Моментальный снимок | Snapshot

Дата публикации: 1 июня 2020 г.

Содержание:

• Плюсы и минусы Snapshot (-ов)
• Создание моментальных снимков
• Snapshot Windows
• Snapshot Linux
• Snapshot VMware

* * *

Моментальный снимок (Snapshot) – это копия диска (тома/раздела) на уровне блоков физических или виртуальных систем, выполненная без остановки системных служб, включает в себя структуру папок, файлов и информацию о состоянии системы на фиксированный момент времени. Snapshot не является резервной копией, применяется/используется как временный источник для создания согласованных резервных копий. Snapshots применяют в резервном копировании баз данных или файловых систем большого объема, работающих в непрерывном режиме 24 на 7.

Плюсы /преимущества моментальных снимков (snapshots)

• Высокая производительность
• Минимальное влияние на доступность данных и производительность
• Позволяет выполнить полное восстановление системы

Минусы / недостатки моментальных снимков (snapshots)

• Не является полноценной резервной копией
• Ограничен для создания согласованных снимков некоторых приложений и баз данных
• Большое количество моментальных снимков замедляет работу системы
• Необходимость выделения места на диске для временного хранения Snapshot Snapshots (-ов)

* * *

СОЗДАНИЕ МОМЕНТАЛЬНЫХ СНИМКОВ (CREATE SNAPSHOT)

В зависимости от источника хранения данных (файловая система, менеджер дисков/томов или дисковый массив) для создания моментальных снимков применяют алгоритмы «Копирования при записи» (Copy-on-write) или «Перенаправления при записи» (Redirect-on-write), другое название «Зеркальный снимок».
Процесс создания моментальных снимков файловой системы состоит из следующих этапов:

1. Сбор метаданных и подготовка к созданию теневой копии (завершение транзакции и очистка кэша)
2. Временная остановка (заморозка) запросов на запись операций ввода-вывода в файловую систему. Перевод в состояние только чтение.
3. Создание и запись теневой копии в хранилище
   1. На том же томе для Copy-on-write
   2. На другом томе для Redirect-on-write
4. Возобновление (разморозка) запросов на запись операций ввода-вывода в файловую систему (возобновление записи приложениями данных на жесткий диск).

В процессе создания снапшота важную роль играет поставщик моментальных снимков (Snapshots Provider). В зависимости от инициатора, поставщиков делят на Hardware и Software Provider.

* * *

SNAPSHOT PROVIDER

Hardware Provider это утилита в составе системы хранения данных, которая выступает инициатором создания снимка от имени поставщик оборудования. Каждый поставщик систем хранения данных имеет свой уникальный Hardware Provider (NetApp Data ONTAP, HPE RMC, EMC Unisphere и др.). Hardware Provide является посредником между службой теневого копирования томов (VSS) и «железом», работая в связке с сетевым адаптером и контроллером хранения данных. Таким образом, нагрузка по созданию и поддержке теневой копии лежит на системе хранения данных.

В случаи программного снимка (Software Provider) программа-инициатор на системном уровне перехватывает запросы чтения / записи для операций ввода / вывода между файловой системой и менеджером томов.

Так как Software Provider создают теневые копии на уровне операционной системы, это является более универсальным методом в отличие от Hardware Provider.

* * *

SNAPSHOT WINDOWS

В Windows роль Software Provider, выполняет встроенная служба теневого копирования VSS (Volume Shadow Copy Service). VSS по умолчанию встроена в систему Windows и отвечает за создание моментальных снимков на уровне файловой системы NTFS, применяя метод «Копирования при записи» (Copy-on-write). VSS используется, как для физических систем, так и для виртуальных машин Hyper-V, включая файлы конфигурации виртуальных машин, состояние системы (system snapshot) и виртуальные жесткие диски (VHD). Как правило, большинство программ/систем резервного копирования используют службу VSS для создания своих резервных копий в Windows.

* * *

SNAPSHOT LINUX

В Linux системах роль Software Provider и поставщика моментальных снимков в зависимости от типа файловой системы (EXT, JFS, ReiserFS, XFS, Btrfs), как правило, выполняет служба Logical Volume Manager (LVM) или специальные модули ядра Linux (Samba и др.).

* * *

SNAPSHOT VMWARE

В VMware в качестве Software Provider моментальных снимков виртуальных машин отвечает диспетчер снимков (VMware Snapshot Provider). Моментальный снимок включает в себя информацию о состояние виртуальной машины, а так же все данные, хранящиеся на диске, в оперативной памяти и виртуальных устройствах. Для создания Snapshots в VMware применяется метод «Перенаправления при записи» (Redirect-on-write).
Моментальный снимок состоит из исходного виртуального диска *.vmdk и журнала изменений *delta.vmdk (*sesparse.vmdk, если объем виртуального диска более 2 Тб), а так же служебных файлов *.vmsd и *.vmsn.