磁盘快照技术- 淡水暮色- 51CTO技术博客企业库|免费b2b网站

像照相机一样，机器快门一闪，很快就把刚刚的人像停留在了相纸上。存储系统中的数据“快照”与我们生活中所说的“照片”非常相似，所不同的是，照片的对象不是人，而是数据。如同照片留住了我们过去的摸样和岁月，快照把数据在某一时刻的映像也保留了下来。因此我们可以根据快照查找数据在过去某一时刻的映像，常常用来作为增强数据备份系统的一种技术，它可以很大的缩短RTO和RPO两个指标。

磁盘快照的基本概念与磁带备份等机制有非常大的不同。在建立磁盘快照时，并不需要复制数据本身，它所作的只是通知LX Series NAS服务器将目前有数据的磁盘区块全部保留起来，不被覆写。这个通知动作只需花费极短的时间。接下来的档案修改或任何新增、删除动作，均不会覆写原本数据所在的磁盘区块，而是将修改部分写入其它可用的磁盘区块中。所以可以说，数据复制，或者说数据备份，是在平常档案存取时就做好了，而且对效能影响极低。LX Series NAS档案系统内部会建立一份数据结构，纪录磁盘快照备份及目前作用中档案系统所使用到的磁盘区块及指针，让使用者可以同时存取到主要档案系统及过去的磁盘快照版本。

快照技术的作用：主要是能够进行在线数据恢复，当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行及时数据恢复，将数据恢复成快照产生时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据，还可以利用快照进行测试等工作。　　因此，所有存储系统，不论高中低端，只要应用于在线系统，那么快照就成为一个不可或缺的功能。创建一个快照不同的设备需要不同的命令，但对于系统来说，基本都包括如下几个步骤：

　　现在，快照技术已经超越了简单的数据保护范畴。我们可以用快照进行高效且xxx的应用软件测试。用快照数据做测试，不会对生产数据造成任何的破坏。对于数据挖掘(data mining)和电子发现(eDiscovery)应用，快照也是理想的测试数据源。在灾难恢复方面，快照是一种非常有效的方法——甚至是{sx}，非常适合遭到恶意软件攻击、人为误操作和数据损坏等逻辑错误发生时的数据恢复。过去我们认为只有磁盘阵列具备快照功能，但事实上磁盘阵列只是其中之一而已。广义的快照技术通常可有7个不同类型的实现主体：

很多文件系统都支持快照功能，微软的Windows NTFS有VSS卷影拷贝服务(Volume Shadow Copy Services， Vista称作Shadow Copy);Sun Solaris的{zx1}文件系统ZFS(Zettabyte File System);Apple公司的Mac OS X 10.6(雪豹);Novell NetWare 4.11(或更高版本)的Novell Storage Services (NSS) ; Novell SUSE Linux操作系统下的OES-Linux等等。

　　“免费”是文件系统快照的优势之一，因为它集成在文件系统内部;另一个优点是非常好用，{zx1}版文件系统的快照功能通常使用起来很简单。不利的一方面是，每个文件系统都必须独立进行管理，当系统数量激增时，管理工作会变得非常繁重。想象一下，如果我们要做快照复制的话，需要给每一个文件系统都配置一套复制关系，而且还只能复制该文件系统自己的快照。此外，不同文件系统所提供的快照种类、快照频率、预留空间等参数也可能不一样，当然也包括设置、操作和管理上的差异。总之，需要管理的服务器和文件系统越多，复杂程度就越高。

　　带有快照功能的LVM也很多，比如惠普HP-UX操作系统的 Logical Volume Manager;Linux平台的Logical Volume Manager 和Enterprise Volume Management System系统 ;微软Windows 2000及后续版本自带的Logical Disk Manager系统;SUN Solaris 10操作系统的ZFS;以及赛门铁克公司的Veritas Volume Manager(注：Veritas Volume Manager是赛门铁克Veritas Storage Foundation产品的一部分)。

