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rfreezefs.8: The description of exit status 3 referred to `cookies'.
[rsync-backup] / rfreezefs.8
1 .TH rfreezefs 8 "October 2011" "rsync-backup"
2 .SH NAME
3 rfreezefs \- freeze a filesystem safely
4 .SH SYNOPSIS
5 .B rfreezefs
6 .RB [ \-n ]
7 .RB [ \-a
8 .IR address ]
9 .RB [ \-p
10 .IR loport [\fB\- hiport ]]
11 .I filesystem
12 \&...
13 .SH DESCRIPTION
14 The
15 .B rfreezefs
16 program freezes one or more mounted filesystems for a period of time,
17 and then thaws them.  For more detail on what this means, why you'd want
18 to, and how you might go about using
19 .B rfreezefs
20 to do it, see below.
21 .PP
22 The following command-line options are recognized.
23 .TP
24 .B "\-h, \-\-help"
25 Writes a help message to standard output, and exits with status 0.
26 .TP
27 .B "\-v, \-\-version"
28 Writes the version number to standard output, and exits with status 0.
29 .TP
30 .B "\-u, \-\-usage"
31 Writes a command-line usage synopsis to standard output, and exits with
32 status 0.
33 .TP
34 .BI "\-a, \-\-address=" address
35 Listen only for incoming connections to the given
36 .IR address .
37 The default is to listen for connections to any local address.
38 .TP
39 .B "\-n, \-\-not-really"
40 Don't actually freeze or thaw any filesystems; instead, write messages
41 to standard error explaining what would be done.
42 .TP
43 .BI "\-p, \-\-port-range=" loport\fR[ \- hiport \fR]]
44 Listen for incoming connections on a port between
45 .I loport
46 and
47 .IR hiport .
48 If
49 .I hiport
50 is omitted, listen for connections only on
51 .IR loport .
52 The default is to allow the kernel a free choice of local port number.
53 .PP
54 The
55 .I filesystem
56 arguments name the filesystems to be frozen.  There must be at least one
57 such argument.  It's conventional to name the filesystem mount points,
58 though actually any file or directory in the filesystem will do.  The
59 files are opened read-only.
60 .PP
61 The
62 .B rfreezefs
63 program starts, parses its command line, opens the named files, and
64 creates a listening TCP socket according to the command-line options.
65 It then prints a sequence of lines to standard output, which may have
66 one of the following forms.
67 .TP
68 .BI "PORT " port
69 Announces the TCP
70 .I port
71 number on which that
72 .B rfreezefs
73 is listening for incoming connections.
74 .TP
75 .BI "TOKEN " label " " token
76 Declares a `token': a randomly chosen string which is to be used in the
77 network connection.  The token's value is
78 .IR token :
79 token values are a sequence of non-whitespace printable ASCII
80 characters, but their precise structure is not specified.  The token
81 value will have the meaning given by the
82 .IR label ,
83 which is one of the token labels described below.
84 .TP
85 .B READY
86 Marks the end of the lines and announces that
87 .B rfreezefs
88 is ready to accept connections.
89 .PP
90 These lines may be sent in any order, except that
91 .B READY
92 is always last.  There may be many
93 .B TOKEN
94 lines.
95 .PP
96 Network communications use a simple plain-text line-oriented protocol.
97 Each line consists of a token, optionally followed by a carriage return
98 (code 13), followed by a linefeed (code 10).  No other whitespace is
99 permitted.  The tokens allowed are precisely those announced in the
100 .B TOKEN
101 lines written to
102 .BR rfreezefs 's
103 standard output.  Furthermore, only certain tokens are valid at
104 particular points in the protocol.  For reference, the token labels, and
105 the meanings of the corresponding tokens, are as follows.
106 .TP
107 .B FREEZE
108 Sent by a client to freeze the filesystems.  This must be the first
109 token transmitted by the client.  On receipt,
110 .B rfreezefs
111 will close its listening socket and any other client connections.  It
112 will then freeze the filesystems.
