シェルスクリプトでrsyncバックアップの世代管理を実装する方法｜古い世代を自動削除してディスク枯渇を防ぐ設計パターン

この記事のポイント

・世代管理は「削除ルール」を追加するだけでディスク枯渇を自動で防ぐ設計
・YYYYMMDD-HHMMSS形式のディレクトリ名はsortの文字列順が時系列順になる
・sha256sumでバックアップ整合性を検証し、サイレントな破損を事後検出できる
・trap ERRとmailコマンドで失敗時の自動メール通知をスクリプトに組み込める
・flockで二重起動を防ぎ、rsync --link-destとハードリンクで実質的な差分バックアップを作れる
・--link-dest方式なら各世代が完全コピーに見えるため、任意の世代から単純なrsyncでリストアできる

#!/bin/bash
# よくある問題スクリプト（反面教師）
rsync -av /var/www/html/ /backup/html/

# date コマンドで YYYYMMDD-HHMMSS 形式の文字列を取得する
$ date +%Y%m%d-%H%M%S
20260806-020015

# /mnt/backup 配下の世代一覧（sort で時系列順に並ぶ）
$ ls -d /mnt/backup/2*/ | sort
/mnt/backup/20260801-020003/
/mnt/backup/20260802-020007/
/mnt/backup/20260803-020001/
/mnt/backup/20260804-020009/
/mnt/backup/20260805-020015/
/mnt/backup/20260806-020018/  # 最新

#!/bin/bash
set -euo pipefail

# ===== 設定（ここだけ変更する） =====
SRC="/var/www/html"          # バックアップ元
BACKUP_DIR="/mnt/backup"     # バックアップ先（親ディレクトリ）
GENERATION=7                 # 保持する世代数
LOG_FILE="/var/log/backup-rotation.log"
NOTIFY_MAIL="admin@example.com"
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin
export PATH
# =====================================

#!/bin/bash
# 世代削除関数
# 引数1: バックアップ親ディレクトリ  引数2: 保持する世代数
rotate_backups() {
  local backup_parent="$1"
  local keep="$2"

  # 名前順（=時系列順）でソートし、末尾keep件を除いた行（古い世代）を削除
  ls -d "${backup_parent}"/2*/ 2>/dev/null \
    | sort \
    | head -n -"${keep}" \
    | while IFS= read -r old_dir; do
        echo "[INFO] 削除: ${old_dir}"
        rm -rf "${old_dir}"
      done
}

# 動作確認: /mnt/backup 配下の最新7世代を保持し、残りを削除
rotate_backups "/mnt/backup" 7

$ bash rotate_test.sh
[INFO] 削除: /mnt/backup/20260728-020001/
[INFO] 削除: /mnt/backup/20260729-020003/
[INFO] 削除: /mnt/backup/20260730-020002/

$ ls /mnt/backup/ | sort
20260731-020004/
20260801-020007/
20260802-020009/
20260803-020001/
20260804-020015/
20260805-020012/
20260806-020018/
# 最新7世代が残り、7/28・7/29・7/30が削除された

#!/bin/bash
take_backup() {
  local src="$1"
  local backup_parent="$2"

  # バックアップ元の確認（存在しないディレクトリをrsyncすると既存バックアップを消す危険がある）
  if [ ! -d "${src}" ]; then
    echo "[ERROR] バックアップ元が見つかりません: ${src}" >&2
    return 1
  fi

  local datedir
  datedir="$(date +%Y%m%d-%H%M%S)"
  local dest="${backup_parent}/${datedir}"

  mkdir -p "${dest}"

  rsync -av --delete --exclude='*.tmp' --exclude='*.log' \
    "${src}/" "${dest}/"
  local rc=$?

