Backup And Restore Debian GNU/Linux 10 Using rsync Commands

用 rsync 指令備份和還原 Debian GNU/Linux 10 作業系統

【摘要】敘述用 rsync 指令備份和還原 GNU/Linux 作業系統的方法，來源包括使用中與非使用中的系統，目標包括製成壓縮檔和到外接碟。

【目錄】

    【前言】
    【複製】
        【複製非使用中的單一分割區】
        【複製非使用中的雙分割區】
        【複製使用中的系統】
    【備份】
    【還原】
    【後處理】
    【後語】

【前言】

一、前面已敘述用 dd 指令備份和還原 GNU/Linux 作業系統的方法。這種方法的問題是必需複製整個分割區。也就是說，檔案以外的空白區 (free space) 也要複製。如果用 rsync，就可以只複製檔案，以節省時間、空間。

二、兩年多前曾發表「用 rsync 複製系統」，近日在 Debian GNU/Linux 10 重新測試修改，分享於此。

三、Linux 系統的目錄可以有很多種分配方式。最單純的是把所有的目錄都放在同一個分割區。其次是兩個分割區，系統一個，HOME 一個。也有人用更多的分割區，把系統目錄分散在多個分割區。本文介紹前兩種狀況。

四、除了可以複製非使用中的系統，也可以複製正在使用的系統。下文都一併介紹。

五、所以，要複製的狀況有：

• 非使用中的單一分割區
• 非使用中的雙分割區
• 使用中的系統

六、這三種狀況都假設 sda1 是雙分割區中的系統，sda2 是其 HOME；而 sda3 是單一分割區，包括系統和 HOME 目錄。複製和還原的目標分割區都是外接碟的第一分割區 sdb1。

【複製】

【複製非使用中的單一分割區】

一、掛載來源分割區

用 sda1 和 sda2 開機，待複製的來源分割區是 sda3，把它掛在 /media/sda3：

sudo mkdir /media/sda3
sudo mount /dev/sda3 /media/sda3

二、格式化目標分割區

插入外接裝置可能會自動掛載，若目標分割區 sdb1 已掛載，需先卸下：

sudo umount /dev/sdb1

如果 sdb1 尚未格式化：

sudo mkfs.ext4 -F /dev/sdb1

  -F：強制執行

三、掛載目標分割區

格式化 sdb1 後，即可掛上，假設是在 /mnt，此目錄必需原本是空的。

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

四、複製

如果不是運轉中的系統，有些目錄是空的，譬如 mnt、proc、sys 等。但為了保險起見，都列入排除清單。

sudo rsync -aAX --exclude={"/dev/*","/media/*","/mnt/*","/proc/*","/run/*","/sys/*","/tmp/*","/lost+found"} /media/sda3/ /mnt

  -a、--archive：archive 模式；等於 -rlptgoD (無 -H、-A、-X)
    -r、--recursive (包括子目錄)
    -l、--links (將 symlinks 視為 symlinks)
    -p、--perms (保留 permissions)
    -t、--times (保留修改時間)
    -g、--group (保留 group)
    -o、--owner (保留 super-user)
    -D：等於 --devices 和 --specials
      --devices (保留 device files)
      --specials (保留 special files)
  -A, --acls (保留 ACLs)
  -X, --xattrs (保留延伸屬性)
  --exclude (列舉欲排除的 regexp)
  /media/sda3/：來源；不要漏掉最後的斜線
  /mnt：目標；最後有無斜線都一樣

五、接下來可以：

• 壓縮成備份檔保存；日後，備份檔可以還原
• 複製或還原的分割區經後處理以後，可以用來開機

【複製非使用中的雙分割區】

用 sda3 開機，而待複製的來源系統在 sda1，其 HOME 在 sda2。目標是已格式化的 sdb1。

一、掛載系統

sudo mkdir /media/sda1
sudo mount /dev/sda1 /media/sda1

二、掛載 HOME

sudo mount /dev/sda2 /media/sda1/home

三、掛載目標分割區

將 sdb1 掛在 /mnt：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

若 sdb1 已掛載在某目錄，以下指令要自行修改目標目錄；或是將之卸下，再掛在 /mnt。

四、複製：

如果不是運轉中的系統，有些目錄是空的，譬如 mnt、proc、sys 等。但為了保險起見，都列入排除清單。

sudo rsync -aAX --exclude={"/dev/*","/media/*","/mnt/*","/proc/*","/run/*","/sys/*","/tmp/*","/lost+found"} /media/sda1/ /mnt

  -a、--archive：archive 模式；等於 -rlptgoD (無 -H、-A、-X)
    -r、--recursive (包括子目錄)
    -l、--links (將 symlinks 視為 symlinks)
    -p、--perms (保留 permissions)
    -t、--times (保留修改時間)
    -g、--group (保留 group)
    -o、--owner (保留 super-user)
    -D：等於 --devices 和 --specials
      --devices (保留 device files)
      --specials (保留 special files)
  -A, --acls (保留 ACLs)
  -X, --xattrs (保留延伸屬性)
  --exclude (列舉欲排除的 regexp)
  /media/sda1/：來源；不要漏掉最後的斜線
  /mnt：目標；最後有無斜線都一樣

這會將系統 sda1 和 HOME 的 sda2 合併到同一個分割區 sdb1。

五、接下來可以：

• 壓縮成備份檔保存；日後，備份檔可以還原
• 複製或還原的分割區經後處理以後，可以用來開機

【複製使用中的系統】

一、不論系統和 HOME 是否在同一分割區，因為都已掛載，所以複製時，會全部都複製到同一個分割區。

二、掛載目標分割區

假設目標是已格式化的 sdb1，將之掛在 /mnt：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

若 sdb1 已掛載在某目錄，以下指令要自行修改目標目錄；或是將之卸下，再掛在 /mnt。

三、複製

sudo rsync -aAX --exclude={"/dev/*","/media/*","/mnt/*","/proc/*","/run/*","/sys/*","/tmp/*","/lost+found"} / /mnt

