用 snapper 輕鬆玩轉 Btrfs 的快照功能

一、前言

2017 年五月初 WannaCry 勒索病毒的爆發讓我意識到了部署儲存快照的重要性，特別是在提供儲存服務的伺服器上。

在 Linux 作業系統上，有多種實現儲存快照的方案，如使用 LVM、ZFS 儲存池、Btrfs 檔案系統等。

Btrfs 檔案系統具有透明壓縮、軟 RAID、快照等諸多實用功能，而且設定和管理起來比其他檔案系統都要簡單不少。

所以，Btrfs 目前是我心目中最完美的倉庫盤專用檔案系統！

注意

Btrfs 的 I/O 效能相比其他檔案系統還是要遜色不少的。如果磁碟需要大量且頻繁的 I/O 操作，建議選擇其他檔案系統。

snapper 是一款快照管理實用工具，支援多種檔案系統，當然也包括 Btrfs。

相比 Btrfs 自帶的快照管理工具，snapper 可以更方便、直觀地對快照進行管理、比較，而且還有定時建立快照的功能。

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二、實驗環境

• 虛擬機器：VMware Fusion 10.0.1
• 作業系統：CentOS 7.4.1708 最小安裝
• 應用軟體： snapper 0.2.8
• 虛擬磁碟：/dev/nvme0n1
• 磁碟掛載點：/mnt/btrfs

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三、準備工作

3.1 安裝 snapper 快照管理實用工具

yum -y install snapper

3.2 把磁碟格式化成 Btrfs 格式

mkfs.btrfs -f /dev/nvme0n1

3.3 掛載磁碟

mount /dev/nvme0n1 /mnt/btrfs

注意

在進行下列操作時，請保持磁碟處於掛載狀態！

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四、設定 snapper

在 Btrfs 中，snapper 是以子卷為單位管理快照的。我們要先為子捲建立組態檔才能管理快照。

這裡我們不另外劃分子捲，直接以 Btrfs 掛載點的根目錄來進行操作（根目錄也算是一個子捲）。

4.1 建立組態檔

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> create-config <子捲路徑>

用法舉例

建立 /mnt/btrfs/ 的快照組態檔。

snapper -c snap_test create-config /mnt/btrfs/

4.2 刪除組態檔

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> delete-config

4.3 列出現有組態檔

命令基本用法

snapper list-configs

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五、快照的管理

5.1 拍攝一個快照

5.1.1 拍攝一個普通快照

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> create [選項]

選項	功能
-p	列印快照的編號
-c <number|timeline>	指定清理演算法（後面 6.2 和 6.3 會詳細解釋）
--description=<描述>	為快照新增描述

用法舉例

在 /mnt/btrfs/ 上拍攝一個快照，描述資訊為 kuaizhao1，並列印其編號。

snapper -c snap_test create --description=kuaizhao1 -p

執行結果

1

5.1.2 拍攝一對快照

快照對中包含了 pre 快照和 post 兩種型別的快照。

一個 pre 快照需要對應一個 post 快照。

一般在進行檔案系統操作之前拍攝一個 pre 快照，在操作完成後再拍攝一個 post 快照。

快照對其實跟普通快照並沒有什麼本質上的區別，只是做個標記便於識別和管理而已。

命令基本用法

拍攝 pre 快照

snapper -c <設定名稱> create -t pre [選項]

拍攝 post 快照

snapper -c <設定名稱> create -t post --pre-number=<pre 快照編號> [選項]

選項	功能
-p	列印快照的編號
-c empty-pre-post	指定清理演算法（後面 6.2 和 6.3 會詳細解釋）
--description=<描述>	為快照新增描述

說明

快照編號可通過執行 5.2 的命令來檢視，下同。

5.2 列出所有快照

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> list

用法舉例

列出 /mnt/btrfs/ 中的所有快照。

snapper -c snap_test list

執行結果

# 前期：指快照對中 post 快照所對應的 pre 快照名
# 清空：指清理演算法

型別   | # | 前期 # | 日期                               | 使用者 | 清空     | 描述      | 使用者資料
-------+---+--------+------------------------------------+------+----------+-----------+---------
single | 0 |        |                                    | root |          | current   |             
single | 1 |        | 2017年10月29日 星期日 13時23分48秒 | root |          | kuaizhao1 |        

說明

0 號快照並不是真正的快照，它表示當前檔案系統的狀態。

5.3 刪除快照

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> delete <快照 1 編號> [<快照 2 編號>...]

