SNIA(存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)協(xié)會(huì))對(duì)于快照的定義是：關(guān)于指定數(shù)據(jù)集合的一個(gè)完全可用拷貝，該拷貝包括相應(yīng)數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)(拷貝開始的時(shí)間點(diǎn))的映像。快照可以是其所表示的數(shù)據(jù)的一個(gè)副本，也可以是數(shù)據(jù)的一個(gè)復(fù)制品。

快照能夠進(jìn)行在線數(shù)據(jù)恢復(fù)，當(dāng)出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤或是存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生應(yīng)用故障時(shí)可以進(jìn)行有效及時(shí)的數(shù)據(jù)恢復(fù)，將數(shù)據(jù)恢復(fù)成快照產(chǎn)生時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)。除此之外，還可以通過訪問只讀快照在不影響應(yīng)用的前提下進(jìn)行驗(yàn)證、測(cè)試等操作。當(dāng)前，快照技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)的一種常規(guī)手段，快照技術(shù)的應(yīng)用也趨向于多元化，從目前市場(chǎng)情況來看，所有存儲(chǔ)系統(tǒng)無論高、中、低端設(shè)備，但凡有用到業(yè)務(wù)系統(tǒng)上的，一般均配有快照的功能。快照在備份、數(shù)據(jù)保護(hù)過程中發(fā)揮著非常重要的作用。

但不同種類快照技術(shù)的區(qū)別及適合的場(chǎng)景，快照的優(yōu)缺點(diǎn)卻很少有人提及。市場(chǎng)上的快照技術(shù)多種多樣，用戶該如何選擇呢?

傳統(tǒng)快照技術(shù)與曙光快照技術(shù)的對(duì)比：

傳統(tǒng)存儲(chǔ)快照技術(shù)工作原理

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)快照技術(shù)由于自動(dòng)生成的能力不足，防御意外的能力較弱，一般不用于自動(dòng)備份，而是用于計(jì)劃內(nèi)的數(shù)據(jù)保存。

傳統(tǒng)快照技術(shù)借助于快照緩存以記錄有變動(dòng)的數(shù)據(jù)塊，在這中間需要進(jìn)行一次讀(讀取初始數(shù)據(jù)塊)，兩次寫(寫緩存及寫更新后的數(shù)據(jù))的過程才可以完成。這種技術(shù)通常是基于時(shí)間點(diǎn)的復(fù)制，能夠在一個(gè)存儲(chǔ)單元中建立數(shù)據(jù)的完全卷拷貝。但如果生產(chǎn)系統(tǒng)此時(shí)對(duì)某一個(gè)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行頻繁的修改，在這種情況下產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間點(diǎn)一致拷貝是比較困難的。當(dāng)進(jìn)行快照時(shí)，快照的源卷將會(huì)被凍結(jié)幾秒鐘;當(dāng)快照拷貝的位圖建立之后，源卷才可以繼續(xù)進(jìn)行I/O操作。當(dāng)位圖建立后，后臺(tái)拷貝需要進(jìn)行一段時(shí)間，但是在目標(biāo)卷上看來，拷貝已經(jīng)完成了。這很容易導(dǎo)致拷貝出錯(cuò)或者丟失的危險(xiǎn)。

傳統(tǒng)快照在寫入數(shù)據(jù)后需要以下幾個(gè)步驟完成：

1、讀取初始數(shù)據(jù)塊;

2、寫初始數(shù)據(jù)塊到快照緩沖區(qū)域;

3、快照 指針指向快照緩沖區(qū);

4、寫入新的數(shù)據(jù);

5、文件指針指向更新后的文件;

曙光存儲(chǔ)快照技術(shù)工作原理

曙光存儲(chǔ)快照技術(shù)憑借優(yōu)異的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)布局，不需預(yù)留快照緩存區(qū)域，即可在非常短的時(shí)間內(nèi)完成。在整個(gè)數(shù)據(jù)更新過程之中只需要一次寫，中間沒有拷貝的過程，從而快照制作時(shí)間(秒級(jí))會(huì)比傳統(tǒng)時(shí)間短，且在快照期間幾乎不影響應(yīng)用。

曙光快照技術(shù)

在寫入數(shù)據(jù)后曙光快照技術(shù)通過以下幾個(gè)步驟完成：

1、快照指針指向數(shù)據(jù)，快照完成(圖左);

2、更新數(shù)據(jù)寫入新的數(shù)據(jù)塊(圖右);

3、文件指針指向新的數(shù)據(jù)塊(圖右);