  if [ "${rc}" -ne 0 ]; then
    echo "[ERROR] rsync 失敗（終了コード: ${rc}）。不完全なバックアップを削除します。" >&2
    rm -rf "${dest}"
    return 1
  fi

  echo "[INFO] バックアップ完了: ${dest}"
  return 0
}

#!/bin/bash
set -euo pipefail

# ===== 設定 =====
SRC="/var/www/html"
BACKUP_DIR="/mnt/backup"
GENERATION=7
LOG_FILE="/var/log/backup-rotation.log"
NOTIFY_MAIL="admin@example.com"
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin
export PATH
# ================

# ===== ログ設定 =====
mkdir -p "$(dirname "${LOG_FILE}")"
exec > >(tee -a "${LOG_FILE}") 2>&1

log() {
  echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] $*"
}

# ===== 異常終了時に不完全なバックアップを削除 =====
CURRENT_DEST=""
cleanup() {
  local exit_code=$?
  if [ "${exit_code}" -ne 0 ] && [ -n "${CURRENT_DEST}" ] && [ -d "${CURRENT_DEST}" ]; then
    log "[WARN] 異常終了（exit: ${exit_code}）。不完全な ${CURRENT_DEST} を削除します"
    rm -rf "${CURRENT_DEST}"
  fi
}
trap cleanup EXIT

# ===== エラー通知 =====
notify_error() {
  local exit_code=$?
  local line_no=$1
  local msg
  msg="$(log "バックアップ失敗: ${SRC}")
終了コード: ${exit_code}  行番号: ${line_no}
ログ: ${LOG_FILE}"
  printf '%b' "${msg}" >&2
  printf '%b' "${msg}" | mail -s "[ALERT] バックアップ失敗: $(hostname)" "${NOTIFY_MAIL}"
}
trap 'notify_error $LINENO' ERR

take_backup() {
  [ -d "${SRC}" ] || { log "[ERROR] バックアップ元が見つかりません: ${SRC}"; exit 1; }
  local datedir
  datedir="$(date +%Y%m%d-%H%M%S)"
  CURRENT_DEST="${BACKUP_DIR}/${datedir}"

  mkdir -p "${CURRENT_DEST}"
  log "バックアップ開始: ${SRC} -> ${CURRENT_DEST}"

  if rsync -av --delete --exclude='*.tmp' --exclude='*.log' \
       "${SRC}/" "${CURRENT_DEST}/" >> "${LOG_FILE}" 2>&1; then
    log "バックアップ成功: ${CURRENT_DEST}"
  else
    local rc=$?
    log "[ERROR] rsync 失敗（終了コード: ${rc}）"
    exit 1
  fi
}

rotate_backups() {
  log "世代管理: 最新${GENERATION}世代を保持して古いものを削除します"

  ls -d "${BACKUP_DIR}"/2*/ 2>/dev/null \
    | sort \
    | head -n -"${GENERATION}" \
    | while IFS= read -r old_dir; do
        log "削除: ${old_dir}"
        rm -rf "${old_dir}"
      done
}

main() {
  log "===== バックアップ処理を開始 ====="
  take_backup
  rotate_backups
  log "===== バックアップ処理が完了 ====="
}

main

$ sudo bash backup-rotation.sh
[2026-08-06 02:00:14] ===== バックアップ処理を開始 =====
[2026-08-06 02:00:14] バックアップ開始: /var/www/html -> /mnt/backup/20260806-020014
[2026-08-06 02:01:52] バックアップ成功: /mnt/backup/20260806-020014
[2026-08-06 02:01:52] 世代管理: 最新7世代を保持して古いものを削除します
[2026-08-06 02:01:52] 削除: /mnt/backup/20260730-020003/
[2026-08-06 02:01:53] ===== バックアップ処理が完了 =====

$ ls /mnt/backup/ | sort
20260731-020004/  20260802-020007/  20260804-020009/  20260806-020014/
20260801-020003/  20260803-020001/  20260805-020015/
# 7世代が保持され、20260730が削除された

