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快照原理（快照技術原理講解）

發(fā)布時間：2023-04-19 07:44:59 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 67

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關于快照原理的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、百度快照是什么?
2、在哪種狀態(tài)下創(chuàng)建虛擬機的快照占用空間最小
3、zstack中創(chuàng)建鏡像和備份的區(qū)別
4、baidu快照是怎么個原理啊?

快照原理（快照技術原理講解）

一、百度快照是什么?

1. 每個被收錄的網(wǎng)頁，在百度上都存有一個純文本的備份，稱為“百度快照”。百度速度較快，您可以通過“快照”快速瀏覽頁面內(nèi)容。不過，百度只保留文本內(nèi)容，所以，那些圖片、音樂等非文本信息，快照頁面還是直接從原網(wǎng)頁調(diào)用。如果您無法連接原網(wǎng)頁，那么快照上的圖片等非文本內(nèi)容，會無法顯示。

2. 如果負面信息已經(jīng)為死鏈接可以向百度申請刪除快照

二、在哪種狀態(tài)下創(chuàng)建虛擬機的快照占用空間最小

下創(chuàng)建虛擬機的快照占用空間最?。嚎煺赵?，將當前虛擬機的虛擬硬盤文件鎖定，不再更改，之后新建一個文件，之后所有更改都放到新建的文件中。

此選項將VM的內(nèi)存內(nèi)容作為快照的一部分刷新到磁盤。這允許VM恢復到拍攝快照時運行的確切狀態(tài)。如果取消選擇此選項，并且也未選擇是客戶文件系統(tǒng)處于靜默狀態(tài)。

則快照將創(chuàng)建崩潰一致的文件，這意味著您需要在從快照恢復后手動啟動VM。內(nèi)存快照將需要更長的時間才能完成。另外，VM被“凍結”以確保狀態(tài)完整性。

快照原理（快照技術原理講解）

虛擬機支持的其它數(shù)據(jù)類型包括：

object//對一個Javaobject(對象)的4字節(jié)引用。returnAddress//4字節(jié)，用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令。

虛擬機的規(guī)范對于object內(nèi)部的結構沒有任何特殊的要求。在Sun公司的實現(xiàn)中，對object的引用是一個句柄，其中包含一對指針：一個指針指向該object的方法表，另一個指向該object的數(shù)據(jù)。用Java虛擬機的字節(jié)碼表示的程序應該遵守類型規(guī)定。

三、zstack中創(chuàng)建鏡像和備份的區(qū)別

對于企業(yè)生產(chǎn)來說，最重要的就是數(shù)據(jù)。可以說數(shù)據(jù)是企業(yè)的生命，數(shù)據(jù)的破壞、丟失都會給企業(yè)造成巨大的損失，所以數(shù)據(jù)的保護至關重要。

數(shù)據(jù)的保護方案可以分為快照和備份，那么這兩種方案有什么區(qū)別，又分別適用于什么場景呢？首先，我們需要明確一點，快照不是備份，當數(shù)據(jù)處于危險時，快照和備份可做的事情是不一樣的，兩種不同的機制是用來應對不同需求的。

一、快照

概括地說，快照是保存數(shù)據(jù)狀態(tài)的方式，以便于能夠及時恢復到該點。以下是存儲網(wǎng)絡工業(yè)協(xié)會（以下簡稱SNIA）對快照的定義：

A type of point in time copy that preserves the state of data at an instant in time, by storing only those blocks that are different from an already existing full copy of the data

快照是一個特定時間點對數(shù)據(jù)狀態(tài)的保護，只保存那些完整拷貝以外有變化的數(shù)據(jù)。換言之，如果數(shù)據(jù)沒有變化，快照是不會保存額外數(shù)據(jù)的，快照可以看成是對某個特定時間點的數(shù)據(jù)的凍結。