　　通过网络连接到NAS的计算机系统都可以使用这种标准的通用快照，包括物理服务器、虚拟机、台式机和笔记本电脑。它也非常容易操作和管理。基于NAS的快照往往同Windows Volume Shadow Copy Services(卷影复制服务VSS)、备份服务器和备份Agent等软件集成在一起使用。一些NAS厂商还为非Windows平台的数据应用系统开发了Agent代理程序。其他一些与NAS快照有关的技术还包括重复数据删除(EMC公司，FalconStor软件公司和NetApp的产品)，有些厂商甚至提供了带有自动精简配置功能的快照，目的是让快照占用的空间变得更少。

　　大多数磁盘阵列的软件系统里都含有快照功能。基于磁盘阵列的快照与基于NAS的快照有非常相似的优点，即所有与磁盘阵列相连的计算机系统都可以使用这种标准的通用快照功能，包括物理服务器、虚拟机、台式机和笔记本电脑等等。快照的实施、操作和管理也都很简单。像NAS一样，很多磁盘阵列的快照功能也可以被Windows VSS、备份服务器和备份Agent等软件直接调用。一些磁盘阵列厂商还有可供非Windows平台应用系统使用的Agent代理程序。

　　这里所说的存储虚拟化设备主要用于SAN光纤网络环境，不同于基于文件(NFS)应用的网络设备，像F5 Network公司的Acopia ARX产品就是排除在这个范畴之外的。主要的存储虚拟化软硬件设备(或融合了虚拟化功能的存储系统)包括：Cloverleaf Communication公司的Intelligent Storage Networking System (iSN);DataCore Software公司的 SANsymphony和SANmelody;EMC的Celerra Gateway blades;FalconStor公司的IPStor;HP的XP系列存储;HDS的Universal Storage Platform V/VM;IBM的SAN Volume Controller;LSI的StoreAge Storage Virtualization Manager (SVM)以及NetApp的V-Series storage controllers等等。

　　“ROW重定向写”与“COW复制写”是相对的概念，它可以避免两次写操作引起的性能损失。ROW同COW一样在空间利用方面效率非常高。那是什么让ROW快照避免了写性能的损耗?其中的原因是ROW把对数据卷的写请求重定向给了快照预留的存储空间，而写操作的重定向设计则把需要两次写才能完成的操作减少为一次写。我们知道COW的两次写包括：1、将旧数据写入快照卷;2、在数据卷写入新数据。而ROW只有写入新数据一步。

　　Clone(或split-mirror)快照所创建的是数据的完整副本。Clone(或split-mirror)快照的对象可以是一个存储卷、一个文件系统或者是一个LUN(logical unit number 逻辑单元号)。Clone快照的优点是它们具有高可用性;缺点是所有的数据都要完整的复制一份，复制的过程也不可能在瞬间完成。我们可以分割一对保持同步状态的镜像卷来启用Clone快照，分割的过程瞬间即可完成。然而，当镜像被分割成Clone快照之后，数据卷也就失去了他的同步镜像。

　　一旦REDO日志被xx，复制包含服务器文件系统的LUN的快照是安全的。在快照操作完成后，可以发出另一个命令，这个命令将REDO日志处理提交给下面的虚拟硬盘文件。当提交活动完成时，所有的日志项都将被应用，REDO文件将被删除。在执行这个操作过程中，会出现处理速度的略微下降，不过所有的操作将继续执行。但是，在多数情况下，快照进程几乎是瞬间完成的，REDO的创建和提交之间的时间非常短。热快照操作过程从表面上看基本上察觉不到服务器速度下降。在最差情况下，它看起来就是网络拥塞或超载的CPU可能造成的一般服务器速度下降。在{zh0}情况下，不会出现可察觉到的影响。

　　镜像是通过从一个I/O创建两个I/O来复制数据。磁盘镜像通过OS或卷管理软件在主系统上创建。磁盘镜像是依靠平台和本地连接特性的本地选件。镜像可用于DAS和SAN并且大多数NAS支持它。存储转发式镜像磁盘子系统（例如，EMC SRDF, IBM PPRC, Hitachi TrueCopy）主要用于SAN产品。　　复制是通过网络传输数据对象（文件、表格等）。传输是从系统到系统进行的，而不是在存储设备之间或子系统之间进行。复制一般也针对具体平台，因此用于Windows 2000复制产品的运行方式与Unix平台存在很大不同。