#!/bin/bash
# バックアップ後の整合性確認関数（サンプル検証版）
verify_backup() {
  local src="$1"
  local dest="$2"
  local sample=20   # チェックするファイル数の上限
  local failed=0

  while IFS= read -r src_file; do
    local rel_path="${src_file#${src}/}"
    local dest_file="${dest}/${rel_path}"

    if [ ! -f "${dest_file}" ]; then
      echo "[WARN] バックアップ先に存在しません: ${rel_path}" >&2
      failed=$((failed + 1))
      continue
    fi

    local src_sum dest_sum
    src_sum=$(sha256sum "${src_file}" | awk '{print $1}')
    dest_sum=$(sha256sum "${dest_file}" | awk '{print $1}')

    if [ "${src_sum}" != "${dest_sum}" ]; then
      echo "[ERROR] チェックサム不一致: ${rel_path}" >&2
      echo "  元: ${src_sum}  先: ${dest_sum}" >&2
      failed=$((failed + 1))
    fi
  done < <(find "${src}" -type f | sort | head -n "${sample}")

  if [ "${failed}" -eq 0 ]; then
    echo "[INFO] 整合性確認OK（サンプル${sample}件）"
    return 0
  else
    echo "[ERROR] ${failed}件でチェックサム不一致" >&2
    return 1
  fi
}

# main 関数内でバックアップ成功直後に呼び出す
main() {
  log "===== バックアップ処理を開始 ====="
  take_backup
  verify_backup "${SRC}" "${CURRENT_DEST}"   # 整合性確認を追加
  rotate_backups
  log "===== バックアップ処理が完了 ====="
}

# ハードリンクになっているファイルを stat で確認する
$ stat /mnt/backup/20260806-020014/index.html
  File: /mnt/backup/20260806-020014/index.html
  Size: 4096
Device: fd01h/64769d  Inode: 2621441   Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)

take_backup_incremental() {
  local datedir
  datedir="$(date +%Y%m%d-%H%M%S)"
  local dest="${BACKUP_DIR}/${datedir}"

  # 直前の世代（最新のバックアップディレクトリ）を取得
  local latest
  latest=$(ls -d "${BACKUP_DIR}"/2*/ 2>/dev/null | sort | tail -n 1)

  mkdir -p "${dest}"

  if [ -n "${latest}" ]; then
    # --link-dest: latest内と内容が同じファイルはハードリンクで参照
    rsync -av --delete --link-dest="${latest}" "${SRC}/" "${dest}/"
  else
    # 初回（直前世代なし）はフルコピー
    rsync -av --delete "${SRC}/" "${dest}/"
  fi
}

LATEST="${BACKUP_DIR}/latest"   # 最新世代へのシンボリックリンク

if [ -d "${LATEST}" ]; then
  rsync -av --delete --link-dest="${LATEST}" "${SRC}/" "${dest}/"
else
  rsync -av --delete "${SRC}/" "${dest}/"
fi

# バックアップ成功後にlatestリンクを更新
ln -nsfv "${dest}" "${LATEST}"

# 各世代を個別確認（ハードリンク込みなので大きく見える）
$ du -sh /mnt/backup/*/
1.2G    /mnt/backup/20260804-020009/
1.2G    /mnt/backup/20260805-020015/
1.2G    /mnt/backup/20260806-020014/

# /mnt/backup 全体の実際のディスク消費量
$ du -sh /mnt/backup/
1.4G    /mnt/backup/
# フルコピー3件なら3.6Gのはずが、差分分だけで済んでいる

# 本番を上書きする前にまず --dry-run で確認する（重要）
$ rsync -av --dry-run \
    /mnt/backup/20260803-020001/ \
    /var/www/html/

# 問題なければ --dry-run を外して実行
$ sudo rsync -av \
    /mnt/backup/20260803-020001/ \
    /var/www/html/

# スクリプトを配置して実行権限付与
$ sudo cp backup-rotation.sh /usr/local/bin/backup-rotation.sh
$ sudo chmod 750 /usr/local/bin/backup-rotation.sh

# rootのcrontabを編集
$ sudo crontab -e
# 毎日午前2時に実行（flockで二重起動防止・出力はスクリプト側で管理）
0 2 * * * /usr/bin/flock -n /var/lock/backup.lock /usr/local/bin/backup-rotation.sh >/dev/null 2>&1

