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LUN 快照(HyperSnap For Block)
LUN 快照(HyperSnap For Block)特性可以生成源 LUN 在某个时间点上的一致性映 像,在不中断正常业务的前提下,快速得到一份与源 LUN 一致的数据副本。副本生成 之后立即可用,并且对副本的读写操作不再影响源数据。因此通过快照技术就可以解 决如在线的备份、数据分析、应用测试等难题。LUN 快照采用了映射表和写前拷贝 (copy-on-write)相结合的技术方式来实现。
LUN快照技术特点
- 零备份窗口
传统的备份会导致应用主机的性能下降,甚至导致用户业务中断,所以传统的备 份作业必须在应用停机或业务量较小的时候进行。备份窗口是指应用所能容忍的 完成数据备份作业时间,实际上就是应用所能容许的停机时间。在采用快照从事 备份业务时,可以在线进行,备份窗口基本为零,无需业务停机。
- 节省硬盘空间
采用快照获取源 LUN 在快照时间点的一致性副本时,通过 COW 卷保存源 LUN 在快照时间点后首次更新的数据即可,COW 卷的大小与源 LUN 没有关系,仅由 快照时间点后源 LUN 数据的变化量决定。在源 LUN 数据量变化不大的情况下, 快照通过很少的硬盘空间获得了源 LUN 的一致性副本,供其他的测试业务使用, 非常节省硬盘空间。
- 快速的数据恢复
对于传统的离线备份,备份数据无法直接在线读取,必须经过较长时间的数据恢 复过程才能够获得原数据在备份时间点的可用副本,从而才能实现数据的还原。 OceanStor 快照可通过直接读取快照卷的方式获得快照时间点的原数据,当源 LUN 数据受到意外的破坏时,可以直接从快照卷中恢复出快照时间点的数据,从 而实现了很方便的数据回滚。
- 快照一致性激活
在 OLTP 应用中,通常需要对多份源 LUN 数据创建同一时间点的快照,才能将该 应用分布在不同 LUN 中的关联数据保持在同一时间点。如果不能保证同一时间点 创建快照,在通过快照进行数据恢复时,应用可能无法正常使用。比如数据库应 用中,管理数据、业务数据、日志信息通常会分布在不同的源 LUN 中,在进行快 照时,必然要对 3 个部分的源 LUN 在同一时间点进行快照,才能实现在数据恢复 时保持 3 个部分的数据恢复到同一时间点,否则造成了 3 个部分的数据无法恢复 到同一时间点而失去数据相关性,数据的恢复也失去了意义。OceanStor 存储阵 列的快照一致性激活很好的解决了这个问题,它在快照点同时冻结住一致性组中 多个源 LUN 正在处理的 I/O,然后得到这些源 LUN 在同一时间点上一致的快 照。
- 数据持续保护
OceanStor 存储阵列对同一源 LUN 支持多个时间点的快照功能,结合主机侧的 软件 BCManager 可以实现定时创建、删除快照功能,定时间隔在分钟级别;同 样结合 BCManager 还可以设定策略为定时自动激活快照和停止快照操作。当多个时间点的快照采用循环的方式沿时间轴向前推进自动操作时,就非常方便且低 成本的近似实现了持续数据保护的功能。
- 快照副本
快照副本是对快照激活时刻的数据进行备份的一种技术,它不包含源快照激活后 快照的私有数据。快照副本和源快照共享源 LUN 的 COW 卷空间,但私有空间是 完全独立的,可以理解为快照副本就是一个可写快照,与源快照完全独立。对快 照副本进行读写和普通快照的读写流程完全一致。 通过快照副本技术,可以获取相同快照的多份数据拷贝;创建多份快照副本可以 用于不同的数据用途。
FS 快照(HyperSnap For File)
文件系统快照(HyperSnap For File)特性可以生成源文件系统在某个时间点上的一致性 映像,在不中断正常业务的前提下,快速得到一份与源文件系统一致的数据副本。副 本生成之后立即可用,并且对副本数据的读写操作不再影响源文件系统中的数据。因此通过文件系统快照技术就可以解决如在线备份、数据分析、应用测试等难题。用户可以通过多种方法使用文件系统快照。例如,它们可用于:
1.创建文件系统快照并将快照数据备份到磁带。
