netapp存储配置练习snapshot

NetApp存储基础学习汇总(第七部分)
目录
一、snapshot管理 (1)
1.1、snapshot基本概念 (1)
1.2、snapshot是怎么工作的 (2)
1.3、使用snapshot相关命令 (4)
1.4、NFS客户端如何使用snapshot (7)
1.5、CIFS客户端如何使用snapshot (7)
1.6、测试从CIFS客户端利用snapshot恢复文件 (8)
1.7、使用snap restore命令 (10)
一、snapshot管理
1.1、snapshot基本概念
SnapShot是WAFL文件系统“任意位置写入”功能带来的一项突出优势。

一份SnapShot是整个文件系统的在线只读拷贝。

创建文件系统的一份SnapShot仅仅需要几秒钟的时间，并且除非原始文件被删除或者更改，数据快照并不占用额外的磁盘空间。

这种只有当数据快发生改动时才进行数据块复制的技术被称作“Copy-on-write”，只有修改活动文件系统中的数据块并写入磁盘中新的位置时，SnapShot才会占用额外的磁盘空间。

●在没有数据副本的情况下，快照保护意外的数据删除和修改。

●文件系统每个版本的copy叫做snapshot
●快照用来做备份和恢复。

用户可以采用SnapShot作为数据的在线备份，以备将来进行数据恢复时使用。

用户也可以方便的把SnapShot快照备份到磁带上。

无需将Filer系统下线，用户管理员就可以将最近的SnapShot快照备份到离线系统中。

Snapshot的优势：
●快速的备份和恢复
●在线的备份
●自动或者手工的创建计划任务
●对于磁盘空间没有显著的影响。

SnapShot技术详述
WAFL文件系统本身就可以理解成数据块树状结构，其根部的数据结构描述了inode文件信息。

这份inode文件信息则包含了对文件系统中所有inode的描述，它包含诸如空闲块图和空闲inode图等元数据信息。

WAFL通过复制根数据结构创建新的数据拷贝SnapShot。

因为根数据结构只有128B，并且不需要在硬盘上复制其他数据块，一个新的SnapShot几乎不耗额外的磁盘空间，除非用户修改或者删除文件系统中的数据。

Filer可以对一个卷组创建最多255个SnapShot快照。

SnapShot快照可以通过手动或者人为预先定制
策略的方式来自动创建。

每一个SnapShot快照可以保存的时间取决于文件系统变动的频度。

在众多应用环境中，文件系统中的大部分数据并不是每天在变化，比如一个使用10MB大小Home Directory的用户，其数据通常每天只变动100到500KB。

当文件变动缓慢的时候，SnapShot可以在线保存数天甚至数周，直到他们消耗的磁盘空间过多以至用户无法接受。

而另外一些文件系统中的数据则在经常不停的变动，比如CAD应用环境下，需要经常覆盖写入许多大尺寸的文件，甚至可能一两天内就会更新整个文件系统的存储内容。

在此类环境下，可能只有保存数小时SnapShot的空间。

Snapshot是DataONTAP软件比较独特的特点，可以在线的管理和维护每个volume的文件系统。

Snapshot 可以用于快速恢复active (AFS),AFS的snapshot还可以让用户非常方便的恢复意外的数据损坏和删除。

●快照是volume或者aggregate上某一时间点上只读的镜像。

●它仅仅是文件系统的一个图像而不包括实际的数据文件。

●快照的主要目的就是为了备份和恢复。

●最初只消耗很小的磁盘空间
●DataONTAP是可以自动创建和删除snapshot的。

●快照可以看做是原始数据的复制品，但实际的数据块并没有复制。

●我感觉快照通过指针，实现对删除和修改数据块的占用，来保留删除和修改数据所占用的数据块，
所以当删除修改动作比较少的时候，占用空间比较少，恢复时比较快，只是指针进行挪动，并没
有实际的数据拷贝出现。

