Was ist Snapshot? Welche Arten von Snapshots gibt es?

Was ist ein Snapshot?

Ein Storage-Snapshot ist ein Satz von Referenzmarkierungen für Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt. Ein Snapshot ist wie ein detaillierter Katalog, der Benutzern eine zugängliche Kopie der Daten bietet, auf die sie zurückgreifen können. Lesen Sie jetzt diesen Artikel von MiniTool weiter, um mehr über den Snapshot zu erfahren.

Wie funktioniert der Snapshot?

Storage-Snapshots beruhen in der Regel auf der Verwendung einer Differencing Disk. Eine solche  Vergleichsfestplatte ist eine spezielle Art von virtueller Festplatte, die mit einer übergeordneten virtuellen Festplatte verknüpft ist.

Wenn ein Administrator einen Speicher-Snapshot erstellt, erstellt das zugrunde liegende System eine Vergleichsfestplatte, die an die ursprüngliche virtuelle Festplatte gebunden ist. Alle zukünftigen Schreibvorgänge werden auf die Vergleichsfestplatte geleitet, während die ursprüngliche virtuelle Festplatte unverändert bleibt. Das Dateisystem weiß nichts von der Existenz der Differenzfestplatten. Das Dateisystem verhält sich weiterhin so, als befände es sich auf einem physischen Rechner.

Snapshots haben eine Eltern-Kind-Beziehung und bilden einen Baum. Jeder Snapshot erzeugt einen weiteren Zweig des Baums.

Snapshots werden in der Regel zur Datensicherung erstellt, können aber auch zum Testen von Anwendungssoftware und zum Data Mining verwendet werden. Speicher-Snapshots können für Disaster Recovery (DR) verwendet werden, wenn Informationen durch menschliches Versagen verloren gegangen sind. Snapshots können auch verwendet werden, um einen früheren Zustand des Systems wiederherzustellen, wenn ein falscher Patch installiert wurde.

Art des Snapshots

Die Implementierung der Speicher-Snapshot-Technologie variiert je nach Anbieter. Es gibt verschiedene Arten.

Copy-on-Write Snapshot

So wird ein Copy-on-Write Snapshot erstellt:

    1. Bevor ein Snapshot erstellt wird, speichert das System die Metadaten des Originalblocks.

    2. Wenn das System einen Schreibbefehl für einen geschützten Block ausführt, werden drei IOs ausgelöst:

    3. Die Snapshot-Dienstprogramme lesen die Rohblöcke vor dem Schreiben.

    4. Erstellen/Schreiben von Snapshots von Originalblöcken auf reserviertem Snapshot-Speicher.

    5. Die neuen Daten überschreiben die Originaldaten.

Vorteile: Da bei Copy-on-Write Snapshots keine Kopie der Metadaten erstellt wird, sind sie schneller und fast sofort verfügbar.

Nachteile: Sie sind jedoch sehr leistungsintensiv, da für jeden Snapshot ein Lese- und zwei Schreibvorgänge erforderlich sind.

Umleitung beim Schreiben eines Schnappschusses (Redirect-on-Write Snapshot)

Redirect-on-Write Snapshots verwenden Zeiger, um auf Snapshot-geschützte Blöcke zu verweisen. So wird ein Read-Write-Snapshot erstellt:

    1. Das System führt Schreibbefehle aus, um Änderungen an Snapshot-geschützten Blöcken vorzunehmen.

    2. Das Snapshot-Dienstprogramm leitet Schreibvorgänge auf den neuen Block um und aktualisiert die entsprechenden Zeiger.

    3. Die alten Daten bleiben als Point-in-Time Referenz auf den ursprünglichen Block erhalten.

Vorteile: Im Gegensatz zu Copy-on-Write verbrauchen Read-on-Write Snapshots weniger Leistungsressourcen, da jeder geänderte Block nur ein einziges Schreib-IO erzeugt.

Nachteil: Redirect-on-Write Snapshots verlassen sich auf den Originalblock. Andere Änderungen erzeugen neue Blöcke. Wenn der Snapshot gelöscht wird, wird die Koordination zwischen mehreren neuen Blöcken und dem Originalblock kompliziert.

Split-Mirror Snapshot

Ein Split-Mirror Snapshot erstellt eine vollständige Kopie des ursprünglichen Speichervolumens, anstatt nur einen Snapshot der geänderten Blöcke zu erstellen. Mit Split-Mirror Snapshots können Sie Snapshots von ganzen Dateisystemen, LUNs (Logical Unit Numbers) oder Object Storage Volumes erstellen.

Vorteile: Leichtere Datenwiederherstellung, Replikation und Archivierung. Selbst wenn die primäre/originale Kopie verloren geht, ist das gesamte Volume noch verfügbar.

Nachteil: Da das Snapshot-Dienstprogramm jedes Mal einen Snapshot des gesamten Volumes erstellt, ist dies ein langsamerer Prozess und erfordert doppelten Speicherplatz.

Kontinuierliche Datensicherung (CDP)

CDP erstellt häufig Snapshots von Rohdaten, die durch die Festlegung von Richtlinien ausgelöst werden. Im Idealfall werden CDP-Snapshots in Echtzeit erstellt. Das bedeutet, dass bei jeder Änderung der Snapshot der Originalkopie aktualisiert wird.

Vorteile: Reduziert den Wiederherstellungszeitpunkt (Recovery Point Objective, RPO) auf fast Null.

Nachteilig: Häufiges Erstellen und Aktualisieren von Snapshots verbraucht Leistung und Bandbreite (wenn über Netzwerkspeicher).

Snapshot vs. Backup

Snapshot-Backups werden in erster Linie dazu verwendet, Systeme, virtuelle Maschinen und Festplatten oder Laufwerke in einem laufenden Zustand wiederherzustellen und dienen als Wiederherstellungspunkt für das System, wenn ein Snapshot erstellt wurde. Er ist nicht mit einer Sicherungskopie gleichzusetzen, da er selbst keine Daten speichert, sondern nur definiert, wo und wie die Daten gespeichert und organisiert werden.

Normalerweise werden Snapshots mit Hilfe von Disk-/System-Images oder Systemwiederherstellungssoftware erstellt. Die meisten Sicherungsprogramme können jedoch auch Snapshot-Backups erstellen und das System anhand von Snapshots wiederherstellen.

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