快照技術(shù)培訓(xùn)課件

快照技術(shù)培訓(xùn)1快照技術(shù)培訓(xùn)11目

錄2什么是快照?常見快照技術(shù)目錄2什么是快照?2什么是快照3Snapshot(http://ww/dictionary)Afullyusablecopyofadefinedcollectionofdatathatcontainsanimageofthedataasitappearedatthepointintimeatwhichthecopywasinitiated.Asnapshotmaybeeitheraduplicateorareplicateofthedataitrepresents.參考譯文：快照是特定數(shù)據(jù)集的一個(gè)完整可用拷貝，該數(shù)據(jù)集包含源數(shù)據(jù)在拷貝點(diǎn)的靜態(tài)映象；快照可以是數(shù)據(jù)再現(xiàn)的一個(gè)副本或者復(fù)制。什么是快照3Snapshot(http://www.snia3快照的價(jià)值4快速備份/恢復(fù)快照可迅速生成，并可用作傳統(tǒng)備份和歸檔的數(shù)據(jù)源，縮小甚至消除了數(shù)據(jù)備份窗口；快照存儲(chǔ)在磁盤上，可以快速直接存取，大大提高數(shù)據(jù)恢復(fù)的速度。保存多個(gè)恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)基于磁盤的快照使存儲(chǔ)設(shè)備有靈活和頻繁的恢復(fù)點(diǎn)，可以快速通過不同時(shí)間點(diǎn)的快照恢復(fù)數(shù)據(jù)。重新定義數(shù)據(jù)用途快照提供一份接近實(shí)況數(shù)據(jù)的拷貝，可供測試、歸檔、查詢使用，既保護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)又賦予備份數(shù)據(jù)新的用途?？煺盏膬r(jià)值4快速備份/恢復(fù)4常見快照技術(shù)分類5全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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mirror）差分快照寫即拷貝（CoW

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Write)寫即重定向(RoW

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Write)隨機(jī)寫(WA

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WriteAnywhere)常見快照技術(shù)分類5全拷貝快照5全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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mirror）寫操作鏡像子系統(tǒng)（陣列，邏輯卷管理器，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)）源鏡像寫操作鏡像子系統(tǒng)（陣列，邏輯卷管理器，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)）鏡像關(guān)系終止源鏡像6全拷貝快照分離鏡像（Splittingamirror）寫6分離鏡像的生命周期寫操作源鏡像鏡像卷源鏡像原始數(shù)據(jù)寫操作分離鏡像讀和備份記錄寫操作分離鏡像寫操作分離鏡像從分離鏡像備份再同步鏡像再同步源鏡像7分離鏡像的生命周期寫操作源鏡像鏡像卷源鏡像原始數(shù)據(jù)寫操作分離7全拷貝快照的特點(diǎn)8空間占用：每一次全拷貝快照需要與源盤相同大小的數(shù)據(jù)空間創(chuàng)建過程：每一次全拷貝快照都需要完全數(shù)據(jù)同步讀寫操作影響源卷的讀操作不受影響源卷的寫操作受數(shù)據(jù)同步的影響創(chuàng)建完成后，快照（卷）的讀寫操作保持最優(yōu)全拷貝快照的特點(diǎn)8空間占用：每一次全拷貝快照需要與源盤相同大8常見快照技術(shù)分類9全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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mirror）差分快照寫即拷貝（CoW