针对volume的snapshot:
传统卷和灵活卷的snapshot保存在一个特殊的子目录里面，UNIX和windows客户端可以访问并且恢复它们自己的文件。

每个卷同一时刻可以保留255个快照。

针对aggregate的snapshot:
创建一个aggregate会预留5%的空间作为sanpshot,
创建snapshot可以根据自动的时间表。

你也可以手工的设置时间表，时间表的间隔是周、日、小时。

因为snapshot与AFS文件系统是独立存储的，你可以执行对最近创建的snapshot备份，而不需要将系统offline(比如将volume offline),即使用户访问很繁重。

Aggr快照不需要作为每天日常管理的内容。

相反,DataONA TP可以自动的创建aggr的snapshot，当使用一些命令，比如snapmirror做卷级别的镜像的时候，就会自动产生快照。

1.2、snapshot是怎么工作的
在做snapshot之前，就有一个文件系统树指向真实的数据块，当做了一次snapshot后（假设数据没有任何更新），就拥有了一份文件结构的拷贝。

快照的指针同样指向这些数据块。

见上图:此时snapshot与AFS的文件结构一致。

再做snapshot后，此时对磁盘空间的影响不明显。

因为此时文件结构占用的空间很小,同时在磁盘上不
需要数据块的拷贝。

几乎就是无额外的磁盘占用。

Snapshot开始使用磁盘空间是当数据被删除或者修改的时候。

新增数据进去空间占用也很小。

见上图WAFL写一个数据到到新的数据块(D’),同时AFS修改文件结构指向新的数据块。

但同时snapshot依然指向最初的数据块D，只要snapshot指向这个数据块,这个数据块就不能访问，所以说snapshot 开始消耗磁盘空间是从创建snapshot后，文件系统有变动开始。

它保留了文件系统之前某个时刻的镜像。

对于aggr划分灵活卷磁盘空间是怎么分配的？
Snapshot预留WAFL文件系统预留
Aggregate 整个aggr空间的5% 整个aggr空间的10%
Aggr里面的每个灵活卷灵活卷的20%,其它给客户数据
预留给snapshot的空间是可以调整的，你可以手工修改这个预留比例，把这块空间给数据存储用（但不推荐这么做）。

tan> aggr show_space -h aggr1 ←=看aggr上面的空间分配
Aggregate 'aggr1'
Total space WAFL reserve Snap reserve Usable space BSR NVLOG A-SIS 6000MB 600MB270MB5130MB 0KB 0KB
tan> snap reserve vol1 ←==看某个卷预留了多少
V olume vol1: current snapshot reserve is 20% or 204800 k-bytes.
tan> snap list
V olume vol1
working...
%/used %/total date name
---------- ---------- ------------ --------
26% (26%) 0% ( 0%) Dec 27 20:00 hourly.0
40% (25%) 0% ( 0%) Dec 27 16:00 hourly.1 ←=目前预留的空间占用了40%
对于传统卷磁盘空间是怎么分配的？
Aggregate:每个aggregate分配了10%的空间预留给WAFL文件系统。

对于传统卷:每个卷预留了20%的空间给snapshot.给snap预留的空间比例是可以调整的。

Snap预留WAFL文件系统预留
Aggregate 整个aggr空间的10%
Aggr里面的传统卷传统卷的20%,其它给客户数据
=============→
为snapshot预留的空间可以扩展到用户空间只要系统需要，比如在AFS文件系统中发生大量的改变，这时候预先分配的空间比例满足不了要求的时候，snap空间就会占用数据空间。