2.创建文件系统快照之后,在意外删除或破坏情况下,最终用户可以从快照恢复自 己的文件。
3.远程复制、一体化备份等特性需要使用到文件系统快照,能将快照数据复制或备份到远端。
文件系统快照是基于 ROW 型(Redirect On Write,写时重定向)文件系统技术来实 现的。所谓 ROW 型文件系统,是指向文件系统新写入或者修改写入数据时,新数据 不会覆盖掉原来的旧数据,而是在存储介质上新分配空间来写入数据,此种方式保证了数据的高可靠性和文件系统的高扩展性。基于 ROW 技术的文件系统快照,可实现 快速创建(秒级),并且除非原始文件被删除或者更改,快照数据并不占用额外的磁盘空间。
FS快照技术特点
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零备份窗口 备份窗口是指应用所能容忍的完成数据备份的作业时间,实际上就是应用所能容 许的停机时间。而传统的备份会导致文件系统的性能下降,甚至导致用户业务中断,所以传统的备份作业必须在应用停机或业务量较小的时候进行。而采用文件 系统快照从事备份业务时,可以在线进行,备份窗口基本为零,无需业务停机。
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秒级快照
文件系统快照创建就是树根的拷贝,创建时间短,实现秒级快照。
- 低性能损耗
文件系统的快照创建实现原理简单,下盘数据量极少,几乎不会对系统的性能产 生影响。快照创建以后,文件系统的 IO 流程仅需在数据空间被释放之前,加入是 否受快照保护的检查,并记录被快照保护而被文件系统删除的数据块空间,对文 件系统性能影响几乎可以忽略。仅当快照删除后,数据的后台回收会跟文件系统 业务竞争一些 CPU 和内存资源,但性能损耗也同样在一个低水位上。
- 节省磁盘空间
采用文件系统快照获取源文件系统在快照时间点的一致性副本时,快照独占的文 件系统空间由快照时间点后源文件系统的数据变化量决定,并且永远不会超过快 照创建时间点时的文件系统大小。在源文件系统数据量变化不大的情况下,文件 系统快照通过很少的存储空间获得了源文件系统的一致性副本,非常节省硬盘空 间。
5. 快照数据快速访问
文件系统的快照作为一个单独的目录呈现在文件系统的根目录中,用户可以通过 访问快照对应的目录,快速读取访问快照的数据。在不需要快照回滚的场景下, 可以方便的访问到快照时间点的数据,并且在当前文件系统的文件数据被破坏的 情况下,通过文件/目录拷贝的方式进行数据修复。 在 windows 客户端下访问通过 CIFS 共享的文件系统,还支持针对某个文件或者 目录进行还原,可以将某个文件或目录还原到某个时间点下快照的内容。只需要对 要还原的目录或文件点击右键,选择以前的版本,可以看到包含此文件或目录的 快照的所有时间点,可以选择其中一个时间点的数据进行还原。
- 文件系统快速回滚
对于传统的离线备份,备份数据无法直接在线读取,必须经过较长时间的数据恢 复过程才能够获得原数据在备份时间点的可用副本,从而实现数据的还原。而统 一存储的文件系统快照可以直接将文件系统的树根替换成指定快照的树根,并清 掉缓存数据,以实现文件系统快速回滚到指定的快照时间点。 用户需要小心使用回滚命令,因为在完成文件系统回滚之后,会自动删除回滚时 间点之后的快照。
- 定时快照实现持续数据保护
文件系统快照支持用户配置策略定时的自动进行快照创建操作,包括支持用户指 定时间点创建快照和指定时间间隔创建快照。 文件系统支持的最大定时快照的个数视具体的产品型号而定,超过规格后,自动 删除时间点最早的快照,而不需要用户进行介入。
文件系统也支持用户主动删除 定时创建的快照。 这样通过时间轴向前推进的多个时间点快照,就非常方便且低成本的实现了近似 持续数据保护的功能。需要注意的是,采用快照实现的持续数据保护不能做到真 正意义上 CDP(Continuous data protection),两个快照点之间的最小时间间 隔决定了数据持续保护的粒度。
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