UNIX應(yīng)用系統(tǒng)備用機(jī)構(gòu)建方式探討

摘 要：UNIX系統(tǒng)被廣泛地用于政府、銀行、企事業(yè)單位等各種重要應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。這些系統(tǒng)的機(jī)器配置，很多都采用一主一備方式，并且從硬件、軟件上都要求主備機(jī)保持高度一致，使之具有全部或局部的可置換性。本文提出了多種備用機(jī)構(gòu)建方法，包括GHOST對(duì)拷，UNIX下dd命令對(duì)拷，以及特殊情況下硬件不一致時(shí)的文件目錄對(duì)拷方法。既解決了舊系統(tǒng)因使用年限較長可能產(chǎn)生的安裝資料缺失問題，同時(shí)又能大大縮短裝機(jī)時(shí)間，具有很好的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：UNIX；主備機(jī)對(duì)拷；系統(tǒng)備份

中圖分類號(hào)：TP316.81

UNIX被廣泛地用于政府、銀行、企事業(yè)單位等各種重要應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。這些系統(tǒng)的機(jī)器配置，很多采用一主一備方式，即一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)一臺(tái)備用機(jī)，并且從硬件、軟件上都要求主備機(jī)保持高度一致，使之具有全部或局部的可置換性。在實(shí)際工作中，常常因?yàn)樾孪到y(tǒng)建設(shè)或在用系統(tǒng)崩潰而需要構(gòu)建備用機(jī)，尤其是當(dāng)主備機(jī)協(xié)同工作很長時(shí)間以后，安裝軟件或資料可能已經(jīng)缺失，采用常規(guī)的安裝方法很難實(shí)現(xiàn)，而如果采用硬盤對(duì)拷方式，既解決了上述問題，同時(shí)又能將枯燥漫長的裝機(jī)過程大大縮短。

有兩種比較常用的對(duì)拷方法，一種是在windows環(huán)境下，采用GHOST工具進(jìn)行對(duì)拷；一種是在UNIX環(huán)境下，采用dd命令進(jìn)行硬盤設(shè)備文件對(duì)拷，下面筆者一一進(jìn)行介紹。

1 采用GHOST方式實(shí)現(xiàn)對(duì)拷

GHOST是美國賽門鐵克公司旗下的一款非常出色的硬盤備份還原工具，又稱之為克隆軟件，支持將分區(qū)或硬盤備份到一個(gè)擴(kuò)展名為.gho的鏡像文件里，或者直接備份到另一個(gè)分區(qū)或硬盤里，同時(shí)支持相應(yīng)的系統(tǒng)還原。對(duì)于UNIX系統(tǒng)硬盤而言，可先將源盤做成鏡像，然后將鏡像文件恢復(fù)到目標(biāo)硬盤（Image to Disk），也可以采用硬盤對(duì)硬盤（disk to disk）的方式進(jìn)行對(duì)拷。

具體方法在很多文章里已有介紹，這里不贅述。但筆者不推薦這種方式，一是因?yàn)镚HOST名為克隆，但實(shí)際上在拷貝時(shí)對(duì)于主引導(dǎo)扇區(qū)和分區(qū)表的寫入并不完全忠實(shí)于原盤，這樣可能會(huì)造成一些應(yīng)用程序或整個(gè)系統(tǒng)不能正常使用。二是由于采用了第三方軟件，需要提防病毒（尤其是主引導(dǎo)區(qū)病毒比較多），一旦感染病毒可能會(huì)造成災(zāi)難性后果。三是GHOST對(duì)分區(qū)內(nèi)容是傻瓜型的對(duì)拷，靈活性差。

2 采用UNIX系統(tǒng)下的dd命令實(shí)現(xiàn)對(duì)拷

UNIX系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是將所有設(shè)備作為文件進(jìn)行管理，并將設(shè)備文件放置在/dev目錄下，這樣，只要對(duì)設(shè)備文件進(jìn)行操作就能簡單地完成對(duì)硬盤的使用和管理，比如cp readme /dev/lp0將readme文件從打印機(jī)印出，echo 你好嗎 >/dev/tty01將在控制臺(tái)發(fā)送一條“你好嗎”的信息。看到這里也許有人會(huì)問，我們用cp 硬盤1 硬盤2是不是就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)硬盤對(duì)拷？基本上就是這樣，但是我們不用cp，而是用dd。這兩個(gè)指令都是拷貝命令，dd是以塊為單位和順序進(jìn)行原汁原味地對(duì)拷，不管有沒有數(shù)據(jù)所都會(huì)進(jìn)行讀寫，是一種克??；而cp是普通的文件操作，有數(shù)據(jù)才會(huì)讀寫，所以cp可能會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)盤和源盤不一致。dd命令的完整用法可參閱UNIX命令手冊(cè)，最常見的用法如下。

dd if=file1 of=file2 bs=size

其中if=輸入文件名

of=輸出文件名

bs=每次讀寫的塊大小，size可以寫1024，1k，1m等等，缺省是512字節(jié)。

這是硬盤對(duì)拷的靈魂，但是，在采用dd對(duì)拷硬盤之前，我們還必須先作好一些準(zhǔn)備工作，下面筆者以SCO Unix OpenServer為例簡要介紹硬盤對(duì)拷的步驟。

第一步，將目標(biāo)盤掛接到原計(jì)機(jī)算上，并以源盤啟動(dòng)，然后以超級(jí)用戶進(jìn)入單用戶模式。

第二步，在命令行方式下輸入mkdev hd命令創(chuàng)建第二硬盤。命令執(zhí)行過程中要正確填寫第二硬盤所處的硬盤控制器、位置等信息，而對(duì)分區(qū)表、交換區(qū)等參數(shù)可以不用填寫，直接跳過就行了，因?yàn)楹竺鎸⑦M(jìn)行完整的硬盤對(duì)拷，這些信息在拷貝時(shí)會(huì)復(fù)制過來的。