目前行業(yè)內(nèi)快照實現(xiàn)有兩種方式，COW（Copy On Write）和ROW（Redirect On Write），這兩種方式的區(qū)別是：當數(shù)據(jù)有變化時，對應數(shù)據(jù)塊的處理方式也會不同。

1.1 COW

首先看COW，快照生成后，如果沒有數(shù)據(jù)的寫入，那么快照卷的指針還是指向原始卷的數(shù)據(jù)塊。

一旦有數(shù)據(jù)寫入，比如寫入此處的E數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)會重新分配一個數(shù)據(jù)塊，將E的數(shù)據(jù)整體拷貝到新的數(shù)據(jù)塊中，然后原來E的位置寫入新數(shù)據(jù)，計為I。相應的，快照卷對E的指針需要指向新的數(shù)據(jù)塊，而原始卷的指針指向是不變的。

1.2 ROW

再看ROW，和COW的不同之處在于，如果有數(shù)據(jù)進行了修改，則分配數(shù)據(jù)塊將修改的數(shù)據(jù)寫入新的空間記為I，然后將原始卷的指針指向I，快照卷不做任何改動。

從以上的分析可以看到，COW的優(yōu)勢在于：原始卷的物理塊是連續(xù)的，沒有碎片，缺點則是寫放大了，本來1個寫現(xiàn)在變成3個寫，原始數(shù)據(jù)、快照指針指向、新數(shù)據(jù)，所以COW適合讀多寫少的業(yè)務；ROW的優(yōu)勢是：寫性能比COW更好，1個寫變成2個寫，原始卷指針指向、新數(shù)據(jù)，但缺點是原始卷物理塊不連續(xù)，會導致讀性能較低，刪除快照需要將原始卷指針修改，將數(shù)據(jù)提交至原始物理塊，快照越大越消耗時間，故而ROW適合寫密集型業(yè)務。

1.3 使用場景

從快照原理上可以看到，快照其實還是對原始卷有依賴，快照卷中大部分的指針依然會指向原始卷的數(shù)據(jù)塊，如果有某個數(shù)據(jù)塊損壞，很有可能快照是無法恢復的，因為有可能損壞的數(shù)據(jù)塊就是沒有變化過的。所以快照的作用是對一些操作的臨時回滾，是一個臨時手段。比如開發(fā)測試環(huán)境，以及生產(chǎn)環(huán)境做一些可能會影響操作系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)的操作，可以用快照做一個臨時的保障，在異常時快速回滾到正常狀態(tài)。

另外，快照如果創(chuàng)建的太多了，會極大的影響業(yè)務的性能，快照的各種鏈接會使得數(shù)據(jù)的讀寫變的非常復雜，同時也會占用大量的存儲空間。所以，一般生產(chǎn)不建議使用快照，一定要使用快照的話，也是在進行危險的操作時，如可能損壞系統(tǒng)的操作系統(tǒng)更新或配置變動。

一個典型的快照應用就是windows還原點，將系統(tǒng)的部分信息存放在C盤某個位置，并且不影響個人的文件，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時迅速還原。

二、備份

同樣看下SNIA對備份的定義：

A collection of data stored on (usually removable) non-volatile storage media for purposes of recovery in case the original copy of data is lost or becomes inaccessible; also called a backup copy.To be useful for recovery, a backup must be made by copying the source data image when it is in a consistent state.

簡單來說備份就是對數(shù)據(jù)的一個完整的拷貝，是新增加了一個一致性的副本，在原始卷因災難或人為錯誤而損壞的情況下，能夠為您提供恢復的可能性。與快照不同的是，備份獨立于原始卷，可以輕松導出并存儲到其他地方。

備份的類型可以分為全量備份、增量備份、差異備份三種。

2.1 全量備份

全量備份顧名思義就是把整個數(shù)據(jù)都備份下來，全量備份的數(shù)據(jù)完整性最好，可以提供最好的數(shù)據(jù)保護，恢復速度也非常快，但是全量備份占用的空間非常大，可能會造成磁盤的浪費，而且因為是做所有數(shù)據(jù)的備份，數(shù)據(jù)量越大備份的時間就越長。

