[转帖]rsync工作原理

1）软件简介

Rsync 是一个远程数据同步工具，可通过 LAN/WAN 快速同步多台主机间的文件。Rsync 本来是用以取代rcp 的一个工具，它当前由 Rsync.samba.org 维护。Rsync 使用所谓的“Rsync 演算法”来使本地和远程两个主机之间的文件达到同步，这个算法只传送两个文件的不同部分，而不是每次都整份传送，因此速度相当快。运行 Rsync server 的机器也叫 backup server，一个 Rsync server 可同时备份多个 client 的数据；也可以多个Rsync server 备份一个 client 的数据。

Rsync 可以搭配 rsh 或 ssh 甚至使用 daemon 模式。Rsync server 会打开一个873的服务通道（port），等待对方 Rsync 连接。连接时，Rsync server 会检查口令是否相符，若通过口令查核，则可以开始进行文件传输。第一次连通完成时，会把整份文件传输一次，下一次就只传送二个文件之间不同的部份。

Rsync 支持大多数的类 Unix 系统，无论是 Linux、Solaris 还是 BSD 上都经过了良好的测试。此外，它在windows 平台下也有相应的版本，比较知名的有 cwRsync 和 Sync2NAS。

Rsync 的基本特点如下：

可以镜像保存整个目录树和文件系统；
可以很容易做到保持原来文件的权限、时间、软硬链接等；
无须特殊权限即可安装；
优化的流程，文件传输效率高；
可以使用 rcp、ssh 等方式来传输文件，当然也可以通过直接的 socket 连接；
支持匿名传输。

2）核心算法

假定在名为 α 和 β 的两台计算机之间同步相似的文件 A 与 B，其中 α 对文件A拥有访问权，β 对文件 B 拥有访问权。并且假定主机 α 与 β 之间的网络带宽很小。那么 Rsync 算法将通过下面的五个步骤来完成：

β 将文件 B 分割成一组不重叠的固定大小为 S 字节的数据块。最后一块可能会比 S 小。
β 对每一个分割好的数据块执行两种校验：一种是32位的滚动弱校验，另一种是128位的 MD4 强校验。
β 将这些校验结果发给 α。
α 通过搜索文件 A 的所有大小为 S 的数据块（偏移量可以任选，不一定非要是 S 的倍数），来寻找与文件B 的某一块有着相同的弱校验码和强校验码的数据块。这项工作可以借助滚动校验的特性很快完成。
α 发给 β 一串指令来生成文件 A 在 β 上的备份。这里的每一条指令要么是对文件 B 经拥有某一个数据块而不须重传的证明，要么是一个数据块，这个数据块肯定是没有与文件 B 的任何一个数据块匹配上的。

3）文件级别的RSync（只传输变化的文件）工作过程：（我的理解）

* 机器A构造FileList，FileList包含了需要与机器B sync的所有文件信息对name->id,（id用来唯一表示文件例如MD5）；
* 机器A将FileList发送到机器B；
* 机器B上运行的后台程序处理FileList，构建NewFileList，其中根据MD5的比较来删除机器B上已经存在的文件的信息对，只保留机器B上不存在或变化的文件;
* 机器A得到NewFileList，对NewFileList中的文件从新传输到机器B；

4）进一步的优化存储和传输

文件级别的Rsync + Rsync对单个文件分块比较和传输：实现了文件的高效传输。

如果Server上存储有所有文件的MD5码索引的数据库 + hardlink技术：实现Server的重复文件删除，单个文件只存储一份的技术。

如果server有单个文件只存储一份的技术，（有所有文件的MD5数据库），则在Rsync传输的过程中只传输Rsync Server没有的文件，如果Rsync Server由此文件直接使用。

5）rsync有六种不同的工作模式

拷贝本地文件；当SRC和DES路径信息都不包含有单个冒号":"分隔符时就启动这种工作模式。
使用一个远程shell程序（如rsh、ssh）来实现将本地机器的内容拷贝到远程机器。当DST路径地址包含单个冒号":"分隔符时启动该模式。
使用一个远程shell程序（如rsh、ssh）来实现将远程机器的内容拷贝到本地机器。当SRC地址路径包含单个冒号":"分隔符时启动该模式。
从远程rsync服务器中拷贝文件到本地机。当SRC路径信息包含"::"分隔符时启动该模式。
从本地机器拷贝文件到远程rsync服务器中。当DST路径信息包含"::"分隔符时启动该模式。
列远程机的文件列表。这类似于rsync传输，不过只要在命令中省略掉本地机信息即可。

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