份。

另外，你還得決定每天的備份需要被保留的時間長短，因為如果沒有時間限制，存儲空間很快就會被用完。一般每天的備份保留一周便可以，如果數(shù)據(jù)出了問題，你便可以很方便的從備份中恢復(fù)出來原數(shù)據(jù)。但是如果需要恢復(fù)數(shù)據(jù)到更久之前怎么辦？可以將每周一的備份文件保留一個月、每個月的備份保留更長時間。讓我們把每月的備份保留一年時間，每一年的備份保留更長時間、例如五年。

這樣，五年內(nèi)在備份盤上產(chǎn)生大量備份：

• 每周 7 個日備份
• 每月 4 個周備份
• 每年 12 個月備份
• 每五年 5 個年備份

你應(yīng)該還記得，我們搭建的備份盤和數(shù)據(jù)盤大小相同（每個 1 TB）。如何將不止 10 個 1TB 數(shù)據(jù)的備份從數(shù)據(jù)盤存放到只有 1TB 大小的備份盤呢？如果你創(chuàng)建的是完整備份，這顯然不可能。因此，你需要創(chuàng)建增量備份，它是每一份備份都基于上一份備份數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的。增量備份方式不會每隔一天就成倍的去占用存儲空間，它每天只會增加一點占用空間。

以下是我的情況：我的 NAS 自 2016 年 8 月開始運行，備份盤上有 20 個備份。目前，我在數(shù)據(jù)盤上存儲了 406GB 的文件。我的備份盤用了 726GB。當(dāng)然，備份盤空間使用率在很大程度上取決于數(shù)據(jù)的更改頻率，但正如你所看到的，增量備份不會占用 20 個完整備份所需的空間。然而，隨著時間的推移，1TB 空間也可能不足以進行備份。一旦數(shù)據(jù)增長接近 1TB 限制（或任何備份盤容量），應(yīng)該選擇更大的備份盤空間并將數(shù)據(jù)移動轉(zhuǎn)移過去。

利用 rsync 進行數(shù)據(jù)備份

利用 rsync 命令行工具可以生成完整備份。

1. pi@raspberrypi:~ $ rsync -a /nas/data/ /nas/backup/2018-08-01

這段命令將掛載在 /nas/data/ 目錄下的數(shù)據(jù)盤中的數(shù)據(jù)進行了完整的復(fù)制備份。備份文件保存在 /nas/backup/2018-08-01 目錄下。-a 參數(shù)是以歸檔模式進行備份，這將會備份所有的元數(shù)據(jù)，例如文件的修改日期、權(quán)限、擁有者以及軟連接文件。

現(xiàn)在，你已經(jīng)在 8 月 1 日創(chuàng)建了完整的初始備份，你將在 8 月 2 日創(chuàng)建第一個增量備份。

1. pi@raspberrypi:~ $ rsync -a --link-dest /nas/backup/2018-08-01/ /nas/data/ /nas/backup/2018-08-02

上面這行代碼又創(chuàng)建了一個關(guān)于 /nas/data 目錄中數(shù)據(jù)的備份。備份路徑是 /nas/backup/2018-08-02。這里的參數(shù) --link-dest 指定了一個備份文件所在的路徑。這樣，這次備份會與 /nas/backup/2018-08-01 的備份進行比對，只備份已經(jīng)修改過的文件，未做修改的文件將不會被復(fù)制，而是創(chuàng)建一個到上一個備份文件中它們的硬鏈接。

使用備份文件中的硬鏈接文件時，你一般不會注意到硬鏈接和初始拷貝之間的差別。它們表現(xiàn)的完全一樣，如果刪除其中一個硬鏈接或者文件，其他的依舊存在。你可以把它們看做是同一個文件的兩個不同入口。下面就是一個例子：

左側(cè)框是在進行了第二次備份后的原數(shù)據(jù)狀態(tài)。中間的方塊是昨天的備份。昨天的備份中只有圖片 file1.jpg 并沒有 file2.txt 。右側(cè)的框反映了今天的增量備份。增量備份命令創(chuàng)建昨天不存在的 file2.txt。由于 file1.jpg 自昨天以來沒有被修改，所以今天創(chuàng)建了一個硬鏈接，它不會額外占用磁盤上的空間。