113 .TP
114 .B FROZEN
115 Sent by
116 .B rfreezefs
117 to indicate successful freezing of the filesystem.
118 .TP
119 .B KEEPALIVE
120 Sent periodically by the client to prevent filesystems being thawed due
121 to a timeout.  No explicit acknowledgement is sent.
122 .TP
123 .B THAW
124 Sent by the client to request thawing of the filesystems.
125 .TP
126 .B THAWED
127 Sent by
128 .B rfreezefs
129 to indicate successful thawing of the filesystems in response to
130 .BR THAW .
131 .PP
132 The high-level structure of the protocol is then as follows: the client
133 sends
134 .BR FREEZE ;
135 the server freezes and responds with
136 .BR FROZEN ;
137 the client optionally sends
138 .B KEEPALIVE
139 at intervals; the client finally sends
140 .BR THAW ;
141 and the server responds with
142 .B THAWED
143 and drops the connection.
144 .PP
145 If sufficient time passes without
146 .B rfreezefs
147 receiving either
148 .B THAW
149 or
150 .B KEEPALIVE
151 tokens, or an invalid token is received, or it receives one of a number
152 of signals \(en currently
153 .BR SIGINT ,
154 .BR SIGQUIT ,
155 .BR SIGTERM ,
156 .BR SIGHUP ,
157 .BR SIGALRM ,
158 .BR SIGILL ,
159 .BR SIGSEGV ,
160 .BR SIGBUS ,
161 .BR SIGFPE ,
162 or
163 .B SIGABRT
164 \(en then
165 .B rfreezefs
166 will thaw the filesystems and report a failure.
167 .PP
168 Diagnostics are reported to standard error.  Exit statuses have specific
169 meanings:
170 .TP
171 .B 0
172 Successful completion.  Filesystems were frozen and thawed as required.
173 .TP
174 .B 1
175 Problem with command-line arguments.  No filesystems were frozen.
176 .TP
177 .B 2
178 Environmental problem, typically a system call failure: e.g., a file
179 failed to open, or there was a problem with the network communications.
180 Either no filesystems were frozen, or all filesystems were successfully
181 thawed again.
182 .TP
183 .B 3
184 Timeout or invalid data.  Either no connections containing the
185 .B FREEZE
186 token were made in time, or no data was received for a long enough
187 period after the filesystems were frozen, or an invalid token was
188 received.  In the first case, no filesystems were frozen; in the other
189 two cases, the filesystems were successfully thawed.
190 .TP
191 .B 4
192 Crash.  The
193 .B rfreezefs
194 program received a fatal signal after it had started to freeze
195 filesystems.  Under these circumstances, it thaws the filesystems,
196 removes the signal handler, and sends itself the signal again, but if
197 that doesn't work then
198 .B rfreezefs
199 exits with this status code.  All frozen filesystems were successfully
200 thawed again.
201 .TP
202 .B 112
203 Failure during filesystem thaw (mnemonic: European emergency number).
204 Some filesystems
205 .I failed
206 to thaw, and are still frozen.  You might have some joy with
207 .BR SysRq-j ,
208 though in the author's experience that doesn't work and you'll probably
209 have to reboot.  At least your filesystems are consistent...
210 .SS Background
211 When frozen, a filesystem's backing block device is put in a consistent
212 state (as if unmounted), and write operations to it are delayed until
213 the filesystem is thawed again.  In the meantime, it's possible to take
214 a consistent snapshot of the block device.  When a filesystem is
215 directly mounted on an LVM logical volume, the kernel detects this
216 situation and automatically freezes the filesystem while the snapshot is
217 being prepared.  If the logical volume and filesystem are on separate
218 hosts, though, the filesystem must be frozen manually, which is why
219 .B rfreezefs
220 is useful.
