Создание бэкапа в BTRFS (gpt)

Сейчас мы просто загружены в нашу систему, которую планируем бэкапить. Собираем всю необходимую информацию. Для наглядности и для полного понимания всего процесса, разберём ситуацию наглядно.

Итак, у нас есть "HHD"(здесь это vdi) диск sda, это интересующий нас диск с системой для бэкапа. На нём создано всего три раздела при стандартной установке дистрибутива Fedora 35, по умолчанию предлагают btrfs, Вот как это примерно выглядит уже в установленной системе:

1. /dev/sda1 раздел /boot/efi 

   Системный раздел EFI (также называемый ESP или EFISYS) представляет собой физический раздел в формате FAT32 (в основной таблице разделов диска, а не под LVM или программным RAID и т.д.), откуда прошивка UEFI запускает загрузчик и приложение UEFI.

   Это независимый от ОС раздел, который служит местом хранения загрузочных устройств EFI и приложений, которые будут запускаться с помощью прошивки EFI. Это необходимо для загрузки UEFI.

2. /dev/sda2 раздел /boot с файлами grub и ядрами, в формате ФС ext4 размером 1gb 

3. /dev/sda3  основной раздел диска 30gb в btrfs c двумя подтомами. С корнем системы - subvolume : root00 и домашним пространством пользователя в subvolume : home00

Здесь при выполнении операций подготовки к бэкапу, сразу входим в режим суперпользователя root, чтобы не вводить постоянно слово sudo

Вот как это выглядит:

  [vs@fedora ~]$ sudo su  
  [sudo] пароль для vs: 
  [root@fedora vs]# 
  [root@fedora vs]# fdisk -l  
  Disk /dev/sda: 30 GiB, 32212254720 bytes, 62914560 sectors
  Disk model: VBOX HARDDISK   
  Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
  Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
  I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
  Disklabel type: gpt
  Disk identifier: 4D268846-4D53-49F1-99B0-532CA3AF6FCC
  
  Device       Start      End  Sectors  Size Type
  /dev/sda1     2048  1230847  1228800  600M EFI System
  /dev/sda2  1230848  3327999  2097152    1G Linux filesystem
  /dev/sda3  3328000 62912511 59584512 28.4G Linux filesystem
  
  
  Disk /dev/zram0: 3.81 GiB, 4090494976 bytes, 998656 sectors
  Units: sectors of 1 * 4096 = 4096 bytes
  Sector size (logical/physical): 4096 bytes / 4096 bytes
  I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

  

В данном случае это структура разделов gpt, значит это система с UEFI. Файлы для которой, судя по листингу fdisk -l находятся в разделе sda1. Загрузчик GRUB и ядра OS, в этой системе находится в разделе sda2. Это нам интуитивно понятно, ведь мы видим всю информацию по разделам, в том числе и их размеры... Все основные файлы системы у нас в разделе sda3 с размером в 28.4.GB. Посмотрим на эту же картину, с помощью утилиты:

При этом обратим внимание, что результатом выполнения команды с ключом -f, мы получаем информацию и об UUID разделов, знание о которых нам понадобится, уже на следующем шаге.

    [root@fedora vs]# lsblk -f 
    NAME   FSTYPE FSVER LABEL                 UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINTS
    sda                                                                                           
    ├─sda1 vfat   FAT32                       D58C-0FAF                             584.9M     2% /boot/efi
    ├─sda2 ext4   1.0                         4fa6cee5-6902-4bf5-bed6-dad03bc8c83e  756.7M    15% /boot
    └─sda3 btrfs        fedora_localhost-live 48bebba0-a3c9-4408-8fcd-d2ea03201a35   20.1G    29% /home
                                                                                                    /
    sr0                                                                                           
    zram0                                                                                         [SWAP]
    [root@fedora vs]# 
        

Первый раздел у нас в формате vfat, второй в ext4, поэтому снять btrfs снимок с них нельзя, но мы желаем забэкапить всю систему. Поэтому снимем и сохраним их образы: sda1 и sda2, в подтом на основном разделе, другим способом. Для создания полного бэкапа системы в снимках, с помощью btrfs subvolume snapshot ... Но об этом чуть позже. Сейчас посмотрим на - наш основной раздел btrfs с помощью команд:

  [root@fedora vs]# mount /dev/sda3 /mnt
  [root@fedora vs]# ls /mnt
  home00  root00
  [root@fedora vs]# 

Видим, что здесь два каталога, хоть внешне они ничем не отличаются, но это не просто каталоги, это и есть наши подтома subvolume
убедимся в этом с помощью команды, которая показывает все подтома в указанной точке монтирования:

    [root@fedora vs]# btrfs subvolume list /mnt
    ID 256 gen 492 top level 5 path home00
    ID 258 gen 488 top level 5 path root00
    ID 264 gen 431 top level 256 path root00/var/lib/machines
    [root@fedora vs]# 
    [root@fedora vs]# umount /mnt     
    [root@fedora vs]# 
  

