snapshot快照原理

source: http://blog.csdn.net/chenyulancn/article/details/11727381

snapshot是STK(storagetek)为其SVA(shared virtual array)系列磁盘开发的一项技术,后来STK又不这项技术运用与其中低端的磁盘上,但是在非SVA磁盘上这项技术实现起来有点别扭.snapshot 与其他的磁盘快速拷贝技术(如:IBM的flashcopy,EMC的timefinder,hds的shadowimage等)有本质的区别.

1、工作原理
       首先，Snapshot会占用磁盘空间，占用空间的多少是由变化数据的多少决定；极端情况下，所有的数据都有变化，就需要有与Target Lun一样大小的Lun。 
Snapshot 开始工作的时候，在RAID控制器的Cache中建立一个数据区域指针，与Target的Block一一对应；当某一个Block的数据中要变化，Controller先将原始数据复制到Snapshot Lun中，同时修改指针，指向Snapshot Lun中的Block。 
当 Host需要读Target Lun中数据的时候，直接读取Targe Lun；如果读取Snapshot Lun中的数据，现查询内存指针；数据没有改变，就直接读取Target LUn中的Block，如果改变，就直接读取Snapshot Lun中的Block。 
也就是说，Snapshot的核心是建立一个指针列表，指示读取数据的地址。 
提供一个瞬时数据的影像，只有当数据要改变时，才复制到一个新的Lun中；数据在一段时间内的变化不是太频繁，就不会占用太多的空间。
  2、工作方式

   snapshot 有两种方式，一种是将目标LUN的数据完全复制一份，要占用相等地磁盘空间，典型的是EMC TIMEFINDER 
另一种是对指针的复制，占用空间很少。管理指针也与两种方式，一种是在原数据被修改前，现将原数据复制到特定的快照区域（有有两种方式，一种在单独的磁盘分区，一种是在原文件系统占用的空间），在修改快照中的指针，这样可以不改变原文件系统的指针结构，可以减少磁盘碎片，大多数快照都是这么做的；另一种是修改的数据继续写到同文件系统的空余空间，修改文件系统原来的指针，而不是修改快照的指针。我知道的只有NETAPP这么做，但他的特殊文件系统结构可以做的很好，因为有NVRAM参与。 
指针玩的最好的是Veritas的CheckPoint，HP的EVA盘阵（来自COMPAQ）和NetApp WAFL

     其实snapshot意思就是“快照”，是数据在某一时刻的状况。进行snapshot可以用磁盘阵列内的软件进行，例如EMC的 timefiner，IBM的Flashcopy，HDS的ShadowImage；也可以在操作系统级利用volume manager软件或file system的技术实现。实现方式也有两种，一种是镜像型的，也就是所有数据copy一份；另一种是指针型，上面谈了很多了。例如VERITAS的 volume manager snapshot是镜像型的，而file system snapshot是指针型的。IBM的FlashCopy好像也有两种方式，IBM的flashcopy分为前台和后台拷贝两种方式，前台拷贝是实际完全拷贝，后台就是说的那种建立指针的方式。后台方式下，如果你访问备份卷 的数据，发现不是最新的，就会先去从原卷上执行COPY工作，达到访问数据的正确行。后台拷贝对系统性能影响小一些。

    一般指针型的snapshot是只读的。指针型的snapshot，如果没有备份而原盘坏了，数据应该是无法恢复的；而镜像型的snapshot本身就是当时时刻的数据的全copy，所以原数据坏对它是没有影响的。