[Support]  [Forum]  [Newsletter]       [Site-Map]  [Suche]  [Kontakt]  [Impressum]

Stor IT Back - Ihr Speicherspezialist

[Angebote]   [Produkte]   [Schulungen]   [Firmenprofil]   [Partner]   [Kunden]   [Information]   [Download]   [News]

LOGO Stor IT Back

SnapShot V1.3 (c) Stor IT Back 2016


SnapShot - Zustandskopie auf Festplatten mit geringem Speicherplatz

Einführung in SnapShot

Die ersten SnapShot-Technologien sind für schnelle Datensicherung und Rücksicherungen entwickelt worden. Müssen Datenmengen von mehreren Terabyte gesichert werden, so dauert dies sehr lange. Ein einfaches Beispiel: Sie möchten 20 TB mit einem LTO-6 Laufwerk sichern. Dieses Laufwerk schafft eine Transferrate von 160 MB/s (unkomprimiert). Sie benötigen also ca. 36 Stunden für die Sicherung. Für eine konsistente Sicherung können Applikationen meist nur sehr kurz heruntergefahren werden. Also kurzer Stop für die Erstellung des SnapShots (Zustandskopie nicht Datenkopie) und dann kann von der Kopie gesichert werden. Die Vollsicherung dauert immer noch 36 Stunden, aber die Applikation oder Datenbank kann nach wenigen Sekunden wieder gestartet werden.

SnapShot in der Theorie

Um die Datenmenge von zum Beispiel 200 GB zu kopieren benötigen selbst Festplatten noch eine gewisse Zeit. Also machen wir uns das Gegenteil zu Nutze und trennen einen vorhandenen Datenspiegel auf. Dafür benötigen wir nur wenige Sekunden und das nahezu unabhängig vom Datenvolumen. Ist der Spiegel abgetrennt, so können die Daten in aller Ruhe von der nicht benutzten Spiegelseite gesichert werden, diese werden ja nicht durch die User verändert. Danach wird der Backup-Spiegel wieder zum Produktions-Spiegel hinzugefügt und es werden die Änderungen nachgefahren. Dies braucht natürlich seine Zeit, stört aber nicht weiter. Nachteil: Sie benötigen mindestens doppelt so viel Speicherplatz.

SnapShot Theorie

Weiterentwicklung des SnapShots

Ein großes Problem bei diesen SnapShots ist der enorme Festplattenverbrauch und die damit verbundenen Kosten. Zum Teil wird nur ein sehr geringer Teil der Daten verändert. Also müssen nicht alle Daten kopiert werden. Zum Zeitpunkt des SnapShots wird das Filesystem "eingefroren". Danach werden alle Änderungen nicht in den Originalblöcken durchgeführt, sondern in Kopien dieser Blöcke. Jetzt wird nur noch der wirklich veränderte Teil der Daten "doppelt" vorgehalten.
Dieses Verfahren ist einfacher auf Filesystemen und damit bestimmte Betriebssystemen anzuwenden. Daher ist es auch bei NAS (Network Attached Storage) sehr verbreitet.


Copy-on-Write (COW) und Redirect-on-Write (ROW)

Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren einen SnapShot zu verwalten. Das erste ist das Copy-on-Write (COW), dabei werden bei jeder Schreiboperation die Daten vorher auf den SnapShot-Bereich kopiert. Die geänderten produktiven Daten gehen an die ursprünglichen Bereiche auf der Festplatte. Bei diesem Verfahren wird die Fragmentierung der Daten reduziert, allerdings benötigen Schreiboperationen mehr Zeit, da die Ursprungsdaten vorher und Just-in-Time wegkopiert werden müssen. Ein weiteren Vorteil hat das Copy-on-Write: Wird der SnapShot verworfen oder aufgelöst, so kann der SnapShot-Bereich einfach gelöscht werden. Dort sind ja nur alte Daten.
Beim Redirect-on-Write (ROW) werden Änderungen in den produktiven Daten auf den SnapShot-Bereich geschrieben. Die alten Daten bleiben am Original-Ort erhalten. Dies verursacht dann eine starke Fragmentierung im Datenbereich, da Teile im Ursprungsbereich liegen und andere im SnapShot. Die Schreiboperationen sind im Vergleich zu COW genauso schnell wie ohne den aktiven SnapShot. Aber was passiert wenn der SnapShot aufgelöst werden soll? Die Daten im SnapShot werden noch gebraucht, es sind ja die produktiven Daten. In diesem Fall müssen die Daten vom SnpaShot in den produktiven Bereich kopiert und verlagert werden. Dies dauert eine gewisse Zeit und verursacht beim Auflösen eine große Belastung auf den Platten.
Das Copy-on-Write Verfahren wird zum Beispiel von Microsoft VSS, IBM beim FlashCopy und beim Linux Logical Volume Manager eingesetzt. Das Redirect-on-Write nutzt NetApp bei ihren Filern.