В этих двух подтомах находится вся наша система, поэтому всё, что нам нужно сделать, это снять с них snapshot и переместить их на другой носитель для хранения. Предварительно, сохранив в один из них образы с первых разделов sda1 и sda2. Тут также видно и ещё один подтом созданный самой системой внутри root00, не имеющий особой важности root00/var/lib/machines. Однако на всякий случай запомните, что снимок подтома не сохраняет вложенные подтома, вместо них сохраняется одноимённый каталог без содержимого. В стандартной ситуации как сейчас, нам именно этот подтом не требуется, поэтому и в бэкап он не попадёт, но вопрос о нюансах рекурсивных снимков подробно раскрыт ЗДЕСЬ

Кстати, чтобы увидеть нашу ситуацию целиком, ознакомимся, каким образом смонтирована система. Это видно в конфигурационном файле /etc/fstab

    [root@fedora vs]# cat /etc/fstab

    #
    # /etc/fstab
    # Created by anaconda on Sat Nov  6 06:53:48 2021
    #
    # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
    # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
    #
    # After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
    # units generated from this file.
    #
    UUID=48bebba0-a3c9-4408-8fcd-d2ea03201a35 /                       btrfs   subvol=root00 0 0
    UUID=4fa6cee5-6902-4bf5-bed6-dad03bc8c83e /boot                   ext4    defaults        1 2
    UUID=D58C-0FAF                            /boot/efi               vfat    umask=0077,shortname=winnt 0 2
    UUID=48bebba0-a3c9-4408-8fcd-d2ea03201a35 /home                   btrfs   subvol=home00 0 0
    [root@fedora vs]# 
    

Здесь мы видим, что разделы монтируются с помощью имён UUID, они принадлежат разделам блочных устройств /dev/sdX. Видно, что верхний и нижний UUID одинаковые потому что они указывают на один раздел sda3. На котором находятся наши подтома. Данные об UUID мы уже встречали, при выводе в терминале команды lsblk -f.  Прямо сейчас нам эта информация особо не требеуется. Работать с ней придётся, лишь на этапе востановления из бэкапа, который мы сейчас создадим.

Итак выполняем следующие действия:

1. Выключаем систему.
2. Подключаем загрузочный диск Live DVD(USB) и ставим первым в загрузку, чтобы загрузить linux с него.
3. Подключаем дополнительный диск - принимающий, наш репозитарий. Куда и будем сохранять наш backup
4. Включаем систему.
5. На диске репозитария(другими словами целевой диск, куда мы поместим бэкап), создадим раздел, достаточного размера и обязательно, в формате btrfs с помощью простой утилиты gparted(как пользоваться gparted ищите на сайте через поиск)

В результате имеем примерно такую ситуацию:

  demo@mx1:~/Desktop
  $ sudo su   
    We trust you have received the usual lecture from the local System
    Administrator. It usually boils down to these three things:
    
        #1) Respect the privacy of others.
        #2) Think before you type.
        #3) With great power comes great responsibility.
    
    [sudo] password for demo: 
    root@mx1:/home/demo/Desktop# lsblk -f

NAME   FSTYPE   FSVER            LABEL                 UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
        loop0  squashfs 4.0                                                                               0   100% /live/linux
        sda                                                                                                        
        ├─sda1 vfat     FAT32                                  D58C-0FAF                                           
        ├─sda2 ext4     1.0                                    4fa6cee5-6902-4bf5-bed6-dad03bc8c83e  710.8M    20% /media/demo/4fa6cee5-6902-4bf5-bed6-dad03bc8c83e
        └─sda3 btrfs                     fedora_localhost-live 48bebba0-a3c9-4408-8fcd-d2ea03201a35                
        sdb                                                                                                        
        └─sdb1 btrfs                                          6474de7f-b5a6-4f08-addc-c2ee57e82971                
        sr0    iso9660  Joliet Extension MX-Live               2021-10-19-23-10-23-00                     0   100% /live/boot-dev
    

Здесь, видим по номерам UUID(которые мы уже видели вначале операции), и по структуре разделов, что sda это исходящий диск, с которого мы делаем backup, а sdb это целевой диск, наш будующий репозитарий где и будет храниться резервная копия(backup).

Создаём в текущей LiveOS, каталоги для точек монтирования. И смонтируем нужные нам разделы btrfs, исходный(с системой) и целевой(наш будущий репозитарий).

umount /mnt/sda3 

mount -o subvol=/ /dev/sda3 /mnt/sda3 

Так как целевой и исходный у нас в btfrs, то чтобы смонтировать правильно, будем использовать этот способ исключающий монтирование подтома по умолчанию, вот так:

root@mx1:/home/demo/Desktop# mkdir /mnt/sda3
root@mx1:/home/demo/Desktop# mkdir /mnt/sdb1
root@mx1:/home/demo/Desktop# mount -o subvol=/ -o /dev/sda3 /mnt/sda3
root@mx1:/home/demo/Desktop# mount -o subvol=/ -o /dev/sdb1 /mnt/sdb1
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# ls /mnt/sda3
home00  root00
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# ls /mnt/sdb1
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
  