  -a、--archive：archive 模式；等於 -rlptgoD (無 -H、-A、-X)
    -r、--recursive (包括子目錄)
    -l、--links (將 symlinks 視為 symlinks)
    -p、--perms (保留 permissions)
    -t、--times (保留修改時間)
    -g、--group (保留 group)
    -o、--owner (保留 super-user)
    -D：等於 --devices 和 --specials
      --devices (保留 device files)
      --specials (保留 special files)
  -A, --acls (保留 ACLs)
  -X, --xattrs (保留延伸屬性)
  --exclude (列舉欲排除的 regexp)
  /：來源，即正在運轉的系統
  /mnt：目標；最後有無斜線都一樣

四、接下來可以：

• 壓縮成備份檔保存；日後，備份檔可以還原
• 複製或還原的分割區經後處理以後，可以用來開機

【備份】

若想將複製好的內容壓縮成備份檔，至少有兩種方法。

方法一：一步驟，直接用 tar 指令的壓縮選項

cd /mnt
sudo tar --create --xz --file $HOME/backup.tar .

  --create：建立新 archive
  --xz：用 xz 格式壓縮
  --file：使用的檔案（不要用目前目錄 /mnt，不然會自己備份自己），backup.tar 是輸出檔名，自己訂
  .：目前目錄 /mnt

方法二：兩步驟，先製成檔案包才壓縮

sudo tar --create /mnt | xz > $HOME/backup.xz

  --create：建立新 archive
  backup.xz 是輸出檔名，自己訂

【還原】

一、如果要把備份檔還原到一空白、已格式化的分割區（假設是 sdb1），依備份方法之不同而有兩法。

先掛上 sdb1：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

若用方法一備份：

sudo tar --extract --file $HOME/backup.tar --directory=/mnt

  --extract：抽出
  --file：使用的檔案，backup.tar 是來源檔名
  --directory：操作目錄，此處指目標

若用方法二備份：

xz -cd backup.xz | sudo tar --extract --directory=/mnt --strip-components=1

或

xz -cd backup.xz | sudo tar --extract --directory=/

  -c：輸出到 standard output
  -d：解壓縮（Decompress）
  backup.xz：備份檔的檔名
  --extract：抽出
  --directory：操作目錄，此處指目標
  --strip-components=1：去除第一層目錄

會有這兩個不同的方法是因為前一節方法二壓縮後的檔案結構是 /mnt/mnt/*，而非 /mnt/*。較合邏輯的應是第一個方法，因為是在掛載 sdb1 的 /mnt 目錄操作，將多的第一層目錄去掉。第二個方法可以說是 workaround (變通的方法)。前一節方法一壓縮後的檔案結構是 /mnt/*，所以沒有這個問題。

二、然後，後處理成可以開機。

【後處理】

複製或還原的分割區（假設是 sdb1）還要稍加處理才能用來開機。

一、掛載

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

二、修改 fstab 檔

  ㈠ 不同的分割區需有不同的 UUID，剛複製來的檔案系統還是用來源分割區的 UUID，所以要改成目標分割區的 UUID。

  ㈡ /mnt/etc/fstab 記錄著檔案系統的配置，每一項有六個欄位，用空白分開：

<file system>  <mount point>  <type>  <options>  <dump>  <pass>

  接下來第一個是系統 root 的內容，例如：

#/ was on /dev/sda1 during installation
UUID=11111111-1111-1111-1111-111111111111  /  ext4  errors=remount-ro  0  1

  UUID 後的 8-4-4-4-12 十六進位碼即是 Universally Unique IDentifier。

  sdb1 的 UUID 可以用 sudo blkid 指令得知，把它換上。

  ㈢ 如果來源系統是雙分割區的狀況，會有下例的內容：

#/home was on /dev/sda2 during installation
UUID=22222222-2222-2222-2222-222222222222  /home  ext4  defaults  0  2

  這要刪掉，因為在 sdb1 已合成一個。

  ㈣ 其他分割區，如果不對，也要修改。

三、安裝 Grub

sudo grub-install --boot-directory=/mnt/boot /dev/sdb

  --boot-directory：指定開機檔所在的目錄。
  最後一項是要用來開機的裝置；提醒：此處是 sdb 而非 sdb1。

四、更新 Grub

接下來要改 sdb1 的開機清單，必需在 sdb1 做。但是不用 sdb1 開機而要讓系統認為是用 sdb1 開機，必需用模擬的方式，所以掛上一些模擬要用的目錄。

sudo mount --bind /dev /mnt/dev
sudo mount --bind /sys /mnt/sys
sudo mount --bind /proc /mnt/proc

切換到 sdb1：

sudo chroot /mnt

更新 sdb1 的開機清單：

sudo update-grub

應該可以用 sdb1 開機了。

【後語】

用自製的 FluxBox Debian GNU/Linux 10 實測，並與用 dd 備份的數據比較，結果如下表：

項目	用 rsync 方法一	用 rsync 方法二	用 dd
複製＋壓縮時間(分鐘)	10+20	10+20	25
備份檔尺寸	900M	900M	1.2G
還原時間(分鐘)	20	8	7

註：
此系統用 dd 處理前，分割區縮小為 3900M。
備份檔是還原到隨身碟的 sdb1。