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Write)寫即重定向(RoW

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Write)隨機(jī)寫(WA

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WriteAnywhere)常見快照技術(shù)分類9全拷貝快照9CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi012345678SAN訪問陣列源卷1.寫操作（‘p’寫入塊1）pb10CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi0SAN訪問10CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefhiSAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：不一次性寫入先將塊6內(nèi)容移入日志‘z’寫入源卷012345678116ggzCoW的實(shí)現(xiàn)p源快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefhCoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊1apcdefzh6gi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：不一次性寫入先將塊6內(nèi)容移入日志‘z’寫入源卷4.從快照讀時(shí)組合索引/日志和源卷1.如果快照是可讀/寫，快照盤上的寫操作直接更新索引和日志12CoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊CoW的特點(diǎn)13源卷狀態(tài)：源卷保持最新狀態(tài)寫操作步驟：當(dāng)一個(gè)新的寫操作執(zhí)行時(shí)：首先讀出寫操作將要覆蓋地址的當(dāng)前數(shù)據(jù)將讀出數(shù)據(jù)保存至專用空間并建立索引新的寫操作執(zhí)行（寫入目標(biāo)地址）讀寫路徑影響源卷的讀路徑基本無影響源卷的寫操作受拷貝影響對(duì)快照（卷）的讀寫路徑都有影響兩次快照之間的多次寫操作第一次寫動(dòng)作，需要一次讀，二次寫操作后續(xù)的寫動(dòng)作，只需直接寫入到源卷，不再需要拷貝操作CoW的特點(diǎn)13源卷狀態(tài)：源卷保持最新狀態(tài)RoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi012345678SAN訪問陣列源卷1.寫操作（‘p’寫入塊1）pb14RoW的實(shí)現(xiàn)p源快照前寫塊1acdefghi0SAN訪問陣列RoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefghi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志6z15RoW的實(shí)現(xiàn)p源快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefgRoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊1apcdefgh6zi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志4.從快照讀時(shí)只訪問源卷檢索16RoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊RoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照前寫塊1快照后寫塊6快照gp讀塊6讀塊1apcdefhiSAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志4.從快照讀時(shí)只訪問源卷1.如果快照取消，快照日志必需全部執(zhí)行，以保證源卷的狀態(tài)更新到最新gz1701234567866zzRoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照前寫塊1快照后寫塊6快照gp讀塊6讀塊RoW的特點(diǎn)18源卷狀態(tài)：源卷狀態(tài)凍結(jié)讀寫操作步驟：到源盤的新的寫操作被存入日志（并索引）：讀源卷時(shí)，先檢索日志讀快照時(shí)，源卷需要引用當(dāng)快照取消時(shí)，寫日志必須全部執(zhí)行以與源卷保證數(shù)據(jù)狀態(tài)同步更新讀寫路徑影響源卷的寫操作基本無影響源卷的讀路徑潛在受影響快照（卷）的讀寫路徑最優(yōu)化源卷的狀態(tài)不是最新，快照卷故障將會(huì)導(dǎo)致源卷數(shù)據(jù)丟失RoW的特點(diǎn)18源卷狀態(tài)：源卷狀態(tài)凍結(jié)WAFL介紹19WAFL：是Netapp的專利文件系統(tǒng)。將底層的存儲(chǔ)空間虛擬成文件，使用inode鏈條來組織所有的零散快。Inode分為兩層：root

inode

和

inode。rootinode處于硬盤的固定位置，指向innode地址；innode位置不固定，可形成鏈?zhǔn)絠nnode存放數(shù)據(jù)文件；19WAFL介紹19WAFL：是Netapp的專利文件系統(tǒng)。將底19AFSijABCDAFSijABCD快照AFSijABCD快照A1i1AFSijABCD快照A1i1B1AFSijABCD快照A1i1B1A2i2不會(huì)覆蓋寫，數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)寫到空閑的數(shù)據(jù)塊中?；赪AFL文件系統(tǒng)的WA實(shí)現(xiàn)NetApp的快照技術(shù)是基于其WAFL文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的拷貝20AFSijABCDAFSijABCD快照AFSijABCD快20WA的特點(diǎn)21磁盤塊被虛擬化源盤使用真實(shí)塊的映射重定向新寫操作定向到空閑塊，而不是直接覆蓋塊映射反應(yīng)當(dāng)前狀態(tài)和潛在維護(hù)多個(gè)“快照”性能通常不因源盤/快照改變性能受數(shù)據(jù)碎片影響快照過程會(huì)產(chǎn)生大量的碎片，性能受影響，需要定時(shí)整理快照區(qū)大小需要預(yù)分配，并受到空間限制快照區(qū)與源數(shù)據(jù)區(qū)需要在同一個(gè)文件系統(tǒng)中，因此大小需要預(yù)分配，并受到卷大小的限制WA的特點(diǎn)21磁盤塊被虛擬化21快照技術(shù)的對(duì)比22快照技術(shù)分離鏡像COWROWWA空間占用原卷相同要求數(shù)據(jù)空間可變要求數(shù)據(jù)空間可變要求數(shù)據(jù)空間可變是否依賴原數(shù)據(jù)卷？NOYESYESYES原卷狀態(tài)最新最新凍結(jié)凍結(jié)原卷寫操作影響YES(同步鏡像影響)YES（copy影響）NONO原卷讀操作影響NONOYESYES快照卷讀寫操作影響NOYESNONO覆蓋寫NOYESYESNO快照技術(shù)的對(duì)比22快照技術(shù)分離鏡像COWROWWA空間占用原22THANKS謝謝THANKS23快照技術(shù)培訓(xùn)1快照技術(shù)培訓(xùn)124目