用法舉例

刪除剛才建立的快照。

snapper -c snap_test delete 1

5.4 比較兩個快照的差異

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> status <快照 1 編號>..<快照 2 編號>

執行完該命令之後，snapper 會分析快照 2 相比快照 1 有哪些差異，並將比較結果儲存到檔案中以便下次快速查詢。

具體有哪些差異要看檔名以及對應的旗標。

旗標	說明
+	檔案被建立
-	檔案被刪除
c	檔案內容被修改
t	檔案型別被修改（例如檔案變為目錄）
p	檔案許可權被修改
u	檔案屬主別修改
g	檔案屬組別修改
x	檔案擴充套件屬性被修改
a	檔案 ACL 許可權被修改

用法舉例

在 /mnt/btrfs/ 上建立檔案 1.txt，然後拍攝一個快照，再往 1.txt 新增一點內容，然後建立檔案 2.txt，再拍攝一個快照。比較這兩個快照的差異。

touch /mnt/btrfs/1.txt  # 建立 1.txt
snapper -c snap_test create # 拍攝快照
echo "Hello" > /mnt/btrfs/1.txt # 新增內容
touch /mnt/btrfs/2.txt  # 建立 2.txt
snapper -c snap_test create # 拍攝快照
snapper -c snap_test status 1..2    # 比較快照 1 到快照 2 的差異

執行結果

c..... /mnt/btrfs/1.txt # 1.txt 被修改了
+..... /mnt/btrfs/2.txt # 增加了 2.txt

5.5 回滾快照

命令基本用法

snapper -c <設定名稱> undochange <快照編號>..<0>

注意

建???在回滾快照之前先為當前狀態建立一個快照。

用法舉例

回滾到上面建立的快照 1，並對比前後結果。

tree /mnt/btrfs/    # 檢視回滾前檔案
snapper -c snap_test undochange 1..0    # 回滾快照
tree /mnt/btrfs/    # 檢視回滾後檔案

執行結果

# 回滾前狀態
/mnt/btrfs/
├── 1.txt
└── 2.txt

# 執行回滾命令後
建立：0 修訂：1 刪除：1

# 回滾後狀態
/mnt/btrfs/
└── 1.txt

5.6 快照檔案的管理

由 snapper 所產生的快照預設儲存在子捲下面的 .snapshots 目錄中。我們來看一下它的結構：

/mnt/btrfs/.snapshots/
├── 1   # 快照 1 目錄
│   ├── info.xml    # 快照基本資訊
│   └── snapshot    # 快照內容
│       └── 1.txt
└── 2   # 快照 2 目錄
    ├── filelist-1.txt  # 快照差異比較結果
    ├── info.xml    # 快照基本資訊
    └── snapshot    # 快照內容
        ├── 1.txt
        └── 2.txt

可以看到，每個快照的基本資訊和內容都在其對應編號的目錄中，子目錄 snapshot 的內容就是拍攝快照時子捲的所有內容。

快照檔案預設是唯讀的，而且只有 root 可以存取。如果需要恢復單一檔案，可以把快照裏面的內容用 cp 命令拷貝回來。

由於 Btrfs 檔案系統具有寫時複製的特性，所以如果檔案系統中的檔案沒有經常被替換，快照占用的空間是非常小的。

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六、快照的自動拍攝與清理

自動拍攝及清理快照是 snapper 的特色功能之一。

6.1 開啟快照自動拍攝

systemctl start snapper-timeline.timer ; systemctl enable snapper-timeline.timer

預設情況下，每小時自動拍攝一次快照。

如需修改時間間隔，請修改相關的定時器組態檔。修改方法這裡就不說了。

快照的清理演算法將被自動設定為 timeline。

6.2 開啟快照自動清理

systemctl start snapper-cleanup.timer ; systemctl enable snapper-cleanup.timer

預設情況下，每天自動清理一次快照。

如需修改時間間隔，請修改相關的定時器組態檔。修改方法這裡就不說了。

不指定清理演算法的快照不會被自動清理。

6.3 修改快照自動清理的引數

組態檔位置：/etc/snapper/configs/<設定名稱>。

常用欄位及對應的功能如下：

欄位名	功能
NUMBER_CLEANUP	開啟 number（基於數量） 的清理演算法
NUMBER_LIMIT	最大快照數量
TIMELINE_CLEANUP	開啟 timeline（基於時間） 的清理演算法
TIMELINE_LIMIT_HOURLY	每小時快照的保留數目
TIMELINE_LIMIT_DAILY	每天快照的保留數目
TIMELINE_LIMIT_WEEKLY	每週快照的保留數目
TIMELINE_LIMIT_MONTHLY	每月快照的保留數目
TIMELINE_LIMIT_YEARLY	每年快照的保留數目
EMPTY_PRE_POST_CLEANUP	開啟 empty-pre-post（基於快照對） 的清理演算法
EMPTY_PRE_POST_CLEANUP	開啟自動清理無變化快照對