rsync算法

最近在学习rsync工具的核心算法,主要参考的是collshell上的一篇文章。

rsync主要解决的是文件的同步问题,比如有A,B两台机器,要把A上的一个文件src更新到B上,假如B上已经有一个较旧的版本dest,这时怎么传输最省流量。

用过svn等版本工具的都知道,只需要把差异化的部分传输过去就够了,比如src比dest就多了一行内容,那么把这一行传输过去就够了,也就是文件做diff。可是现在有一个问题,src与dest分别在两台不同的机器上,而文件要做diff,得同时有两个文件才行,这就相当于要先把dest传回给A,这恐怕不是我们想要的。

有什么更好的办法呢?

可以把文件分块,比如128字节一个块,然后这个块的内容计算一个hash值,dest文件做了这些事情后,把hash信息发送到src处,src也这样干,然后两者逐一匹配,不就知道哪一块不同,然后就可以把差异传过去了,对吧。

问题来了,如果src文件在某个地方增加了一个字母A,这样分块的时候,src计算出来的hash值,整个都错乱了,会传输很多无用的数据,其实我们应该只需要传输一个字母A给dest,怎么解决呢?

采取一个滑动窗口的形式,比如分块是128字节,src先计算第一个块的hash值,如果在dest发过来的hash信息中找到了,得到这个块的id,如果没找到,把窗口向后移动一个字节,继续计算该block的hash信息,到dest发来的信息中匹配,同上了。

大概流程:

1.dest文件分块,计算两个信息,一个弱的校验hash,一个强的md5hash,带上块id,发送到src处。

2.src计算第一个块的弱hash值,到dest发来的hash信息中查找:

3.如果找到,很好,说明这一块的内容很有可能在dest中存在,计算块的md5进行强校验。

4.如果没有找到,说明该块有差异化内容,窗口往后滑动一个字节,计算该块的弱hash值,即重复步骤2

最后发给dest的信息是这样的:

 10|tttt|1|2|5|8|ddddd|1

其中数字表示块id,其他为差异化内容,dest收到这些信息后,自己重组文件,收工。

其最核心的内容为:窗口往后滑动一个字节计算弱hash值的时候,不再是手动计算,而是可以根据前一个窗口的hash信息推算出来,这样效率要高很多。假设 h(i,j)表示字节i到j的hash信息,那么h(i+1,j+1)可以根据 A[i],h(i,j),A[j+1]计算出来,我采用的是zlib的adler32算法。

写了个测试代码:

https://github.com/xiaocc2012/rsync

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