存储技术之快照技术

学习目标,什么是快照,常见快照技术,H3C快照拷贝技术,1,2,3,H3CTimeMark技术,4,H3C快照代理技术,5,什么是快照？,什么是快照,Snapshot(/dictionary)Afullyusablecopyofadefinedcollectionofdatathatcontainsanimageofthedataasitappearedatthepointintimeatwhichthecopywasinitiated.Asnapshotmaybeeitheraduplicateorareplicateofthedataitrepresents.,参考译文：快照是特定数据集的一个完整可用拷贝，该数据集包含源数据在拷贝点的静态映象；快照可以是数据再现的一个副本或者复制。,快照的价值,快速备份/恢复快照可迅速生成，并可用作传统备份和归档的数据源，缩小甚至消除了数据备份窗口；快照存储在磁盘上，可以快速直接存取，大大提高数据恢复的速度。保存多个恢复点目标基于磁盘的快照使存储设备有灵活和频繁的恢复点，可以快速通过不同时间点的快照恢复数据。重新定义数据用途快照提供一份接近实况数据的拷贝，可供测试、归档、查询使用，既保护生产系统又赋予备份数据新的用途。,常见快照技术,常见快照技术分类,全拷贝快照分离镜像（Splittingamirror）差分快照写即拷贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere),全拷贝快照,分离镜像（Splittingamirror）,写操作,镜像子系统（阵列，逻辑卷管理器，存储网络）,源,镜像,写操作,镜像子系统（阵列，逻辑卷管理器，存储网络）,镜像关系终止,源,分离镜像的生命周期,写操作,源,镜像,镜像卷,源,镜像,原始数据,写操作,分离镜像,读和备份,记录写操作,分离镜像,写操作,1.分离镜像2.从分离镜像备份3.再同步,镜像再同步,源,镜像,全拷贝快照的特点,空间占用：每一次全拷贝快照需要与源盘相同大小的数据空间创建过程：每一次全拷贝快照都需要完全数据同步读写操作影响源卷的读操作不受影响源卷的写操作受数据同步的影响创建完成后，快照（卷）的读写操作保持最优,常见快照技术分类,全拷贝快照分离镜像（Splittingamirror）差分快照写即拷贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere),CoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,b,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）,p,CoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,p,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：不一次性写入先将块6内容移入日志z写入源卷,z,CoW的实现,p,z,源盘,快照,快照前写块1,快照后写块6,g,p,读块6,读块1,a,p,c,d,e,f,z,h,6,g,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：不一次性写入先将块6内容移入日志z写入源卷4.从快照读时组合索引/日志和源卷,1.如果快照是可读/写，快照盘上的写操作直接更新索引和日志,CoW的特点,源卷状态：源卷保持最新状态写操作步骤：当一个新的写操作执行时：首先读出写操作将要覆盖地址的当前数据将读出数据保存至专用空间并建立索引新的写操作执行（写入目标地址）读写路径影响源卷的读路径基本无影响源卷的写操作受拷贝影响对快照（卷）的读写路径都有影响,RoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,b,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）,p,RoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,p,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志,RoW的实现,p,z,源盘,快照,快照前写块1,快照后写块6,g,p,读块6,读块1,a,p,c,d,e,f,g,h,6,z,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志4.从快照读时只访问源卷,RoW的实现,p,z,源盘,快照前写块1,快照后写块6,a,p,c,d,e,f,g,h,6,z,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志4.从快照读时只访问源卷,1.如果快照取消，快照日志必需全部执行，以保证源卷的状态更新到最新,RoW的特点,源卷状态：源卷状态冻结读写操作步骤：到源盘的新的写操作被存入日志（并索引）：读源卷时，先检索日志读快照时，源卷需要引用当快照取消时，写日志必须全部执行以与源卷保证数据状态同步更新读写路径影响源卷的写操作基本无影响源卷的读路径潜在受影响快照（卷）的读写路径最优化,基于文件系统的WA实现举例,WA的特点,磁盘块被虚拟化源盘使用真实块的映射重定向新写操作定向到空闲块，而不是直接覆盖块映射反应当前状态和潜在维护多个“快照”性能通常不因源盘/快照改变性能受碎片影响,虚拟磁盘,时间点映像快照资源区域,快照拷贝,业务继续访问,可以被分配给其它应用使用,什么是快照拷贝,第一次做快照时，快照资源区无数据.内存中仅维护源卷的一个地址映射.,源卷,快照,源卷有新块写入时，旧块数据首先被写到快照资源区。,新块写入,旧块移走,快照拷贝实现Copy-on-Write,快照拷贝开始,源数据卷,快照区,拷贝卷,拷贝过程中，新数据写入，发生改变的数据块被保存在快照区,将快照资源区里的数据和原卷中未改变的数据一起拷贝形成完整的数据卷,快照拷贝实现Copy-on-Write,数据拷贝时，先检查快照资源区的块是否包含数据，如果有数据就直接复制到拷贝卷；如果没有数据，则直接从源卷上复制未改变过的数据；最终结果是产生一个源卷在快照点的数据副本。