数据快照功能详解

数据快照功能详解
浪潮新近推出了4Gb光纤磁盘存储系统 AS1000G2，该浪潮自有高端光纤磁盘存储系统除了高品质的硬件设计之外，在管理软件中还配备了四个功能强大的数据应用功能：数据卷隔离映射功能、数据快照功能、数据复制功能和数据远程同步功能，本篇将为您详细介绍数据快照功能。

一、什么是数据快照
SNIA（存储网络行业协会）对快照（Snapshot）的定义是：关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。

快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。

AS1000G2光纤磁盘存储系统中Snapshot的具体实现是：采用即写即拷贝
（copy-on-write）设计，创建一个卷基于时间点的逻辑映像，创建过程几乎瞬间完成。

AS1000G2光纤存储系统快照有如下特点：
1)基于时间点的卷映像，采用即写即拷贝的方式，集成在存储管理软件GUI管理界面中，操作非常直观简便；
2)每个卷支持4个Snapshot，每个系统支持1024个Snapshot；
3) Snapshot卷可读可写可复制也可以做为备份源；
4) 对Snapshot卷进行写操作时，数据被写在仓储卷，可以提前设置仓储卷写满之后的处理方式，有两种选择，一是对源卷的写操作失败，二是Snapshot作废；
5) 系统默认设置仓储卷容量为源卷容量的20%，也可以在创建仓储卷时手动设置其大小，不得少于源卷容量的20%，可以大于源卷容量，若在使用过程中，发现仓储卷容量仍不够用，可以利用AS1000G2的动态卷扩展功能对仓储卷进行扩容；
6) Snapshot功能是AS1000G2存储系统管理软件的一个高级功能，使用前需要License 激活。

二、 AS1000G2数据快照的实现原理
AS1000G2光纤磁盘存储系统利用“copy-on-write ”（即写即拷贝）设计来实现Snapshot，如果源卷没有数据变化，Snapshot卷仅作为指针表，所有对源卷的读操作还是直接从源卷上读取，若源卷有数据变化，则将变化的数据有序的写入仓储卷，并修改Snapshot卷的指针。

下面以图解的方式简单介绍Snapshot的过程。

图（一）给出了在执行Snapshot之前源卷和仓储卷的状态。

需要指出的是，在创建某卷的Snapshot时，需要同时创建一个仓储卷，仓储卷容量至少为源卷容量的20%。

图（一）
图（二）表示执行对源卷的Snapshot，Snapshot卷实际仅仅占用了很少空间，它是一个指针表，而不是真正的数据卷。

图（二）
图（三）表示快照卷建立了与源卷对应的指针，已经完成了对源卷的快照。

值得一提的是，快照虽然是瞬间完成，但是Snapshot卷是不断变化的，一旦源卷有新的数据写入，Snapshot卷（指针表）将被更新，改为指向原始数据的位置。

图（三）
图（四）示出了快照卷更新，重新定位到新的原始数据位置。

源卷中被覆盖的原始数据被存放到了仓储卷，所以Snapshot卷中的指针也重新定位为到了仓储卷，形象的体现了即写即拷贝（Copy-On-Write）的工作过程。

图（四）
三、AS1000G2的数据快照可以实现哪些应用
在AS1000G2光纤磁盘存储系统中Snapshot的典型应用有以下两种
1) 备份应用
AS1000G2存储系统支持不中止数据访问的情况下进行离线备份。

例如现在要对一个正在应用的数据卷进行备份，但要求备份过程中该数据卷仍然在线并允许用户进行读写操作，这时就可以利用AS1000G2存储系统的Snapshot功能，先创建该数据卷的Snapshot，因为Snapshot的创建过程几乎瞬间完成，然后把Snapshot卷作为备份源，执行备份操作，备份完成之后，就可以删除Snapshot卷，在整个备份过程中，应用数据卷的读写几乎不受任何影响。

2) 应用测试
应用Snapshot可以快速创建测试环境，利用Snapshot可写的能力可提供快速的应用测试环境。

例如生产系统需要安装新的应用软件、更新版本等，需要测试稳定后才能投入正式运行，这些测试往往是基于生产系统数据卷的复制卷进行的，创建Snapshot卷所用的时间
比创建数据卷的完全物理复制花费的时间要少很多，而Snapshot卷同样可以被分配给测试卷进行操作。

四、在AS1000G2中如何使用数据快照功能
AS1000G2光纤磁盘存储系统的Snapshot功能使用非常直观简便，只需在GUI界面（如右图所示）中执行以下几个步骤：
1) 激活Snapshot功能；
2)创建仓储卷以及Snapshot卷；
3)把Snapshot卷映射给主机用作备份源或者应用测试等
一旦激活Snapshot功能，存储阵列的性能会受到即写即拷贝到仓储卷活动的影响, 因此当不需要snapshot卷时, 可以选择禁用（disable）, 重新使用（reuse）, 或者删除（delete）snapshot卷。

禁用（Disable）就是中止即写即拷贝的活动，保留Snapshot卷和仓储卷原封不动；重新使用（Reuse）是创建源卷的基于重新使用时间点的映像，这比重新创建花费的时间短；删除（Delete）指的是完全删除snapshot卷以及相关的仓储卷，这时如果需要重新激活源卷的仓储卷，则必须重新创建。

可以根据不同的需要来选择处理方式。

另外，在AS1000G2光纤存储系统中，也可以选择采用编写脚本的方式来执行Snapshot功能。

五、总结
AS1000G2光纤磁盘存储系统提供了直观易用的Snapshot功能，可以帮助用户实现在不中止应用数据的情况下进行应用数据的离线备份，可以实现数据的快速恢复功能，也可以利用其Snapshot卷可写的功能，快速建立与生产环境相同的测试环境，为应用测试以及培训等提供便利。

Snapshot功能搭配数据卷复制功能使用，可以提供更为广泛的数据应用，比如更深层次的应用测试以及数据挖掘等。

附：本文涉及到的名词：
快照卷（Snapshot Volume）：一个基于时间点的逻辑映像，在逻辑上等同于一个完整物理拷贝，是一个指针表，并非实际的数据卷，占用空间极少。

源卷（Base Volume）：创建snapshot 的源卷。

仓储卷（Repository Volume）：源卷上的数据变化时，把要被覆盖的数据块写到仓储卷中。