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Wie funktionieren Hardlinks zusammen mit rsync

Immer wieder wird gefragt, wie der rsync Backup funktioniert und wie Hardlinks dazu eingesetzt werden. Der folgende Artikel beschreibt, wann Dateien im Dateisystem erstellt und gelöscht und wann Hardlinks erstellt und entfernt werden.

Hardlinks sind eine Filesystemfähigkeit, die von den Linux Filesystemen ext3 und ext4 unterstützt werden. Es sind Zeiger, die einen Dateinamen mit seinem Inhalt auf dem Filesystem verbinden. D.h. mit Hardlinks kann auf Dateien mit unterschiedlichen Namen aus unterschiedlichen Positionen im Dateibaum verwiesen werden. Der Linux Befehl ln kann z.B. dazu benutzt werden.

Bei einem ersten rsync Backup werden alle Dateien kopiert und im Backupverzeichnis gesichert. Bei dem zweiten und jedem folgenden Backup werden nur die Dateien erneut kopiert, die neu sind oder sich geändert haben, sowie gelöschte Dateien gelöscht.

Dadurch sind i.d.R. alle rsync Backups bis auf den ersten relativ schnell, sofern sich die geänderte Datenmenge in Grenzen hält.

Für alle Dateien, die sich nicht geändert haben, werden im Backupverzeichnis Hardlinks auf die Dateien erstellt, die in vorherigen Backups gesichert wurden.

Werden Dateien gelöscht, wird der Hardlink auf die vorher gesicherte Datei, die im vorherigen Backup existiert, im neuen Backup nicht mehr angelegt und somit die Datei im neuen Backup entfernt.

Dadurch hat man jederzeit immer vollen Zugriff auf einen Backupstand und unveränderte Dateien werden nicht immer wieder gesichert und belegen Plattenplatz. Dadurch spart man Backupzeit und -platz.

Eine Datei wird erst dann gelöscht, wenn sie keine Hardlinks mehr auf sich hat. Das bedeutet, solange es noch mindestens ein Backup gibt, welche auf die Datei per Hardlink verweist, wird die Datei nicht gelöscht und steht für ein Restore zur Verfügung.

Das folgende Bild zeigt einmal graphisch, wann Hardlinks und Dateien erstellt bzw. gelöscht werden. Es gibt auch ein zugehöriges Youtube Video, inklusive einer Demo am System.

In der nachfolgenden Graphik wird gezeigt, wann F2 in BD6 im Filesystem gelöscht wird. Das stimmt aber nur, wenn vorher alle Backups, die F2 beinhalteten, gelöscht wurden - also BD1 - BD5.

raspiBackup rsync

Viele Dateimanager zeigen den genutzten Speicherplatz ohne Berücksichtigung der Platzeinsparung durch Hardlinks an und somit als viel zu hoch. Das gilt besonders für Windows Dateimanager.

In der raspiBackup FAQ17 ist beschrieben, wie der wirklich belegte Speicherplatz bei der Nutzung von Hardlinks ermittelt werden kann.