,H3CTimeMark技术,每小时一次的自动快照,快照资源,源资源数据卷,初始快照(无数据),数据块,2,6,7,9,10,1,12,2,6,7,9,10,1,12,旧数据块保存在快照资源区,旧数据块保存在快照资源区,旧数据块保存在快照资源区,TimeMark,每小时一次的自动快照,快照资源,源资源数据卷,初始快照(无数据),数据块,2,6,7,9,10,1,12,2,6,7,9,10,1,12,12:17pm应用报错需要恢复应用在10am的状态!,2,6,7,2,6,7,9,10,TimeMark,10:00am!,新数据块写入,10:00-10:59,11:00-11:59,新数据块写入,1,12,2,6,7,9,10,数据块,9:00-9:59,新数据块写入,9,10,2,6,7,9,10,1,12,2,6,7,TimeMark,每小时一次的自动快照,快照资源,源资源数据卷,初始快照(无数据),学习目标,什么是快照,常见快照技术,H3C快照拷贝技术,1,2,3,H3CTimeMark技术,4,H3C快照代理技术,5,什么是快照？,什么是快照,Snapshot(/dictionary)Afullyusablecopyofadefinedcollectionofdatathatcontainsanimageofthedataasitappearedatthepointintimeatwhichthecopywasinitiated.Asnapshotmaybeeitheraduplicateorareplicateofthedataitrepresents.,参考译文：快照是特定数据集的一个完整可用拷贝，该数据集包含源数据在拷贝点的静态映象；快照可以是数据再现的一个副本或者复制。,快照的价值,快速备份/恢复快照可迅速生成，并可用作传统备份和归档的数据源，缩小甚至消除了数据备份窗口；快照存储在磁盘上，可以快速直接存取，大大提高数据恢复的速度。保存多个恢复点目标基于磁盘的快照使存储设备有灵活和频繁的恢复点，可以快速通过不同时间点的快照恢复数据。重新定义数据用途快照提供一份接近实况数据的拷贝，可供测试、归档、查询使用，既保护生产系统又赋予备份数据新的用途。,常见快照技术,常见快照技术分类,全拷贝快照分离镜像（Splittingamirror）差分快照写即拷贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere),全拷贝快照,分离镜像（Splittingamirror）,写操作,镜像子系统（阵列，逻辑卷管理器，存储网络）,源,镜像,写操作,镜像子系统（阵列，逻辑卷管理器，存储网络）,镜像关系终止,源,分离镜像的生命周期,写操作,源,镜像,镜像卷,源,镜像,原始数据,写操作,分离镜像,读和备份,记录写操作,分离镜像,写操作,1.分离镜像2.从分离镜像备份3.再同步,镜像再同步,源,镜像,全拷贝快照的特点,空间占用：每一次全拷贝快照需要与源盘相同大小的数据空间创建过程：每一次全拷贝快照都需要完全数据同步读写操作影响源卷的读操作不受影响源卷的写操作受数据同步的影响创建完成后，快照（卷）的读写操作保持最优,常见快照技术分类,全拷贝快照分离镜像（Splittingamirror）差分快照写即拷贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere),CoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,b,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）,p,CoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,p,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：不一次性写入先将块6内容移入日志z写入源卷,z,CoW的实现,p,z,源盘,快照,快照前写块1,快照后写块6,g,p,读块6,读块1,a,p,c,d,e,f,z,h,6,g,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：不一次性写入先将块6内容移入日志z写入源卷4.从快照读时组合索引/日志和源卷,1.如果快照是可读/写，快照盘上的写操作直接更新索引和日志,CoW的特点,源卷状态：源卷保持最新状态写操作步骤：当一个新的写操作执行时：首先读出写操作将要覆盖地址的当前数据将读出数据保存至专用空间并建立索引新的写操作执行（写入目标地址）读写路径影响源卷的读路径基本无影响源卷的写操作受拷贝影响对快照（卷）的读写路径都有影响,RoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,b,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）,p,RoW的实现,p,源盘,快照前写块1,a,p,c,d,e,f,g,h,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,源卷,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志,RoW的实现,p,z,源盘,快照,快照前写块1,快照后写块6,g,p,读块6,读块1,a,p,c,d,e,f,g,h,6,z,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志4.从快照读时只访问源卷,RoW的实现,p,z,源盘,快照前写块1,快照后写块6,a,p,c,d,e,f,g,h,6,z,0,1,2,3,4,5,6,7,i,8,SAN访问,阵列,快照索引和日志,源卷,地址,数据,1.写操作（p写入块1）2.产生快照3.快照后写入z到块6：源卷块6内容不变z写入日志4.从快照读时只访问源卷,1.如果快照取消，快照日志必需全部执行，以保证源卷的状态更新到最新,RoW的特点,源卷状态：源卷状态冻结读写操作步骤：到源盘的新的写操作被存入日志（并索引）：读源卷时，先检索日志读快照时，源卷需要引用当快照取消时，写日志必须全部执行以与源卷保证数据状态同步更新读写路径影响源卷的写操作基本无影响源卷的读路径潜在受影响快照（卷）的读写路径最优化,基于文件系统的WA实现举例,WA的特点,磁盘块被虚拟化源盘使用真实块的映射重定向新写操作定向到空闲块，而不是直接覆盖块映射反应当前状态和潜在维护多个“快照”性能通常不因源盘/快照改变性能受碎片影响,虚拟磁盘,时间点映像快照资源区域,快照拷贝,业务继续访问,可以被分配给其它应用使用,什么是快照拷贝,第一次做快照时，快照资源区无数据.内存中仅维护源卷的一个地址映射.,源卷,快照,源卷有新块写入