爱数博客

快照的价值

• 数据瞬时备份：可创建保障数据一致性的磁盘数据快照，使RPO为0；

• 数据快速恢复：当出现数据灾难，通过快照点进行回退，极具降低RTO；

• 数据分析：将快照数据作为数据分析使用，不占用业务系统性能；

• 应用测试：将数据快照卷挂在给测试主机作为新应用或操作系统的测试数据，使得生产数据不受影响；

Copy-On-Write  VS Copy-On-First-Write

• Copy-On-Write 

  Copy-On-Write（COW）往往被称为“写时拷贝”，是当前被广泛使用的快照技术之一。从实现细节上来看，当系统改写源LUN中数据时，快照软件会首先将原始数据块拷贝到一个新位置，即专门用于存储快照数据的存储资源池，然后再进行写操作。当需要引用原始数据时，快照软件自动将指针映射到新位置；如果需要引用快照数据时，快照软件将指针映射到老位置。

  具体操作流程如下图所示：

  

COW快照原理图

• Copy-On-First-Write

  Copy-On-First-Write（COFW）是在写时拷贝（Copy-On-Write）快照技术的基础上发展而来的。爱数存储虚拟化网关采用的就是这种快照技术。不同于COW，COFW只在源LUN上的数据第一次发生变化时把被改变的原始数据拷贝到一块独立的快照存储资源池中。当该数据再次发生变化时，快照软件直接把新数据写入数据卷，而不再把被改变的数据拷贝到快照资源中。

  这样，系统记录了原数据卷在创建快照时刻的历史状态，而且由于只拷贝发生改变的数据，所以只占用很少的存储资源。利用快照技术，可用使用较少的存储资源记录每个数据卷在特定时间点的数据状态。

   

Copy-On-First-Write快照的优势

通过上文中对快照技术原理的解析可以知道，由于需要进行数据拷贝和读写，快照会对存储的性能和空间会产生一定的消耗。

从读操作来讲，广泛应用的COW技术和本文提到的COFW技术的读操作流程是一致的。读操作时，如果对应数据块没有迁移，则直接从源LUN中读取相应数据；如果源LUN数据块已迁移，则从快照的存储位置读取数据。 

COW会在每一次数据块更新时拷贝并迁移源LUN的数据。在这种快照技术下，如果一份数据存在多份快照并且这些快照不存在关联性时，一个磁盘块的写入很可能向多个快照发出保存当前时间点原始数据的指令，例如存在10个快照的话，就要将一份原始数据同样写入10个快照存储区域，这样产生的写惩罚十分惊人，大大降低业务系统性能。而COFW只在数据块第一次更新时拷贝源数据块并迁移，在写操作时最多可能产生2次写和一次读操作，即数据块第一次更新时对源卷进行拷贝迁移所产生的IO。这样能显著降低对业务存储性能的影响。

此外，快照技术中，通常一份快照就需要占用一份磁盘空间。COW下，每一次更新数据需要对数据块进行拷贝，当快照数量达到一定数量后，就会产生巨大的空间占用，导致快照成本增加。而COFW快照技术极具减少了需要拷贝的数据块的数量，大大降低了对存储空间的占用，从而减少由快照导致的存储资源投资。

总的来说，Copy-On-First-Write快照技术对不同时间点不同的快照进行整合，建立多个快照间的关联性，规避了传统存储快照技术在处理多个快照时对性能和存储空间的影响。因此，Copy-On-First-Write快照技术更适合在数据中心高端系统中的应用。爱数存储虚拟化网关也借助COFW快照技术提升了数据的安全性及整体方案的性价比。

爱数存储虚拟化快照功能给客户带来的价值

• 及时的数据验证服务：可基于COFW技术，瞬间完成快照创建，及时的完成数据验证测试；
• 支持差分快照提升为完整快照：减小对原卷的影响，降低数据覆盖风险，为数据回退提供更加多的选择；
• 减少生产存储空间占用：当进行快照时，由于在第一次快照后，后续数据更新均为更新指针操作，降低了快照占用空间，减少客户的快照存储资源投资；
• 减小对生产存储的性能压力：进行快照作业时，对不同时间点不同的快照进行整合，建立多个快照间的关联性避免了数据多次拷贝而对生产存储造成的性能压力；
• 支持快照刷新技术：瞬间完成快照刷新，极大降低验证最新时间点时间。