17. 备份与恢复

本章介绍 RHEL 9 的数据备份与恢复体系：rsync 增量同步、tar 全量归档、LVM 快照一致性备份，以及 systemd timer 自动化调度。备份策略的真正价值在于能够成功恢复，因此本章同等重视备份操作与恢复验证演练。

备份三原则

① 定期备份：依据 RPO（恢复点目标）确定频率；② 异地存储：备份文件不能与源数据在同一磁盘上；③ 定期演练：未经测试的备份等于没有备份。

17.1 前提条件

已完成磁盘与存储管理配置（第 15 章），LVM 逻辑卷 /dev/datavg/datalv 已挂载至 /mnt/lvmdata。
通过 SecureCRT（SSH 端口 2222）以 ops 用户、密钥认证方式登录 192.168.1.100，执行 sudo -i 切换至 root 环境。
创建备份目标目录并设置权限：

mkdir -p /backup
chown ops:ops /backup

本章全局参数

参数	值
主机名	`linuxdc`
IP	`192.168.1.100`
备份目标目录	`/backup`
远程备份服务器	`192.168.1.200`（ops 用户，密钥认证）
LVM 卷路径	`/dev/datavg/datalv` → `/mnt/lvmdata`

17.2 rsync 增量备份

rsync 是 Linux 最常用的备份工具，支持增量传输（只同步变化部分），本地和远程均适用，是构建高效备份体系的核心工具。

17.2.1 本地增量备份

# 备份 /etc 到本地 /backup 目录（保留目录结构）
rsync -avh --delete \
  /etc \
  /backup/etc-$(date +%F)/

关键参数说明：

参数	含义
`-a`	归档模式：保留权限、时间戳、软链接、所有者、设备文件
`-v`	详细输出，显示传输的每个文件
`-h`	人类可读大小（KB/MB/GB）
`--delete`	删除目标中源已不存在的文件，保持严格同步
`-z`	传输时压缩（网络传输时节省带宽）
`--progress`	显示每个文件的传输进度

# 验证备份内容
ls -lh /backup/
du -sh /backup/etc-$(date +%F)/

17.2.2 远程 rsync 备份（SSH 传输）

# 前提：已配置 SSH 密钥免密登录到备份服务器（192.168.1.200）
# 本地推送到远程
rsync -avhz --delete \
  /data/nfs_share/ \
  ops@192.168.1.200:/backup/linuxdc/nfs_share/

# 从远程拉取（恢复场景）
rsync -avhz \
  ops@192.168.1.200:/backup/linuxdc/ \
  /restore/

17.2.3 rsync 排除规则

# 备份根文件系统，排除虚拟文件系统和临时目录
rsync -avh --delete \
  --exclude='*.log' \
  --exclude='*.tmp' \
  --exclude='/proc/' \
  --exclude='/sys/' \
  --exclude='/dev/' \
  --exclude='/run/' \
  --exclude='/backup/' \
  / \
  /backup/rootfs-$(date +%F)/

17.3 tar 全量归档备份

tar 将多个文件打包为单一归档文件，适合全量快照备份、离线存储和跨系统传输。

17.3.1 创建归档备份

# gzip 压缩归档（速度快，压缩率中等）
tar -czpf /backup/system-$(date +%F).tar.gz \
  --exclude=/backup \
  --exclude=/proc \
  --exclude=/sys \
  --exclude=/dev \
  --exclude=/run \
  /etc /home

# xz 压缩归档（压缩率高，速度慢，适合离线长期存储）
tar -cJpf /backup/system-$(date +%F).tar.xz /etc /home

归档参数说明：

参数	含义
`-c`	创建归档
`-z` / `-J`	gzip / xz 压缩
`-p`	保留文件权限（需 root）
`-f`	指定输出文件名
`--exclude`	排除指定路径

17.3.2 验证归档完整性

# 列出归档内容（不解压，验证可读性）
tar -tzvf /backup/system-$(date +%F).tar.gz | head -30

# 完整性测试（读取全部内容，检查是否损坏）
tar -tzvf /backup/system-$(date +%F).tar.gz > /dev/null
echo "退出码: $?"     # 0 = 正常，非 0 = 损坏

检查点

完整性验证命令退出码为 0，说明归档文件完整，未发生数据损坏。

17.3.3 从 tar 归档恢复文件

# 从归档中恢复单个文件
mkdir -p /tmp/restore
tar -xzvf /backup/system-$(date +%F).tar.gz \
  -C /tmp/restore \
  etc/ssh/sshd_config