錄2什么是快照?常見快照技術(shù)目錄2什么是快照?25什么是快照26Snapshot(http://ww/dictionary)Afullyusablecopyofadefinedcollectionofdatathatcontainsanimageofthedataasitappearedatthepointintimeatwhichthecopywasinitiated.Asnapshotmaybeeitheraduplicateorareplicateofthedataitrepresents.參考譯文：快照是特定數(shù)據(jù)集的一個(gè)完整可用拷貝，該數(shù)據(jù)集包含源數(shù)據(jù)在拷貝點(diǎn)的靜態(tài)映象；快照可以是數(shù)據(jù)再現(xiàn)的一個(gè)副本或者復(fù)制。什么是快照3Snapshot(http://www.snia26快照的價(jià)值27快速備份/恢復(fù)快照可迅速生成，并可用作傳統(tǒng)備份和歸檔的數(shù)據(jù)源，縮小甚至消除了數(shù)據(jù)備份窗口；快照存儲(chǔ)在磁盤上，可以快速直接存取，大大提高數(shù)據(jù)恢復(fù)的速度。保存多個(gè)恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)基于磁盤的快照使存儲(chǔ)設(shè)備有靈活和頻繁的恢復(fù)點(diǎn)，可以快速通過不同時(shí)間點(diǎn)的快照恢復(fù)數(shù)據(jù)。重新定義數(shù)據(jù)用途快照提供一份接近實(shí)況數(shù)據(jù)的拷貝，可供測試、歸檔、查詢使用，既保護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)又賦予備份數(shù)據(jù)新的用途?？煺盏膬r(jià)值4快速備份/恢復(fù)27常見快照技術(shù)分類28全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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WriteAnywhere)常見快照技術(shù)分類5全拷貝快照28全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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mirror）寫操作鏡像子系統(tǒng)（陣列，邏輯卷管理器，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)）源鏡像寫操作鏡像子系統(tǒng)（陣列，邏輯卷管理器，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)）鏡像關(guān)系終止源鏡像29全拷貝快照分離鏡像（Splittingamirror）寫29分離鏡像的生命周期寫操作源鏡像鏡像卷源鏡像原始數(shù)據(jù)寫操作分離鏡像讀和備份記錄寫操作分離鏡像寫操作分離鏡像從分離鏡像備份再同步鏡像再同步源鏡像30分離鏡像的生命周期寫操作源鏡像鏡像卷源鏡像原始數(shù)據(jù)寫操作分離30全拷貝快照的特點(diǎn)31空間占用：每一次全拷貝快照需要與源盤相同大小的數(shù)據(jù)空間創(chuàng)建過程：每一次全拷貝快照都需要完全數(shù)據(jù)同步讀寫操作影響源卷的讀操作不受影響源卷的寫操作受數(shù)據(jù)同步的影響創(chuàng)建完成后，快照（卷）的讀寫操作保持最優(yōu)全拷貝快照的特點(diǎn)8空間占用：每一次全拷貝快照需要與源盤相同大31常見快照技術(shù)分類32全拷貝快照分離鏡像（Splitting

