定义

存储快照

存储快照是特定时间点数据的一组引用标记。快照的作用类似于一个详细的目录表,为用户提供可以回滚的可访问的数据副本。

存储快照的工作原理

存储快照通常基于使用差分磁盘.区别磁盘是一种连接到父虚拟硬盘的特殊类型的虚拟硬盘。

当管理员创建存储快照时,底层系统创建一个与原始虚拟硬盘绑定的差异磁盘。所有以后的写操作都指向不同的磁盘,使原始虚拟硬盘保持不变的状态。文件系统完全不知道差异磁盘的存在。文件系统继续像在物理机器上一样运行。

快照具有父子关系并形成一个树。每个快照创建树的另一个分支。

快照一般为数据保护,但它们也可用于测试应用软件和数据挖掘。存储快照可用于灾难恢复(DR),当由于人为错误导致信息丢失时。如果安装了坏补丁,快照也可以用于将系统恢复到以前的状态。

快照的工作原理
快照是表示文件系统在特定时间点的样子的磁盘块。

快照技术类型

并非所有快照都基于差异磁盘。还有几种其他类型的存储快照:

写时拷贝快照存储有关原始数据位置的元数据,而不在创建快照时复制它。这些快照几乎是即时创建的,对拍摄快照的系统的性能影响很小。这使得系统的快速恢复如果程序出现故障。

写时拷贝快照中的数据与快照的确切时间一致,因此得名即写即拷. 但是,如果需要对网络或存储介质上的所有数据进行完整存档或恢复,则以前的所有快照都必须可用。每一份都在写的过程中需要一次读取和两次写入;在覆盖数据之前,数据需要被读写到不同的位置。

克隆或拆分镜像快照引用一组镜像驱动器上的所有数据。每次运行该实用程序时,都会创建整个卷的快照,而不仅仅是新的或更新的数据。这使得离线访问数据成为可能,并简化了恢复、复制或归档驱动器上所有数据的过程。这是一个较慢的过程,每个存储快照需要与原始数据相同的存储空间。

写时拷贝与背景拷贝从写时复制操作获取快照数据,并使用后台进程将数据复制到快照存储位置。这个过程创建了原始数据的镜像,被认为是写时复制和克隆的混合。

Redirect-on-write存储快照类似于写时复制,但写操作被重定向到为快照准备的存储,消除了两次写的需要。写重定向快照只写入更改的数据,而不写入原始数据的副本。删除快照时,必须将原卷上的数据复制并保持一致。创建额外的存储快照会使原始数据和快照数据的访问复杂化。

增量快照创建允许用户返回任何时间点的时间戳。可以更快地生成增量快照并且比其他类型的存储快照更频繁。因为它们不需要比原始数据占用更多的存储空间,所以可以保存更长时间。每次生成增量快照时,都会更新原快照。

VMware快照复制虚拟机磁盘文件,当虚拟机出现故障时,可以将虚拟机恢复到指定时间点。VMware快照技术用于VMware虚拟环境,通常在一个小时内删除。管理员可以对虚拟机创建多个快照,创建多个时间点的恢复点。当创建快照时,所有可写数据都变为只读。

连续数据保护

连续数据保护(CDP)使用更改的块跟踪和快照来备份系统,这种方式允许用户恢复最新的数据实例。

CDP的工作原理是在块级监控存储设备。创建或修改存储块时,该存储块的状态为自动备份.这允许用户恢复包含最近更改的数据,而如果在系统故障之前没有进行常规存储快照,则这些更新可能会丢失。

CDP还保留了发生的每一个更改的记录,因此总是有可能恢复数据的最近的干净副本。

存储快照和备份

尽管快照提供了类似备份的功能,但快照和备份彼此是非常不同的。快照并不打算取代备份,尽管许多现代备份系统都包含快照。

快照和备份

将存储快照作为大型应用程序的一部分使用有几个好处备份策略. 快照是一种快速方便的时间点恢复,备份应用程序可以使用快照来实现即时恢复等功能。尽管存储快照技术是对备份计划的有益补充,但它并不能完全取代传统备份。

快照不应该用作备份的替代有几个原因。首先,快照会对系统性能产生负面影响。对于不同的磁盘快照尤其如此。每次创建快照时,都会创建一个额外的差异磁盘。系统的读性能随着每一个额外差异磁盘的创建而降低。

快照不是合适的备份替代品的另一个原因是,快照依赖于源数据。如果源数据丢失,快照也将消失。与备份不同,快照不包含受保护数据的副本,也不做任何操作保护源数据防止由于硬件故障或存储损坏造成的损失。

备份 快照
数据保护
  • 备份包含受保护数据的可恢复副本。
  • 快照可确保以前存在的数据无法修改,但无法防止因硬件故障或其他因素而丢失。
恢复
  • 恢复操作包括将数据从备份复制回主存储。
  • 所需的时间取决于恢复的数据量。
  • 快照可用于立即将系统回滚到以前的状态。
  • 与备份不同,快照恢复很快,因为没有复制数据。
性能
  • 备份过程中,系统的读性能可能会下降,但备份完成后,系统的读性能会恢复正常。
  • 在初始备份期间,CDP备份会影响系统的性能,但后续备份对性能的影响通常可以忽略不计。
  • 只要快照存在,差异磁盘快照就会对读性能产生不利影响。
  • 性能受影响的程度取决于有多少个快照。
  • 在快照树中创建每个后续快照会进一步降低性能。

存储快照和备份如何协同工作

生产环境中使用的现代备份系统通常使用快照作为备份过程的一部分。备份活动数据库时尤其如此。如果只是将活动数据库复制到备份,则数据库中的数据可能会在备份完成之前发生更改。生成的备份将损坏。

现代备份系统会获取数据库的快照启动前一个备份。然后,备份将备份数据库在创建快照之前的存在状态。当备份过程完成时,将删除快照,并将存储在快照中的数据合并到数据库中。

这是最近更新的2021年2月

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