Главная Storages, Новое Обзор технологий создания снимков томов (volume snapshot)
  • Обзор технологий создания снимков томов (volume snapshot)

    data_disk Самая, пожалуй, важная и интересная возможность в реализации систем хранения данных всех уровней — это технология создания снимков, или, как их называют, снапшотов томов. Принцип методов создания снимков очень прост — в заданный момент времени создается полная копия тома, который доступен только для чтения и доступ к которому можно получить в любой момент времени.

    Одно из самых оригинальных решений в области создания снимков томов было организовано следующим образом — записанные ранее блоки данных не должны перезаписываться. Запись всех изменений производится в новые, свободные блоки носителя. Таким образом, при наличии свободного места можно создать практически любое количество снимков системы, каждый из которых будет представлять собой состояние системы (тома) на момент снятия снимка.

    Так как такая технология создания снапшотов основана на запрете записи в уже записанные блоки носителя, время создания снапшота не зависит от объема данных на томе. Ведь при создании слепка ничего и никуда не копируется. Это одно из самых важных и нужных преимуществ этой технологии.

    Изначально это технологическое решение было реализовано компанией Network Appliance и запатентовано под названием Snapshot™.


    Реализация технологии в каждом конкретном случае зависит от используемой файловой системы.

    В системах NetApp/IBM используется файловая система WAFL (Write Anywhere File Layout), которая изначально была построена на принципе неперезаписываемых блоков данных. В случае необходимости перезаписи файла или его части из пула свободных блоков адресов выделяется пространство для записи, при этом в таблице размещения файлов ставится указатель со старого блока на новый. В момент создания слепка старый блок данных помечается как принадлежащий конкретному слепку системы, и он остается неизменным все время.

    В связи с этим появилась возможность делать так называемые инкрементальные снапшоты по технологии block-incremental snapshot. По сути дела, каждый последующий слепок системы представляет из себя зафиксированную разницу между двумя состояниями системы — прошлым слепком и тем состоянием, которое мы имеем на данный момент. Это позволяет избегать дублирования информации, копирования ее с места на место и, тем самым, позволяет экономить ресурсы системы, такие как процессорное время и свободное место на носителях.

    При этом снимки томов через специальное пространство имен доступны как помеченные “только-для-чтения” тома, и могут быть перенесены на другой носитель для обеспечения длительной сохранности данных (Continuous Data Protection), например, на ленту.

    Подобный подход является отличительной особенностью продуктов NetApp от прочих систем хранения данных других производителей, где реализован другой подход. Используемая в данном случае технология носит название блочного снимка и основана на копировании/переносе на другое место данных всего блокового устройства (block device) в случае перезаписи блоков.  Очевидно, что по производительности и удобству такая реализация проигрывает реализации на уровне самой файловой системы, так как, в данном случае, тратятся ресурсы системы на перенос информации в новое место для сохранения целостности снимка.

    Теперь рассмотрим возможность программной реализации снимков томов, т.е.  на уровне файловых систем ОС.

    В операционных системах семейства Linux существует менеджер логического раздела, в котором реализована поддержка снимков томов. По сути, это программная реализация технологии получения блочных снапшотов.

    В файловой системе NTFS реализация слепков и доступ к ним реализуется через службу теневого копирования томов (Volume Shadow Copy), которая, хоть и реализована на программном уровне, очень схожа по схеме реализации с оригинальной технологией Snapshot™ и предоставляет широкие возможности по обеспечению целостности и сохранности данных.

    Файловая система от Sun, ZFS — имеет гибридную реализацию, которая отслеживает чтение-запись снапшотов на блоковом уровне, но создает разветвленные наборы файлов, известные пользовательским приложениям как «клоны».

    Как видно из описанного, система создания слепков томов на уровне файловых систем дает огромный выигрыш в скорости реализации и экономии ресурсов, чем обычная система прямого бэкапа. Однако, как обычно и бывает, лучшим методом сохранности целостности данных является комбинация обоих методов.

    Minus

    http://blogs.sysfaq.ru/minus/

    • Рубрика: Storages,Новое
    • Автор: Minus
    • Дата: Вторник 16 Июн 2009

Опубликовать

Я не робот.