# 确认已提取（路径不含前导 /）
ls -l /tmp/restore/etc/ssh/sshd_config

# 恢复到原位（先备份当前版本）
cp /etc/ssh/sshd_config /etc/ssh/sshd_config.broken
cp /tmp/restore/etc/ssh/sshd_config /etc/ssh/

# 恢复整个目录
tar -xzvf /backup/system-$(date +%F).tar.gz \
  -C /tmp/restore \
  etc/

# 使用 rsync 同步回原路径（保留权限）
rsync -avh /tmp/restore/etc/ /etc/

17.4 LVM 快照备份

LVM 快照提供时间点一致性备份，在备份过程中源 LV 可以继续读写，不影响业务运行，是数据库等需要一致性备份场景的最佳选择。

17.4.1 创建快照并归档备份

# 第一步：创建快照（大小 = 备份期间预计写入量）
lvcreate -L 2G -s -n datalv-backup /dev/datavg/datalv
lvdisplay /dev/datavg/datalv-backup

# 第二步：挂载快照（只读，保护数据不被修改）
mkdir -p /mnt/snapshot
mount -o ro /dev/datavg/datalv-backup /mnt/snapshot

# 第三步：从快照创建 tar 归档（-C 切换到快照目录，. 表示当前目录）
tar -czpf /backup/lvmdata-$(date +%F).tar.gz -C /mnt/snapshot .

# 第四步：卸载并删除快照（快照仅作临时用途，勿长期保留）
umount /mnt/snapshot
lvremove -f /dev/datavg/datalv-backup

LVM 快照的时间点一致性

快照创建瞬间，LVM 为原 LV 保留了一个冻结的数据视图（COW 机制：写时复制）。即使备份期间源 LV 持续写入，快照数据始终保持创建时刻的一致状态，保障恢复时的数据完整性。

17.4.2 使用快照回滚数据

此操作将 LV 数据回滚至快照时刻，不可逆

# 卸载逻辑卷（必须先卸载）
umount /mnt/lvmdata

# 合并快照到原 LV（触发回滚）
lvconvert --merge /dev/datavg/datalv-backup

# 重新激活逻辑卷（合并在重激活时完成）
lvchange -an /dev/datavg/datalv
lvchange -ay /dev/datavg/datalv
mount /dev/datavg/datalv /mnt/lvmdata

17.5 自动化备份（systemd Timer）

RHEL 9 推荐使用 systemd timer 替代传统 cron，日志集成更好，支持错过任务补执行，依赖管理更清晰。

17.5.1 创建备份脚本

tee /usr/local/bin/linuxdc-backup.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# linuxdc 自动化备份脚本
# 目标：/etc、/home、/data
# 策略：保留最近 7 天

set -euo pipefail

BACKUP_DIR="/backup"
DATE=$(date +%F)
LOG="/var/log/backup.log"

echo "$(date '+%F %T'): 开始备份" >> "$LOG"

# 创建今日备份目录
mkdir -p "${BACKUP_DIR}/${DATE}"

# 1. tar 归档 /etc 和 /home
tar -czpf "${BACKUP_DIR}/${DATE}/system.tar.gz" \
    --exclude=/backup --exclude=/proc --exclude=/sys \
    --exclude=/dev --exclude=/run \
    /etc /home 2>> "$LOG"

# 2. rsync 增量同步 /data
rsync -avh --delete /data/ "${BACKUP_DIR}/${DATE}/data/" >> "$LOG" 2>&1

# 3. 清理 7 天前的备份
find "${BACKUP_DIR}" -maxdepth 1 -type d -mtime +7 \
    -exec rm -rf {} \; 2>> "$LOG"

echo "$(date '+%F %T'): 备份完成，目录: ${BACKUP_DIR}/${DATE}" >> "$LOG"
EOF

chmod +x /usr/local/bin/linuxdc-backup.sh

17.5.2 创建 systemd Service 和 Timer

# Service unit（oneshot 类型，执行完即退出）
tee /etc/systemd/system/linuxdc-backup.service << 'EOF'
[Unit]
Description=linuxdc Automated Backup
After=local-fs.target network.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/linuxdc-backup.sh
StandardOutput=journal
StandardError=journal
EOF

# Timer unit（每天凌晨 2:30 执行）
tee /etc/systemd/system/linuxdc-backup.timer << 'EOF'
[Unit]
Description=linuxdc Backup Daily Timer
Requires=linuxdc-backup.service

