Openwrt完整备份以及exroot挂载/overlay的思考

• openwrt
• 为什么要完整备份openwrt?
  • /overlay 是什么意思呢？
• 网上的备份方法遇到的问题
  • MTD(Memory Technology Device)备份
  • 仅对 /overlay 打包备份
• 稳妥的办法:只保留设置升级，备份软件包列表，opkg恢复软件包
  • What to do:

openwrt

OpenWrt项目是一个针对嵌入式设备的Linux操作系统。OpenWrt不是一个单一且不可更改的固件，而是提供了具有软件包管理功能的完全可写的文件系统。这使您可以从供应商提供的应用范围和配置中解脱出来，并且让您通过使用适配任何应用的软件包来定制设备。对于开发人员来说，OpenWrt是一个无需围绕它构建完整固件就能开发应用程序的框架; 对于普通用户来说，这意味着拥有了完全定制的能力，能以意想不到的方式使用该设备。

项目地址

openwrt.org

为什么要完整备份openwrt?

为了无缝升级！为了能在升级的同时不丢失配置文件及软件包

总所周知，openwrt的文件系统的精华思想是overlay

/overlay 是什么意思呢？

OpenWRT 一般使用的文件系统是 SquashFS ，这个文件系统的特点就是：只读。
那，一个只读的文件系统，是怎么做到保存设置和安装软件的呢？
这里就是使用一个 /overlay 的分区，overlay顾名思义就是覆盖在上面一层的意思。
虽然原来的文件不能修改，但我们把修改的部分放在 overlay 分区上，然后映射到原来的位置，读取的时候就可以读到我们修改过的文件了。
但为什么要用这么复杂的方法呢？ OpenWRT 当然也可以使用 EXT4 文件系统，但使用 SquashFS + overlay 的方式有一定的优点。
首先 SquashFS 是经过压缩的，在路由器这种小型 ROM 的设备可以放下更多的东西。
然后 OpenWRT 的恢复出厂设置也要依赖于这个方式。在你捅 Reset 重置的时候，它只需要把 overlay 分区清空就可以了，一切都回到了刚刷进去的样子。
如果是 EXT4 文件系统，就只能够备份每个修改的文件，在恢复出厂设置的时候复制回来，十分复杂。
当然，SquashFS + overlay 也有它的缺点，修改文件的时候会占用更多的空间。
首先你不能够删除文件，因为删除文件实际上是在 overlay 分区中写入一个删除的标识，反而占用更多的空间。
另外在修改文件的时候相当于增加了一份文件的副本，占用了双份的空间。

总结来说，overlay文件系统的优点在于只记录修改量，类似于增量更新，非常适合路由器这类小ROM和RAM的嵌入式设备

网上的备份方法遇到的问题

目前网上主要有两种完整备份openwrt的方法，

MTD(Memory Technology Device)备份

查看 firmware 所对应的 mtd 编号

root@EBIN:~# cat /proc/mtd
dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00020000 00010000 "u-boot"
mtd1: 000e43ec 00010000 "kernel"
mtd2: 00eebc14 00010000 "rootfs"
mtd3: 004c0000 00010000 "rootfs_data"
mtd4: 00010000 00010000 "art"
mtd5: 00fd0000 00010000 "firmware"

使用Linux的 dd命令备份完整固件

dd if=/dev/mtd5 of=/tmp/firmware_backup.bin

连上SSH，比如刷一个新固件，将 firmware_backup.bin 上传到 /tmp 下，利用 mtd 命令恢复

mtd -r write /tmp/firmware_backup.bin firmware

仅对 /overlay 打包备份

tar -czvf /tmp/overlay_backup.tar.gz /overlay

需要恢复的时候将 overlay_backup.tar.gz 上传至 /tmp ，然后清空 /overlay 并恢复备份：

rm -rvf /overlay/* 
cd /
tar -xzvf /tmp/overlay_backup.tar.gz

稳妥的办法:只保留设置升级，备份软件包列表，opkg恢复软件包

What to do:

备份软件包列表

Make a LIST of all currently install packages:

opkg list-installed > /etc/config/my_installed_packages

将备份脚本放到CRONTAB 里面定期执行

You might want to put the command into a CRON … depending on how much you keep changing the packages on your router:

EDIT this file, which keeps track of what to SAVE during image upgrades:
/etc/sysupgrade.conf

AFTER an upgrade run this command:

勾选保留设置升级(只备份/overlay/upper/etc文件夹的内容(openwrt默认备份内容))之后，用opkg命令恢复已安装的软件包

opkg update && opkg list-installed | cut -f 1 -d ' ' | sort -u > /tmp/currentpkg && cat /etc/config/my_installed_packages | cut -f 1 -d ' ' | sort -u > /tmp/oldpkg && grep -v -F -x -f /tmp/currentpkg /tmp/oldpkg > /tmp/inst && opkg install $(cat /tmp/inst | sort -u) && rm /tmp/currentpkg /tmp/oldpkg /tmp/inst

This will compare your current (after upgrade)

exroot挂载/overlay的一些bug

严格意义上来说不算bug，不过如果你遇到的话，或许这里的解决方法能提供一些帮助

openwrt的路由器或者主机，在挂载外置SD/TF/U盘为/overlay后，如果遇到升级或者/overlay文件系统UUID不一致无法启动
原因是升级21.0.1 -> 21.0.2的openwrt后，原本作为/overlay的外置SD无法启动了，拔掉SD卡正常

分析kernel.log内核日志，其中有这么一行:
“block: extroot: UUID mismatch”

UUID和系统/etc/fstab的UUID不一致，导致无法正确挂载SD卡

原来解决了一下午找不到原因，后来查阅openwrt官方文档：

If you receive a “block: extroot: UUID mismatch” error in your logs after upgrading, remove .extroot-uuid from the volume:

mount /dev/sda1 /mnt
rm -f /mnt/.extroot-uuid /mnt/etc/.extroot-uuid
umount /mnt

官方的建议是把exroot的etc/.exroot-uuid删掉，因为这个可能是升级备份前的UUID，与现在挂载的UUID不一致

顺利解决!!!

有什么问题还是多看看官方的文档吧，从原理上解决问题，而不是把报错的Log随便扔到google/百度/stackoverflow上面一搜（简单问题除外），这样不利于解决问题，也没法学习到一些系统的底层框架的原理。