第三步，輸入并執(zhí)行dd if=/dev/rdsk/0s0 of=/dev/rdsk/1s0 bs=1024k。這里面/dev/rdsk/0s0是第一塊硬盤整個(gè)硬盤的設(shè)備文件，/dev/rdsk/1s0是第二塊硬盤整個(gè)硬盤的設(shè)備文件。這一命令執(zhí)行可能需要幾分甚至幾十分鐘的時(shí)間。

第四步，關(guān)機(jī)，將已拷貝好的硬盤安裝到備用機(jī)并啟動(dòng)，這時(shí)會(huì)提示系統(tǒng)根文件系統(tǒng)需要清理，一路按y執(zhí)行完畢即可。為什么會(huì)出現(xiàn)文件系統(tǒng)清理呢，是因?yàn)樵诳截惖臅r(shí)候，第一塊盤并未關(guān)機(jī)，導(dǎo)致第二塊盤拷貝到的是未正常關(guān)機(jī)的系統(tǒng)。

注意：在上述操作時(shí)要特別小心，因?yàn)樵趩斡脩裟Ｊ较?，系統(tǒng)處于超級(jí)用戶狀態(tài)下，權(quán)限非常大，所有命令都將被執(zhí)行。而每個(gè)硬盤有很多設(shè)備文件，名稱相似，千萬別搞錯(cuò)了，例如，同目錄下的0s1表示第1塊硬盤第1個(gè)分區(qū)， 1s1表示第2塊硬盤第1個(gè)分區(qū)，依次類推。如果拷錯(cuò)文件，當(dāng)然會(huì)得到非預(yù)期的結(jié)果，而一旦反向拷貝（將第二硬盤拷貝到第一硬盤），將引起整個(gè)系統(tǒng)崩潰，必須慎甚之又慎。

3 如果源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)硬件不一致怎么辦

以上是生產(chǎn)機(jī)和備用機(jī)硬件完全一致的情況，但是在現(xiàn)實(shí)情況下，由于使用年限過久往往導(dǎo)致一些設(shè)備損壞，從而使得維修后或新購的備機(jī)與生產(chǎn)機(jī)不一樣。如果僅僅是硬盤大小不一致，只要目標(biāo)盤不比源盤小，甚至目標(biāo)盤只要不比源盤已用空間小都可以用dd命令進(jìn)行硬盤對(duì)拷，而目標(biāo)盤在第一次啟動(dòng)時(shí)總會(huì)執(zhí)行fsck命令進(jìn)行文件系統(tǒng)清理和修復(fù)。

但如果目標(biāo)主機(jī)和源主機(jī)的機(jī)型或部分硬件（比如網(wǎng)卡）產(chǎn)生不一致時(shí)，這種簡單的硬盤對(duì)拷就行不通了，因?yàn)橛布灰粯?，?qū)動(dòng)程序就不一樣，那么，這個(gè)時(shí)候還有辦法嗎？有！那就是采取有選擇性的文件目錄對(duì)拷。

UNIX文件系統(tǒng)中文件擺放都有一定的規(guī)范，以SCO OpenServer為例，用戶home目錄和應(yīng)用系統(tǒng)程序一般放置在/usr目錄下，還有一些與應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)的重要配置則放置在/etc目錄下。那么，我們?cè)谡也坏綉?yīng)用系統(tǒng)安裝軟件或忘記應(yīng)用系統(tǒng)配置參數(shù)時(shí)，可以按照下述方法進(jìn)行文件對(duì)拷。

第一步，在備用機(jī)上用系統(tǒng)安裝盤安裝UNIX系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫（如果需要）和相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序。

第二步，將備用機(jī)硬盤取下來掛接到生產(chǎn)機(jī)上，啟動(dòng)并進(jìn)入單用戶模式。

第三步，執(zhí)行mount /dev/rdsk/1s0 /mnt，將備用機(jī)硬盤的根文件系統(tǒng)裝載到/mnt目錄下。

第四步，采用文件對(duì)拷恢復(fù)應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括：

cp –rf /usr /mnt/usr，拷貝源盤/usr目錄下所有文件和目錄，其中-rf選項(xiàng)的作用是拷貝子目錄，且自動(dòng)覆蓋已存在的文件。

cp /etc/hosts /mnt/etc 拷貝主機(jī)名映射文件。

cp /etc/rc* /mnt/etc

cp -rf /etc/rc.d /mnt/etc拷貝啟動(dòng)文件。/etc/rc文件在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，這些文件一般與具體應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)。

cp /etc/passwd /mnt/etc

cp /etc/shadow /mnt/etc 拷貝用戶信息。UNIX系統(tǒng)的用戶信息都放在/etc下的passwd和shadow文件里。

cp /etc/services /mnt/etc 拷貝服務(wù)端口配置文件。很多應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)對(duì)服務(wù)端口進(jìn)行限制，例如很多系統(tǒng)會(huì)限制telnet、rlogin服務(wù)。

第五步，執(zhí)行umount /mnt命令卸載每二塊硬盤，關(guān)機(jī)，將目標(biāo)硬盤裝回到原備用機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓偉，賀也平.類Unix文件系統(tǒng)中TOCTTOU缺陷的靜態(tài)分析方法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2011（08）.

作者簡介：莫衛(wèi)平（1967.4-），男，湖南邵陽人，本科，工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。

作者單位：中國人民銀行邵陽市中心支行，湖南邵陽 422000