2.2 增量備份

增量備份是備份上一次備份之后發(fā)生變化的數(shù)據(jù)量，第一次做增量備份必然會做一個全量備份，后續(xù)所有的備份操作都是增量。增量備份會形成一條備份鏈，除了第一次的全量備份以外，后續(xù)所有增量備份都需要依賴于前一次備份的數(shù)據(jù)，如果一旦有某個中間的備份數(shù)據(jù)損壞或者丟失，那么在這個點以后的所有備份就全部失效了；如果要進行恢復，必須沿著從全量備份到指定時間點增量備份的順序來進行恢復，這就使得恢復時間會變得很長，但是相對的，相比較于全量備份，每個增量備份的備份數(shù)據(jù)量非常小，只有上次備份以后發(fā)生變化的量，所以備份時間也非常短。

2.3 差異備份

差異備份是備份上一次全量備份之后發(fā)生變化的數(shù)據(jù)量，第一次做差異備份必然會做一個全量備份，后續(xù)所有的備份操作都是和全量備份相比發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，在進行恢復時，只需對第一次全量備份和最后一次差異備份進行恢復。差異備份避免了全量備份和增量備份的缺陷，同時又具備了它們各自的優(yōu)點。首先，它具有增量備份的備份時間短、節(jié)省磁盤空間的優(yōu)勢；其次，它又具有全量備份恢復時間短的特點，管理員只需要第一次全量備份和最后一次差異備份兩份數(shù)據(jù)即可。差異備份的缺點是會存在一定量的重復數(shù)據(jù)，之前的差異備份數(shù)據(jù)都和最后一份差異備份數(shù)據(jù)有重復，當然可以根據(jù)設定的保留策略將多余的數(shù)據(jù)刪除。

2.4 使用場景

從備份原理上可以看到，備份是拷貝出新的副本，是長久的數(shù)據(jù)保存方式，適用于對數(shù)據(jù)的長期保護，當數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤或者丟失時，可以進行快速恢復，以保證業(yè)務的連續(xù)性。

其實備份過程中也用到了快照技術，一般要進行備份時都會做一個臨時快照，把數(shù)據(jù)進行凍結，然后把快照的內(nèi)容拷貝一份，最后刪除快照。備份的時間點一般會選擇凌晨業(yè)務量低谷的時候，以避免備份數(shù)據(jù)的不一致性。

三、快照和備份對比

一句話來對比：快照是數(shù)據(jù)存儲的某一時刻的狀態(tài)記錄，備份則是數(shù)據(jù)存儲的某一個時刻的副本，這是兩種完全不同的概念。

來詳細對比下快照和各種不同類型的備份方式的差異

3.1 快照對比全量備份

通過之前的概念介紹，我們可以了解到：全量備份是對所有數(shù)據(jù)的一個拷貝，會將數(shù)據(jù)保存在不同的地方，和原始卷沒有任何關系，是獨立的存在；而快照還是依賴于原始卷，并且只有變化的數(shù)據(jù)塊才會拷貝。

3.2 快照對比增量備份、差異備份

增量備份是將上次備份之后變化的數(shù)據(jù)拷貝出來，和原始卷是沒有依賴關系的，但是和上次的備份之間有依賴關系，會有一條依賴鏈接，一直鏈接到上次的全量備份。

差異備份是將上次全量備份之后變化的數(shù)據(jù)拷貝出來，同樣也是和原始卷沒有依賴關系的，差異備份之間也沒有任何關系，但是和上次的全量備份之間有依賴。

對比COW，COW的快照之間沒有依賴關系，但是都和原始卷有依賴，對于變化的數(shù)據(jù)塊，會分配新的數(shù)據(jù)塊將老的數(shù)據(jù)拷貝過去。