自動化備份

你肯定也不想每天凌晨去輸入命令進行數(shù)據(jù)備份吧。你可以創(chuàng)建一個任務(wù)定時去調(diào)用下面的腳本讓它自動化備份。

1. #!/bin/bash
2. TODAY=$(date+%Y-%m-%d)
3. DATADIR=/nas/data/
4. BACKUPDIR=/nas/backup/
5. SCRIPTDIR=/nas/data/backup_scripts
6. LASTDAYPATH=${BACKUPDIR}/$(ls ${BACKUPDIR}|tail-n 1)
7. TODAYPATH=${BACKUPDIR}/${TODAY}
8. if[[!-e ${TODAYPATH}]];then
9. mkdir-p ${TODAYPATH}
10. fi
11. rsync -a --link-dest ${LASTDAYPATH} ${DATADIR} ${TODAYPATH} $@
12. ${SCRIPTDIR}/deleteOldBackups.sh

第一段代碼指定了數(shù)據(jù)路徑、備份路徑、腳本路徑以及昨天和今天的備份路徑。第二段代碼調(diào)用 rsync 命令。最后一段代碼執(zhí)行 deleteOldBackups.sh 腳本，它會清除一些過期的沒有必要的備份數(shù)據(jù)。如果不想頻繁的調(diào)用 deleteOldBackups.sh，你也可以手動去執(zhí)行它。

下面是今天討論的備份策略的一個簡單完整的示例腳本。

1. #!/bin/bash
2. BACKUPDIR=/nas/backup/
3. function listYearlyBackups(){
4. for i in012345
5. dols ${BACKUPDIR}| egrep "$(date +%Y -d "${i} year ago")-[0-9]{2}-[0-9]{2}"|sort-u |head-n 1
6. done
7. }
8. function listMonthlyBackups(){
9. for i in0123456789101112
10. dols ${BACKUPDIR}| egrep "$(date +%Y-%m -d "${i} month ago")-[0-9]{2}"|sort-u |head-n 1
11. done
12. }
13. function listWeeklyBackups(){
14. for i in01234
15. dols ${BACKUPDIR}|grep"$(date +%Y-%m-%d -d "last monday -${i} weeks")"
16. done
17. }
18. function listDailyBackups(){
19. for i in0123456
20. dols ${BACKUPDIR}|grep"$(date +%Y-%m-%d -d "-${i} day")"
21. done
22. }
23. function getAllBackups(){
24. listYearlyBackups
25. listMonthlyBackups
26. listWeeklyBackups
27. listDailyBackups
28. }
29. function listUniqueBackups(){
30. getAllBackups |sort-u
31. }
32. function listBackupsToDelete(){
33. ls ${BACKUPDIR}|grep-v -e "$(echo -n $(listUniqueBackups) |sed "s/ /\|/g")"
34. }
35. cd ${BACKUPDIR}
36. listBackupsToDelete |while read file_to_delete;do
37. rm-rf ${file_to_delete}
38. done

這段腳本會首先根據(jù)你的備份策略列出所有需要保存的備份文件，然后它會刪除那些再也不需要了的備份目錄。

下面創(chuàng)建一個定時任務(wù)去執(zhí)行上面這段代碼。以 root 用戶權(quán)限打開 crontab -e，輸入以下這段命令，它將會創(chuàng)建一個每天凌晨 2 點去執(zhí)行 /nas/data/backup_scripts/daily.sh 的定時任務(wù)。

1. 02***/nas/data/backup_scripts/daily.sh

有關(guān)創(chuàng)建定時任務(wù)請參考 cron 創(chuàng)建定時任務(wù)。

• 當(dāng)沒有備份任務(wù)時，卸載你的備份盤或者將它掛載為只讀盤；
• 利用遠程服務(wù)器作為你的備份盤，這樣就可以通過互聯(lián)網(wǎng)同步數(shù)據(jù)

你也可用下面的方法來加強你的備份策略，以防止備份數(shù)據(jù)的誤刪除或者被破壞：

本文中備份策略示例是備份一些我覺得有價值的數(shù)據(jù)，你也可以根據(jù)個人需求去修改這些策略。

我將會在 《樹莓派自建 NAS 云盤》 系列的第三篇文章中討論 Nextcloud。Nextcloud 提供了更方便的方式去訪問 NAS 云盤上的數(shù)據(jù)并且它還提供了離線操作，你還可以在客戶端中同步你的數(shù)據(jù)。