221 .PP
222 The idea is to run
223 .B rfreezefs
224 using
225 .BR ssh (1)
226 or
227 .BR userv (1),
228 or some other means of acquiring the necessary privilege level.  You
229 read the port number and tokens, connect to the socket, and send the
230 .B FREEZE
231 token followed by a newline.  You now wait to receive the
232 .B FROZEN
233 token from
234 .BR rfreezefs .
235 Once you have received this, the filesystems are frozen: you can safely
236 take snapshots.  If this will take an extended amount of time, you
237 should send
238 .B KEEPALIVE
239 tokens to the connection at intervals in order to prevent
240 .B rfreezefs
241 from timing out and thawing the filesystems (but see the
242 .B "Security notes"
243 below).  When your snapshot is prepared, sent the
244 .B THAW
245 token, and wait for the
246 .B THAWED
247 token in response.  If this is received, the snapshot was completed
248 successfully and the filesystems are properly thawed again.  If you
249 don't receive the
250 .B THAWED
251 token then something bad might have happened (e.g., the filesystem might
252 have been prematurely thawed) and the snapshot is suspect.  If the exit
253 status is 112 then at least one filesystem is still frozen and some
254 emergency action is needed.  If you can't retrieve the exit status then
255 it's possible that your transport is blocked for trying to write to the
256 frozen filesystem (this especially likely if
257 .B /
258 or
259 .B /var
260 is frozen) and you should react as if the status was 112.
261 .SS Security notes
262 The
263 .B rfreezefs
264 program uses randomly chosen tokens to form a simple code which is
265 revealed to the caller.  It is assumed that this information is kept
266 secret from adversaries, e.g., by ensuring that it is only transmitted
267 over local pipes (as used by
268 .BR userv (1))
269 and/or secure network transports such as SSH (see
270 .BR ssh (1)).
271 The author believes that the worst possible outcome is that the host
272 wedges up because an important filesystem is frozen, and
273 .B rfreezefs
274 therefore strives to prevent that from happening.  In particular,
275 cryptographic transport implementations such as SSH may attempt to log
276 messages to frozen filesystems or otherwise wedge themselves:
277 .B rfreezefs
278 deliberately uses only kernel-implemented transports for its
279 communication needs once the filesystems are frozen.
280 .PP
281 Most of the tokens are used at most once in the protocol.  In
282 particular, the
283 .B FROZEN
284 token can't be sent by an adversary in advance of the filesystem being
285 frozen, since (under the assumption that the tokens are kept secret) it
286 only revealed in the clear after a successful freeze.  Similarly, the
287 .B THAWED
288 token is only transmitted if the filesystems are thawed as a result of a
289 .B THAW
290 request (rather than a dropped connection, timeout, or some other
291 problem).  If the client only sends the
292 .B THAW
293 request once its snapshot is complete, then a
294 .B THAWED
295 response indicates that the filesystems remained frozen until the
296 snapshot was indeed completed and therefore the snapshot is consistent.
297 .PP
298 The exception is the
299 .B KEEPALIVE
300 token, which may be sent repeatedly.  After it is first revealed, an
301 adversary can hijack the connection and replay the
302 .B KEEPALIVE
303 token to keep the filesystems frozen indefinitely.  You can recover from
304 this by severing the connection somehow, or by sending
305 .B rfreezefs
306 a signal.  It is therefore recommended that
307 .B KEEPALIVE
308 tokens not be sent unless necessary.  The timeout is currently set to
309 60s, which ought to be adequate for most snapshot mechanisms.
310 .SH BUGS
311 There ought to be a better one-time-token protocol for keepalives.  I
312 want to keep cryptography out of this program, though.
313 .SH SEE ALSO
314 .BR fsfreeze (8),
315 .BR random (4),
316 .BR lvm (8),
317 .BR ssh (1),
318 .BR userv (1).
319 .SH AUTHOR
320 Mark Wooding, <mdw@distorted.org.uk>