snapshot原理与snapshot空间计算

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1、1技术原理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仅仅需要几秒种的时间，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。这种只有当数据块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。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

2、Filer系统下线，用户管理员就可以将最近的SnapShot快照备份到离线存储系统中。图28：Snapshot的创建图(a)是简化了的文件系统结构，在顶部以树状结构指向其下的数据块。图(b)显示了SnapShot快照复制了根结构以及数据块指向关系。图(c)数据块C发生了更新，这样文件系统指向新的数据块C’，而在此之前创建的SnapShot仍然指向原来的数据块C。该图展示了SnapShot是如何工作的。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

3、诸如空闲块图和空闲inode图等元数据信息。图a也可以视为整个文件系统的概貌图，其上部展现的就是根数据结构。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它数据块，一个新的SnapShot几乎不耗费额外的磁盘存储空间，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

4、是每天都在变化，比如一个使用10MB大小HomeDirectory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，直到它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。用户对SnapShot的访问方式文件系统中含有包含SnapShot数据快照的子目录，允许用户自行访问稍早些时候创建的SnapShot数据

5、快照。假设一个用户从文件系统中意外删除掉一个名为foo的文件，现在需要利用SnapShot来对其加以恢复。则可以在UNIX/NFS客户端执行以下操作：%ls-lu.Snapshot/*/foo-rw-r–r–1hitz16787Jun1615:00.Snapshot/hourly.0/foo-rw-r–r–1hitz16744Jun1612:00.Snapshot/hourly.1/foo-rw-r–r–1hitz16811Jun1610:00.Snapshot/hourly.2/foo采用-U选项查看三份SnapShot数据快照，用ls命令可以显示文件fo

6、o的创建时间，要恢复foo文件，用户只需将foo不同时期的快照版本复制回当前工作目录即可。%cp.snapshot/hourly.0/foo.将.snapshot/hourly.0中的文件列表，将显示创建hourly.0数据快照时包含的所有文件。.snapshot目录是隐藏目录。如果.snapshot目录可见，可以使用find命令找到更多符合要求的数据快照副本。但是类似强制删除目录的命令，如rm–rf对SnapShot快照目录无效，因为SnapShot文件是只读文件，所以不能删除。Windows用户则可以在窗口中看到一个名为~snapshot的文件夹，如下图

7、所示：图29：Snapshot能否理解WAFL文件系统是由rootinode引导的数据块树状结构是能否理解SnapShot的关键。由此，要对这种数据块树状结构创建副本，即创建SnapShot，WAFL只需复制rootinode。图30：WAFL通过复制描述inode文件的rootinode建立一张SnapShot快照，WAFL通过在新的磁盘位置上写入新的数据来避免改变数据块。图中(a)显示了文件系统树状结构图，为简便起见，只示意出了rootinode，没有描绘出inode和间接数据块。图中(b)显示了WAFL如何通过对rootinode做一个完全相同的拷贝来

8、建立新的SnapShot快照。这个复制而成的inod