Всё в порядке, видим два наших subvolume, которые мы сохраним. Но сначала сделаем обещанный backup раздела EFI sda1 и раздела загрузки sda2 с помощью утилиты dd в подтом root00, создадим для этого каталог внутри подтома root00. И отправим туда образы первых двух разделов, благо не смотря на всю свою важность, они имеют относительно маленький размер:

Так как у нас структура разделов gpt, то блок MBR диска sda нужен нам сохранять не обязательно. Но мы его сохраним, чтобы не создавать вручную таблицу разделов при востановлении.
Сохраним MBR-запись, с диска структуры GPT(да она тоже тут есть, подробнее об этом здесь) в файл file.mbr, в этот же каталог:

  root@mx1:/home/demo/Desktop# mkdir /mnt/sda3/root00/backup_boot
  root@mx1:/home/demo/Desktop# dd if=/dev/sda1 of=/mnt/sda3/root00/backup_boot/dd_sda1_efi_600mb.iso
  root@mx1:/home/demo/Desktop# dd if=/dev/sda1 of=/mnt/sda3/root00/backup_boot/dd_sda2_boot_1024mb.iso
  2097152+0 records in
  2097152+0 records out
  1073741824 bytes (1.1 GB, 1.0 GiB) copied, 10.4123 s, 103 MB/s
  root@mx1:/home/demo/Desktop# dd if=/dev/sda of=/mnt/sda2/root/backup_boot/file.mbr bs=512 count=1
  1+0 records in
  1+0 records out
  512 bytes copied, 0.000619172 s, 827 kB/s
  root@mx1:/home/demo/Desktop#
  root@mx1:/home/demo/Desktop# ls /mnt/sda3/root00/backup_boot/
  dd_sda1_efi_600mb.iso  dd_sda2_boot_1024mb.iso  file.mbr
  root@mx1:/home/demo/Desktop#

Теперь всё что осталось, чтобы сделать полноценную резервную копию (backup) системы, это снять снимки (snapshot) двух subvolume root00, и home00, и перенести их на другой носитель в наш создаваемый репозитарий sdb1.

Сначала делаются снимки в исходном разделе sda3 с защитой от записи ключ -r, эту опцию необходимо добавлять, т.к. в btrfs пересылать на другой раздел можно только readonly снимки.  

снимки сделаются почти мгновенно

root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs subvolume snapshot -r /mnt/sda3/root00 /mnt/sda3/root_bp
Create a readonly snapshot of '/mnt/sda3/root00' in '/mnt/sda3/root_bp'
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs subvolume snapshot -r /mnt/sda3/home00 /mnt/sda3/home_bp
Create a readonly snapshot of '/mnt/sda3/home00' in '/mnt/sda3/home_bp'
root@mx1:/home/demo/Desktop# ls /mnt/sda3
home00  home_bp  root00  root_bp
root@mx1:/home/demo/Desktop# 

Работая с btrfs будет не лишним выполнять синхронизацию данных на диске с данными в памяти. При этом выполняется системный вызов sync, который вызывает запись всех буферизованных изменений метаданных файлов и данных в базовые файловые системы.

root@mx1:/home/demo/Desktop# sync
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs filesystem sync /mnt/sda3
root@mx1:/home/demo/Desktop# 

Подготовим диск sdb1 для приёма сделанных снимков, создав каталог с текущей датой. Помним, что принимающий раздел, должен быть в формате btrfs и иметь достаточно свободного места, но об этом мы уже позаботились заблаговременно...

Осуществим перенос наших двух снимков, по очереди.
Команда двойная, которая пишется строго через Пайп, где с левой стороны указывается путь к смонтированному источнику, с именем снимка, а с правой полный путь смонтированного приёмника, следующим образом:

Эта процедура выполняется совсем не мнговенно, как предыдущие, поэтому придётся подождать. Например размеры около 80gb, у меня пересылись около 10-20 минут. Всё зависит от процессорных мощностей, но как ни крути, это всё-равно, на порядок быстрее чем копия таких объёмов утилитой dd. 

Заметьте, у принимающей стороны мы указаваем только имя каталога, без имени подтома, которое останется таким же как и у источника.

root@mx1:/home/demo/Desktop# mkdir /mnt/sdb1/backup_7_11_21
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs send /mnt/sda3/root_bp | btrfs receive /mnt/sdb1/backup_7_11_21/
At subvol /mnt/sda3/root_bp
At subvol root_bp
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs send /mnt/sda3/home_bp | btrfs receive /mnt/sdb1/backup_7_11_21/
At subvol /mnt/sda3/home_bp
At subvol home_bp
root@mx1:/home/demo/Desktop# 

Мы успешно осуществили задуманное, выполним синхронизацию и убираем загрузочный LiveDVD, выключаем систему.  Теперь можете переходить к следующей статье, посвящённую пошаговому восстановлению из подобного бэкапа.

root@mx1:/home/demo/Desktop# sync
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs filesystem sync /mnt/sda3
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# btrfs filesystem sync /mnt/sdb1
root@mx1:/home/demo/Desktop# 
root@mx1:/home/demo/Desktop# ls /mnt/sdb1/backup_7_11_21
home_bp  root_bp
root@mx1:/home/demo/Desktop#