Copy-on-Write (COW) Redirect-on-Write (ROW)
langsamere Schreiboperationen Schreiboperation nahezu unabhängig
schnelle Auflösung lange Laufzeit beim Auflösen
mehr IOs bei Schreiboperationen mehr IOs beim Auflösen
geringe Fragmentierung große Fragmentierung
nur wenige SnapShots möglich große Anzahl von SnapShots möglich

Software- / Hardware-SnapShot

Sowohl die Trennung von Master-Daten und Spiegel, wie auch COW oder ROW SnapShots, wie auch die nachfolgende Synchronisierung der Daten bzw. Auflösung der SnapShots können vom angeschlossenen Server, wie auch der Storage-Hardware ausgeführt werden. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile. Beim Block-SnapShot mit Redirect-on-Write kommt noch eine verstärkte Fragmentierung der Festplatte hinzu.


Software SnapShot

Vorteil Nachteil
einfache Steuerung des Ablaufes größer 2 % Prozessorbelastung im Normalbetrieb
läuft im Betriebssystem größer 10 % Prozessorbelastung bei der Synchronisation
meist kostengünstiger für jeden Server eine eigene Lösung

Hardware SnapShot

Vorteil Nachteil
geringe Belastung komplexe Steuerung
eine Lösung für alle Server meist teurer
Transparent für das Betriebssystem komplexe Nutzung der SnapShots

Einsatz-Beispiel

Eine beispielhafte Implementierung dieser Technologie ist im Microsoft Storage Server zu finden. Dieses spezielle Betriebssystem wurde für NAS-Server (Network Attached Storage) entwickelt und ermöglicht SnapShots auf Blockebene. Dies wird bei Microsoft als "Volume Shadow Copy" bezeichnet.
Diese SnapShots können in bestimmten Zeitintervallen durchgeführt werden. Sollten Dateien gelöscht oder irrtümlich verändert worden sein, so kann der Administrator oder der Endanwender über ein Zusatzfeld im Explorer alte Versionen wiederherstellen bzw. gelöschte Dateien recovern.


Snapshots und konsistente Daten

Wird ein SnapShot von einer Datenbank oder einer Anwendung erstellt, so ist dieser nicht unbedingt konsistent. Na ja, der SnapShot an sich ist konsistent, aber nicht die Daten. Also ist der SnapShot nicht zu gebrauchen, die Datenbank auf dem SnapShot würde einfach nicht starten (Fehlermeldung: Need Media Recovery).
Also muss vor dem Erstellen des SnapShots die Anwendung oder Datenbank in den konsistenten Zustand gebracht werden. Eine genauere Erklärung finden Sie bei den Online- / Offline Datensicherungen.
Aber was ist denn jetzt der Vorteil eines SnapShots gegenüber der Sicherung der direkten Daten? Ein SnapShot wird sehr schnell erzeugt und ist in wenigen Sekunden einsatzbereit. Die Anwendung oder Datenbank muss also nur sehr kurz im Backup-Zustand gehalten werden. Dies hat Vorteile für die aktive Nutzung der Datenbank. Ist der SnapShot erst einmal erstellt, kann dieser dann ohne Gefahr von Veränderungen oder übergelaufener Log-Files gesichert werden.


Angebote der Stor IT Back zum Thema SnapShots

Angebot Windows Storage Server 2016
Microsoft Windows Storage Server 2016
NAS (Network Attached Storage) WSS

19" 3 oder 2 HE / Gigabit Ethernet / redundante Netzteile
SAS-Hardware-RAID / Intel 6 Core Prozessor / 16 GB RAM
ab 4.588,00 Euro
zzgl. MwSt.
Angebot Dell EMC VNXe1600
Dell EMC VNXe1600 RAID - SMB Preis
Dual Controller, Block-Only Storage

8 / 16 Gbit/s FC oder 10 Gbit/s iSCSI
SSD, SAS, NL-SAS Platten / BBU / EMC Support
ab 8.573,00 Euro
zzgl. MwSt.
Angebot Netapp E2700
NetApp E2700 Fibre Channel / iSCSI / SAS RAID
16 Gbit/s FC / 10 Gbit/S iSCSI / 12 Gbit/s SAS

mit 600 bis 900 GB SAS- und/oder 2 bis 4 TB NL-SAS-Festplatten
Preis
auf Anfrage
 
 
Zurück zur Übersicht
Übersicht
nach oben
nach oben
Übersicht der Angebote
Angebote
Kontakt zur Stor IT Back
Kontakt
Suche auf der Webseite
Suche