# 手動実行
$ sudo bash /usr/local/bin/backup-rotation.sh

# バックアップ先の世代数を確認（GENERATION変数の値と一致するか）
$ ls -d /mnt/backup/2*/ | wc -l
7

# 最古世代と最新世代を確認
$ ls -d /mnt/backup/2*/ | sort | head -n 1
/mnt/backup/20260731-020004/   # 最古

$ ls -d /mnt/backup/2*/ | sort | tail -n 1
/mnt/backup/20260806-020014/   # 最新

# set -euo pipefail の直後に追加する
mkdir -p "$(dirname "${LOG_FILE}")"
exec > >(tee -a "${LOG_FILE}") 2>&1
echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] バックアップ開始: ${SRC}"

$ cat /var/log/backup-rotation.log
[2026-08-06 02:00:14] ===== バックアップ処理を開始 =====
[2026-08-06 02:00:14] バックアップ開始: /var/www/html -> /mnt/backup/20260806-020014
[2026-08-06 02:01:52] バックアップ成功: /mnt/backup/20260806-020014
[2026-08-06 02:01:52] 世代管理: 最新7世代を保持して古いものを削除します
[2026-08-06 02:01:53] ===== バックアップ処理が完了 =====

notify_error() {
  local exit_code=$?
  local line_no=$1
  local msg
  msg="[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] バックアップ失敗: ${SRC}"
  msg="${msg}
終了コード: ${exit_code}  行番号: ${line_no}"
  msg="${msg}
ログ: ${LOG_FILE}"
  printf '%b' "${msg}" >&2
  printf '%b' "${msg}" | mail -s "[ALERT] バックアップ失敗: $(hostname)" "${NOTIFY_MAIL}"
}

trap 'notify_error $LINENO' ERR

件名: [ALERT] バックアップ失敗: web-server-01
本文:
[2026-08-06 02:00:07] バックアップ失敗: /var/www/html
終了コード: 1  行番号: 48
ログ: /var/log/backup-rotation.log

# NG: バックアップが0件の場合にエラー終了する
ls -d "${BACKUP_DIR}"/2*/

# OK: 0件の場合はエラーを抑制して空リストを返す
ls -d "${BACKUP_DIR}"/2*/ 2>/dev/null

#!/bin/bash
# cronからも確実にrsyncを参照できるようPATHを先頭で明示する
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin
export PATH

# 8桁数字-6桁数字（YYYYMMDD-HHMMSS形式）のみを対象にする
ls -d "${BACKUP_DIR}"/[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]-[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]/ 2>/dev/null

# アクセス不可ファイルを除外してパーミッションエラーを避ける
rsync -av --delete \
  --exclude='*.tmp' \
  --exclude='*.log' \
  --exclude='/proc/' \
  --exclude='/sys/' \
  "${SRC}/" "${dest}/"

LOCK_FILE="/var/lock/backup.lock"

# ロックファイルが存在すれば前回が実行中
if [ -f "${LOCK_FILE}" ]; then
  echo "[INFO] 前回のバックアップが実行中のためスキップ" >&2
  exit 0
fi

touch "${LOCK_FILE}"
trap "rm -f ${LOCK_FILE}" EXIT  # スクリプト終了時に必ずロックを解除

# NG: verify が失敗すると set -e でスクリプト全体が終了する
for dir in "${dirs[@]}"; do
  verify_backup "${SRC}" "${dir}"   # 失敗するとここで全体終了
done

# OK: || で失敗を捕捉してエラーを記録しつつループを継続する
failed_list=()
for dir in "${dirs[@]}"; do
  if ! verify_backup "${SRC}" "${dir}"; then
    failed_list+=("${dir}")
  fi
done

if [ "${#failed_list[@]}" -gt 0 ]; then
  log "[ERROR] 整合性確認失敗: ${failed_list[*]}"
  exit 1
fi