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WriteAnywhere)常見快照技術(shù)分類9全拷貝快照32CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi012345678SAN訪問陣列源卷1.寫操作（‘p’寫入塊1）pb33CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi0SAN訪問33CoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefhiSAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：不一次性寫入先將塊6內(nèi)容移入日志‘z’寫入源卷012345678346ggzCoW的實(shí)現(xiàn)p源快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefhCoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊1apcdefzh6gi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：不一次性寫入先將塊6內(nèi)容移入日志‘z’寫入源卷4.從快照讀時(shí)組合索引/日志和源卷1.如果快照是可讀/寫，快照盤上的寫操作直接更新索引和日志35CoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊CoW的特點(diǎn)36源卷狀態(tài)：源卷保持最新狀態(tài)寫操作步驟：當(dāng)一個(gè)新的寫操作執(zhí)行時(shí)：首先讀出寫操作將要覆蓋地址的當(dāng)前數(shù)據(jù)將讀出數(shù)據(jù)保存至專用空間并建立索引新的寫操作執(zhí)行（寫入目標(biāo)地址）讀寫路徑影響源卷的讀路徑基本無影響源卷的寫操作受拷貝影響對(duì)快照（卷）的讀寫路徑都有影響兩次快照之間的多次寫操作第一次寫動(dòng)作，需要一次讀，二次寫操作后續(xù)的寫動(dòng)作，只需直接寫入到源卷，不再需要拷貝操作CoW的特點(diǎn)13源卷狀態(tài)：源卷保持最新狀態(tài)RoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照前寫塊1acdefghi012345678SAN訪問陣列源卷1.寫操作（‘p’寫入塊1）pb37RoW的實(shí)現(xiàn)p源快照前寫塊1acdefghi0SAN訪問陣列RoW的實(shí)現(xiàn)p源盤快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefghi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志6z38RoW的實(shí)現(xiàn)p源快照快照前寫塊1z快照后寫塊6apcdefgRoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊1apcdefgh6zi012345678SAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志4.從快照讀時(shí)只訪問源卷檢索39RoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照快照前寫塊1快照后寫塊6gp讀塊6讀塊RoW的實(shí)現(xiàn)pz源盤快照前寫塊1快照后寫塊6快照gp讀塊6讀塊1apcdefhiSAN訪問陣列源卷快照索引和日志地址 數(shù)據(jù)寫操作（‘p’寫入塊1）產(chǎn)生快照快照后寫入‘z’到塊6：源卷塊6內(nèi)容不變‘z’寫入日志4.從快照讀時(shí)只訪問源卷1.如果快照取消，快照日志必需全部執(zhí)行，以保證源卷的狀態(tài)更新到最新gz4001234567866zzRoW的實(shí)現(xiàn)pz源快照前寫塊1快照后寫塊6快照gp讀塊6讀塊RoW的特點(diǎn)41源卷狀態(tài)：源卷狀態(tài)凍結(jié)讀寫操作步驟：到源盤的新的寫操作被存入日志（并索引）：讀源卷時(shí)，先檢索日志讀快照時(shí)，源卷需要引用當(dāng)快照取消時(shí)，寫日志必須全部執(zhí)行以與源卷保證數(shù)據(jù)狀態(tài)同步更新讀寫路徑影響源卷的寫操作基本無影響源卷的讀路徑潛在受影響快照（卷）的讀寫路徑最優(yōu)化源卷的狀態(tài)不是最新，快照卷故障將會(huì)導(dǎo)致源卷數(shù)據(jù)丟失RoW的特點(diǎn)18源卷狀態(tài)：源卷狀態(tài)凍結(jié)WAFL介紹19WAFL：是Netapp的專利文件系統(tǒng)。將底層的存儲(chǔ)空間虛擬成文件，使用inode鏈條來組織所有的零散快。Inode分為兩層：root

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