[Timer]
OnCalendar=*-*-* 02:30:00
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target
EOF

# 启用并启动 timer
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now linuxdc-backup.timer

# 验证 timer 已注册，查看下次执行时间
systemctl list-timers | grep backup

systemd timer 相比 cron 的优势

日志自动写入 journal（journalctl -u linuxdc-backup），无需手动配置日志重定向；Persistent=true 使系统关机期间错过的任务在下次启动时自动补执行；与 systemd 依赖管理体系完整集成，可设置 After、Requires 等依赖关系。

# 手动触发一次（测试备份脚本）
systemctl start linuxdc-backup.service

# 查看执行日志
journalctl -u linuxdc-backup.service -n 50
tail -20 /var/log/backup.log

17.6 备份策略总结

备份工具	适用场景	恢复粒度	恢复速度
`rsync`	频繁增量同步、目录镜像	文件级	快（直接访问文件）
`tar`	全量归档、离线存储、跨系统传输	文件级	中（需先定位再解压）
LVM 快照	数据库一致性备份、快速回滚	卷级	极快（直接合并，秒级）

企业推荐策略（3-2-1 原则）：

3 份备份（1 份生产数据 + 2 份备份副本）
2 种不同存储介质（本地磁盘 + 远程服务器或云存储）
1 份异地（不同机房或地域）

17.7 常见问题与排查

问题现象	排查步骤
`rsync` 权限拒绝	确认目标目录写权限；远程场景检查 SSH 密钥配置
`tar` 归档损坏	`tar -tzvf <file>` 测试；检查磁盘空间：`df -hT`
LVM 快照 `Data%` 快速增长	原 LV 写入量超预期；立即 `lvextend -L +2G /dev/datavg/datalv-backup` 扩大快照
systemd timer 未按时执行	`systemctl status linuxdc-backup.timer`；`journalctl -u linuxdc-backup.service`

# 查看备份日志
tail -50 /var/log/backup.log

# 查看 timer 下次执行时间
systemctl list-timers linuxdc-backup.timer

17.8 实践任务

登录 linuxdc（SecureCRT 端口 2222，ops 用户，密钥认证，sudo -i 切换 root）。
使用 rsync 备份 /etc 到 /backup/etc-$(date +%F)/，验证文件完整性。

使用 tar 归档备份 /etc 和 /home，验证归档：

tar -tzvf /backup/system-$(date +%F).tar.gz | wc -l

创建 LVM 快照，只读挂载，tar 归档数据，卸载后删除快照。

创建备份脚本和 systemd timer，手动触发验证，查看 journal 日志：

systemctl start linuxdc-backup.service
journalctl -u linuxdc-backup.service -f

恢复演练：删除 /tmp/test-file，从 tar 归档中提取 /etc/hostname 并恢复。

17.9 自测问题

Q1：rsync --delete 的作用是什么？什么情况下不应使用？

--delete 使目标目录与源目录保持严格一致，删除目标中源已不存在的文件。不应使用的场景：需要保留历史文件的归档模式；或不确定源目录是否完整时（避免因源目录意外为空而清空整个备份目标，造成灾难性数据丢失）。

Q2：为什么 LVM 快照备份比普通 tar 备份更适合数据库场景？

数据库运行时，事务日志和数据文件持续更新，直接 tar 打包得到的是不一致的中间状态（如事务执行到一半），恢复后数据库无法正常启动。LVM 快照创建瞬间为数据提供一个冻结的时间点视图（COW 机制），即使快照期间数据库继续运行，备份的也是创建快照那一刻的完整一致状态。

Q3：systemd timer 的 Persistent=true 有什么作用？

若 timer 应执行时系统处于关机状态（如凌晨 2:30 系统恰好关机），Persistent=true 会在下次启动时立即补执行一次错过的任务，确保备份不被遗漏。默认（Persistent=false）则跳过错过的触发点，直接等待下次计划时间，可能导致数天未备份。

17.10 章节总结

本章建立了 RHEL 9 的完整备份与恢复体系：rsync 增量同步（本地与远程，含排除规则）、tar 全量归档（含完整性验证与文件级精准恢复）、LVM 快照（时间点一致性备份与快速回滚），以及基于 systemd timer 的自动化调度（每日凌晨 2:30，含错误日志与错过补执行）。每种备份方法均配套了恢复操作演练，切实落实"备份的价值取决于能否成功恢复"的核心理念。