SNIA（存儲網絡行業協會）對快照（Snapshot）的定義是：關于指定數據集合的一個完全可用拷貝，該拷貝包括相應數據在某個時間點（拷貝開始的時間點）的映像。快照可以是其所表示的數據的一個副本，也可以是數據的一個復制。
一、快照的價值
(1)快速備份和恢復：快照可迅速生成，并可用作傳統備份和歸檔的數據源，縮小甚至消除備份窗口；快照存儲在磁盤上，可以快速直接存取，大大提高數據恢復的速度。
(2)保存多個恢復點目標:基于磁盤的快照使存儲設備有靈活和頻繁的恢復點，可以快速通過不同時間點的快照恢復數據。
(3)重新定義數據用途:快照提供一份接近實況數據的拷貝，可供測試、歸檔、查詢使用，既保護生產系統又賦予備份數據新的用途。
二、常見的快照技術
主要分為全拷貝快照和差分快照。全拷貝快照需要復制整個數據集，主要通過分離鏡像來實現。全拷貝快照的特點是空間占用上每一次全拷貝快照需要與源盤相同大小的數據空間；創建過程中每一次全拷貝快照都需要完全數據同步；創建完畢后原卷的讀操作不受影響，原卷的寫操作受數據同步的影響。
差分快照: 與全拷貝快照相比，差分快照僅處理上次快照之后出現的增量，這類快照需要較少的磁盤空間，但是需要更多的系統處理開銷。差分快照有幾種實現形式，常見的有寫即拷貝(CoW)、寫即重定向(RoW)和隨處寫(WA)。
寫即拷貝(CoW)快照的寫入和讀取的大致流程是：在創建快照之前向源卷上地址1 的塊中寫入數據p，然后創建快照，再向源卷上地址6 的塊中寫入數據z，此時CoW 方式快照先將源卷地址6 塊上的數據g 拷貝到快照的數據空間，同時將在源卷上的舊地址和快照卷上的新地址的對應關系加入快照索引，最后將數據z 寫入地址6 的塊中。
從快照卷上讀取數據時，通過查看快照索引來判斷源卷上要讀取的塊是否被更新過，如沒被更新，則從源卷讀取數據，如被更新過，則從快照卷上讀取原始數據。
寫即拷貝快照的特點是源卷保持最新狀態。在執行一個新的寫操作時，首先讀出寫操作將要覆蓋地址的當前數據，然后將讀出的數據保存至快照空間并建立索引，新的寫操作將數據寫入源卷；建立快照后，對源卷的讀路徑基本無影響，源卷的寫操作，受向快照卷拷貝原始數據的影響，效率有所降低，對快照進行讀寫時,因為需要查詢索引，對讀寫路徑都有影響。
寫即重定向(RoW)快照的寫入和讀取的大致流程是：在創建快照之前向源卷上地址1 的塊中寫入數據p，然后創建快照，再向源卷上地址6 的塊上寫入數據z，與CoW 方式不同的是，RoW 方式的快照在處理時將新數據不是寫入源卷而是寫入快照卷，源卷地址6 上的數據保持不變。
RoW方式的快照特點是在源卷執行新的寫操作時新數據被寫入快照空間并索引；讀源卷時先檢索快照索引，如果在快照索引中有記錄則從快照卷上讀取數據；讀快照卷時，只需從源卷讀取數據；當快照取消時，寫日志必須全部執行以保證源卷數據被同步更新。創建快照之后，對卷的寫操作基本無影響，源卷的讀路徑因為要查詢快照索引會受影響。
隨處寫(WA)快照的實現以 NetApp 的WAFL 文件系統的實現比較典型，WAFL 文件系統本身可以理解成數據塊的樹型組織結構，其根部的數據結構描述了inode 文件信息。這份根inode 文件信息包含了對文件系統的所喲inode 的描述，它包含諸如空閑塊圖和空閑 inode 圖等元數據信息。WAFL通過對根inode 做一個完全相同的拷貝來建立新的快照，當創建了快照的inode 之后，它所指向的數據塊與實際文件系統的根inode 所指的數據塊完全一致。當用戶數據修改原文件系統的數據塊C 時，WAFL 在隨機找到的數據塊C’上寫入新數據，并將原文件系統指向新的數據塊，而快照的inode指向沒有修改的數據塊C。
WA 方式快照的特點是磁盤塊被虛擬化，新的寫操作定向到空閑塊，而不是直接覆蓋原數據塊；其性能通常不受創建快照的影響，但是會受到磁盤碎片的影響。
三、總結
快照技術是一種有效防范數據丟失的方法，對于數據恢復是一個很有效的方法，它廣泛應用在網絡存儲領域，對于網絡數據的存儲起著不可替代的作用。
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本文標題：快照技術在網絡存儲的應用探索
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