你可以重新手工的分配磁盘空间用snap reserve命令,除非你故意的调整它，用户使用的磁盘空间不超过70%。

1.3、使用snapshot相关命令
与snapshot相关的options命令:
1.4、NFS客户端如何使用snapshot
tan> vol options vol1 nosnapdir off ==在存储一端执行此命令，让客户端可以看见.snapshot目录在NFS客户端mount上共享资源
-bash-3.00# ls -la
total 146
drwxrwxrwx 19 root root 4096 Dec 29 13:10 .
drwxr-xr-x 42 root root 1024 Dec 25 12:33 ..
drwxrwxrwx 4 root root 4096 Dec 29 14:34 .snapshot
drwxrwxrwx 7 root other 4096 Dec 29 13:10 Common Files
-bash-3.00# pwd
/tan/.snapshot/hourly.0
-bash-3.00# ls -l
total 40
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Dec 27 19:06 qtree1
drwxrwxrwx 3 root root 4096 Dec 27 15:28 qtree2
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Dec 27 19:06 qtree3
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Dec 27 19:28 wangjun
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Dec 27 19:56 wangjun1
1.5、CIFS客户端如何使用snapshot
tan> options cifs.show_snapshot on
tan> vol options vol1 nosnap off
可以看见snapshot目录了。

最近的快照里面的内容。

1.6、测试从CIFS客户端利用snapshot恢复文件
测试创建快照后，AFS文件系统变化后，如何利用快照恢复到前一状态。

第一步：
tan> snap delete -a vol1 ==先删除vol1上面的所有快照
Are you sure you want to delete all snapshots for volume vol1? y
Deleted vol1 snapshot hourly.2.
Deleted vol1 snapshot hourly.1.
Deleted vol1 snapshot hourly.0.
第二步:
这个时候快照目录是空的。

第三步:手工的创建一个快照。

tan> snap create vol1 tes
这时候在客户端，发现test目录下面的结构与AFS文件系统一致。

第四步：删除AFS里面的一个目录
快照中这个目录还是存在的。

再试验向共享中拷贝新的文件，发现快照目录里面是没有这个新文件的。

将快照中的wangjun目录拷贝到以前的位置，文件和目录就恢复了。

1.7、使用snap restore命令
对于LUN一级做snapshot,netapp的建议是最好一个volume上面创建一个LUN。

因为做恢复的时候只能针对volume或者file来做恢复。

snap restore [ -f ] [ -t vol | file ] [ -s snapshot_name] [ -r restore_as_path ] vol_name | restore_from_path
从指定的snapshot恢复一个volume,或者恢复一个单独的文件。

这个命令没有license是看不见的。

如果你没有指定snapshot，则系统会提示你输入一个snapshot。

在恢复volume或文件这些操作前会让用户确认，-f选项会禁止确认这步。

如果-t选项指定了，则下面必须标明是恢复整个volume还是文件。

也就是说snaprestore不能同时执行volume的snaprestore和文件的snaprestore。

对于volume snaprestore:
V olume必须是online状态并没有镜像。

如果恢复根卷则需要重启，如果恢复非根卷则不需要重启。

当恢复的时候所有针对非根卷的访问全部终止，就象offline了一样。

但其实volume offline了是保护了，不让用户访问，但也不让数据恢复了，所以这两种状态还是有区别的。

做完恢复了之后，volume就具有了和做快照那个时刻同样的状态。

对单个文件的snaprestore:
保存文件的V olume必须是online状态并没有镜像如果restore_as_path选项指定了,则必须是文件的全路径。

如果在volume没有足够的空间,则单个文件恢复不会执行，如果在AFS里面文件已经存在则会覆盖它。

Snap 命令会花费几分钟时间返回，这段时间客户端排他锁撤销。

当snap命令返回，则恢复过程在后台开始执行，
这段时间，任何试图去修改文件的操作都会挂起直到恢复完成，但是其它的文件snaprestore是可以做的。

在恢复过程中,快照不能删除，新快照不能创建当单个文件恢复正在进行的时候，定义的计划snapshot也会暂时挂起。

对于tree、user、group的quota限制在恢复过程中也不强加，如果超过了quota的限制，则在恢复完成后,/etc/quota就需要改变，然后再执行quota resize命令。

恢复完成后文件的属性（大小、权限、属主等）与snapshot中的一致。

如果恢复过程中，系统宕机了，则重启后操作自动重新启动。

命令实践
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