数据备份 快照技术 之第一次写时复制（COW）和写时重定向（ROW）

数据备份  快照技术 之第一次写时复制（COW）和写时重定向（ROW）

1.快照技术

关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点的映像。

快照相当于给数据拍个照片

2. 第一次写时复制  COW

COW(Copy-On-Write)，写时拷贝，也称为写前拷贝。

创建快照以后，如果源卷的数据发生了变化，那么快照系统会首先将原始数据拷贝到快照卷上对应的数据块中，然后再对源卷进行改写。

写操作

如上图简要示例，快照创建以后，若上层业务对源卷写数据X，X在缓存中排队，快照系统将X即将写入的位置（逻辑地址）上的数据Y，拷贝到快照卷中对应的位置（逻辑地址）上，同时，生成一张映射表，表中一列记录源卷上数据变化的逻辑地址，另一列记录快照卷上数据变化的逻辑地址。我们可以看到，上层业务每下发一个数据块，存储上，发生了两次写操作：一次是源卷将数据写入快照卷（即图中Y），一次是上层业务将数据写入源卷（即图中X）。

读操作

如上图，快照卷若映射给上层业务进行数据分析等用途时，针对快照进行读操作时，首先由快照系统判断，上层业务需要读取的数据是否在快照卷中，若在，直接从快照卷读取，若不在，则查询映射表，去对应源卷的逻辑地中读取（这个查表并去源卷读的操作，也叫读重定向）。这一点，恰好就解释了为什么快照是一份完全可用的副本，它没有对源卷进行100%的拷贝，但对上层业务来说，却可以将快照看做是和源卷“一模一样”的副本。

也就是说，我们开始有原数据以及创建好的快照，当原数据要发生改变时（暂时在cache中），我们先将即将改变的位置的数据复制到快照，再将数据复制到原始磁盘，然后快照指针更改，存在一个重定向，如果在快照中找不到，即重定向到原始磁盘寻找。

3.写时重定向

ROW(Redirect-on-write )，也称为写时重定向。

创建快照以后，快照系统把对数据卷的写请求重定向给了快照预留的存储空间，直接将新的数据写入快照卷。上层业务读源卷时，创建快照前的数据从源卷读，创建快照后产生的数据，从快照卷读。

写操作：

如上图简要示例，快照创建以后，若上层业务对源卷写数据X，X在缓存中排队，快照系统判断X即将写入源卷的逻辑地址，然后将数据X写入快照卷中预留的对应逻辑地址中，同时，将源卷和快照卷的逻辑地址写入映射表，即写重定向。我们可以看到，上层针对源卷写入一个数据块X，存储上只发生一次写操作，只是写之前进行了重定向。

读操作：

若快照创建以后，上层业务对源卷进行读，则有两种情况：1）若读取的数据，在创建快照前产生，数据是保存在源卷上的，那么，上层就从源卷进行读取；2）若需要读取的数据是创建快照以后才产生的，那么上层就查询映射表，从快照卷进行读取（即读重定向）。

若快照创建以后，上层业务对快照卷进行读，同样也有两种情况：1）若读取的数据，在创建快照前产生，数据是保存在源卷上的，那么上层就查询映射表，从源卷进行读取；2）若需要读取的数据是创建快照以后才产生的，那么上层就直接从快照卷进行读取。

我们可以看到，ROW快照也是根据创建快照后上层业务产生的数据，来实时占用必需的存储空间。

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/39916936