快照時(shí)曙光與傳統(tǒng)存儲(chǔ)對(duì)性能的影響對(duì)比

而傳統(tǒng)存儲(chǔ)的性能在做快照后下降了40-50%，并在整個(gè)快照期間性能一直處于下降后的水平，對(duì)上層應(yīng)用系統(tǒng)影響較大，這也是目前很多管理員不愿多做快照的一個(gè)主要原因。

傳統(tǒng)存儲(chǔ)快照模式

業(yè)界快照模式主要采用循環(huán)模式。以多份快照循環(huán)為例，10份快照每個(gè)快照間隔1小時(shí)，數(shù)據(jù)即可恢復(fù)到10個(gè)快照的時(shí)間點(diǎn)，若再做一次快照則將最早的一份快照刪除，如此循環(huán)一直保持10份快照。

曙光存儲(chǔ)快照模式

除上述提到的快照循環(huán)模式外，曙光還提供基于GFS(祖父、父親、兒子)三代的數(shù)據(jù)快照循環(huán)模式(下圖所示)。

曙光快照模式

跟備份類似，以Grandfather、father、son三代循環(huán)模式，分別對(duì)應(yīng)周、日、小時(shí)快照。例如對(duì)應(yīng)于上述周期分別保留4、6、12份快照，也就意味著數(shù)據(jù)可以恢復(fù)到4周前、6天前、24小時(shí)前(快照周期按2小時(shí))，從而達(dá)到了數(shù)據(jù)可以按月、周、天的方式進(jìn)行備份。又由于曙光快照技術(shù)的高效性，使得快照能夠在很短的時(shí)間內(nèi)(通常是秒級(jí))即可完成，其備份效果要好于通常備份軟件的同時(shí)又可以做到業(yè)務(wù)應(yīng)用的彈性規(guī)劃。

傳統(tǒng)存儲(chǔ)快照使用方式

一般快照使用需要涉及到3種角色：存儲(chǔ)管理員、系統(tǒng)管理員、使用者。一般步驟為：

1、存儲(chǔ)管理員將多份快照卷依次啟用以找到目標(biāo)快照卷;

2、存儲(chǔ)管理員將多份快照卷分別設(shè)定LUN映射以讓應(yīng)用主機(jī)可以識(shí)別卷;

3、系統(tǒng)管理員掃描disk LUN;

4、系統(tǒng)管理員分別掛載disk LUN供使用者使用、查看;

5、使用者讀取所需數(shù)據(jù)。

曙光存儲(chǔ)快照使用方式

曙光快照使用只需要一種角色參與即可，也即使用者。曙光快照通過NFS/CIFS只讀方式共享，所以使用者只需要直接通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行讀取即可，不需要麻煩存儲(chǔ)管理員和系統(tǒng)管理員，從一定程度上減輕了管理員的運(yùn)維復(fù)雜度。

對(duì)比結(jié)論：

快照技術(shù)對(duì)比

從上表對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)快照性能部分，在快照建立時(shí)曙光存儲(chǔ)性能下降很小，幾乎不會(huì)影響到上層應(yīng)用，而傳統(tǒng)存儲(chǔ)在整個(gè)快照周期內(nèi)性能損失較為嚴(yán)重且快照時(shí)間較長(zhǎng)(通常是小時(shí)級(jí));在數(shù)據(jù)修改后，曙光只需要寫1次即可，而傳統(tǒng)存儲(chǔ)需要讀1次，寫2次，從讀寫效率上看每個(gè)數(shù)據(jù)塊多浪費(fèi)了1讀1寫兩次IO;曙光可以提供循環(huán)、GFS方式的快照周期，非常方便應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的應(yīng)用場(chǎng)景，而業(yè)界存儲(chǔ)主要還是以循環(huán)方式為主;曙光快照讀取方式更為靈活，只需要使用者通過NAS的方式即可讀取快照內(nèi)容，自由決定想讀取內(nèi)容，而傳統(tǒng)存儲(chǔ)還需要向存儲(chǔ)管理員、系統(tǒng)管理員申請(qǐng)，經(jīng)過管理員配合后方可使用。

此高性能快照技術(shù)是曙光高端存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)配功能，配合這些存儲(chǔ)系統(tǒng)的雙活、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制等容災(zāi)功能模塊，可以為用戶構(gòu)建全方位的數(shù)據(jù)災(zāi)備方案，避免邏輯以及物理故障對(duì)數(shù)據(jù)可用性以及業(yè)務(wù)連續(xù)性的影響。