Снимок (компьютерное хранилище)

В компьютерных системах снимок — это состояние системы в определенный момент времени. Этот термин был придуман как аналогия с фотографией .

Обоснование

Полное резервное копирование большого набора данных может занять много времени. В многозадачных или многопользовательских системах в эти данные могут производиться записи во время резервного копирования. резервной копии Это предотвращает атомарность и приводит к неравномерности версий, что может привести к повреждению данных . Например, если пользователь перемещает файл в каталог, для которого уже создана резервная копия, то этот файл будет полностью отсутствовать на носителе резервной копии , поскольку операция резервного копирования уже была выполнена до добавления файла. Несовпадение версий также может привести к повреждению файлов, которые меняют свой размер или содержимое во время чтения.

Один из подходов к безопасному резервному копированию текущих данных — временно отключить доступ к данным на запись во время резервного копирования либо путем остановки приложений, осуществляющих доступ, либо с помощью блокировки API , предоставляемого операционной системой, для обеспечения монопольного доступа на чтение. Это приемлемо для систем с низкой доступностью (на настольных компьютерах и серверах небольших рабочих групп, на которых регулярные простои допустимы ). Однако системы высокой доступности , работающие круглосуточно и без выходных , не выдерживают перебоев в обслуживании.

Чтобы избежать простоев, системы высокой доступности могут вместо этого выполнять резервное копирование моментального снимка — только для чтения копии набора данных, замороженной в определенный момент времени , — и позволять приложениям продолжать запись в свои данные. Большинство реализаций моментальных снимков эффективны и могут создавать моментальные снимки за O(1) . Другими словами, время и операции ввода-вывода, необходимые для создания моментального снимка, не увеличиваются с увеличением размера набора данных; напротив, время и операции ввода-вывода, необходимые для прямого резервного копирования, пропорциональны размеру набора данных. В некоторых системах после того, как сделан первоначальный снимок набора данных, последующие снимки копируют только измененные данные и используют систему указателей для ссылки на исходный снимок. Этот метод снимков на основе указателей потребляет меньше места на диске, чем если бы набор данных был многократно клонирован.

Реализации

Менеджеры томов

Некоторые системы Unix имеют менеджеры логических томов с поддержкой моментальных снимков . Они реализуют копирование при записи на всех блочных устройствах путем копирования измененных блоков — «незадолго до того, как они будут перезаписаны в «родительских» томах — в другое хранилище, сохраняя таким образом самосогласованный прошлый образ блочного устройства. Файловые системы в таких образах моментальных снимков впоследствии можно будет смонтировать, как если бы они находились на носителе, доступном только для чтения.

Некоторые менеджеры томов также позволяют создавать доступные для записи снимки, расширяя подход копирования при записи за счет отделения любых блоков, измененных в моментальном снимке, от их «родительских» блоков в исходном томе. Такую схему можно также описать как выполнение дополнительных операций копирования при записи, запускаемых записью в моментальные снимки.

В Linux диспетчер логических томов (LVM) позволяет создавать снимки как для чтения, так и для чтения и записи. Снимки с возможностью записи были представлены в LVM версии 2 (LVM2). ^[1]

Файловые системы

Некоторые файловые системы, такие как WAFL , ^[а] ископаемое для Плана 9 от Bell Labs и ODS-5 , ^{[ нужна ссылка ]} внутренне отслеживать старые версии файлов и делать снимки доступными через специальное пространство имен . Другие, например UFS2 операционной системы , предоставляют API для доступа к истории файлов. В NTFS доступ к снимкам обеспечивается службой теневого копирования томов (VSS) в Windows XP и Windows Server 2003 и теневым копированием в Windows Vista . Melio FS предоставляет снимки через тот же интерфейс VSS для общего хранилища. ^[2] Снимки также доступны в файловой системе NSS ( Novell Storage Services ) в NetWare начиная с версии 4.11, а с недавних пор и на платформах Linux в продукте Open Enterprise Server .

Кластерная платформа хранения данных Isilon OneFS от EMC реализует единую масштабируемую файловую систему, которая поддерживает моментальные снимки, доступные только для чтения, на уровне файлов или каталогов. Для любого файла или каталога в файловой системе можно создать моментальный снимок, и система динамически реализует моментальный снимок копирования при записи или на определенный момент времени в зависимости от того, какой метод считается оптимальным для системы.

В Linux файловые системы Btrfs и OCFS2 поддерживают создание снимков (клонирование) отдельных файлов. Кроме того, Btrfs также поддерживает создание снимков субтомов. В AIX JFS2 также поддерживает снимки.

См. также

Примечания

^ WAFL не является файловой системой. WAFL — это формат файла, который предоставляет механизмы, позволяющие различным файловым системам и технологиям получать доступ к блокам диска.

Ссылки

^ «LVM-HOWTO» . 3.8. Снимки . tldp.org . Проверено 29 сентября 2013 г.
^ «Оптимизированное решение для хранения данных для развертываний Hyper-V в масштабе предприятия» (PDF) . Майкрософт. Март 2010. с. 15 . Проверено 25 октября 2012 г.

Внешние ссылки

Гаримелла, Нита (26 апреля 2006 г.). «Понимание и использование технологии моментальных снимков для защиты данных. Часть 1: Обзор технологии моментальных снимков» . ИБМ .
Харвуд, Майк (24 сентября 2003 г.). «Основы хранения: стратегии резервного копирования» .

[2] WAFL не является файловой системой. WAFL — это формат файла, который предоставляет механизмы, позволяющие различным файловым системам и технологиям получать доступ к блокам диска.

[1] «LVM-HOWTO» . 3.8. Снимки . tldp.org . Проверено 29 сентября 2013 г.

[3] «Оптимизированное решение для хранения данных для развертываний Hyper-V в масштабе предприятия» (PDF) . Майкрософт. Март 2010. с. 15 . Проверено 25 октября 2012 г.

[1]

[а]

[2]