Mi sono spinto a scrivere questo
articolo che step by step spiega la tecnologia adottata da NetApp per
gestire le snapshot, perché considero questo metodo un modo elegante
e alternativo al più comune copy-on-write.
In
the beginning was...
All'inizio le snapshot erano gestite in
modo molto semplice: un backup solo più veloce. Si leggeva tutto il
contenuto del disco e quindi lo ricopiava su un secondo disco.
Simple. Effective. Expensive.
Immagina questo tipo di snapshot come una fotocopiatrice:
prendi un foglio, scrivi qualcosa su di esso, quando esegui una
snapshot, semplicemente, fermati di scrivere e metti il foglio nella
fotocopiatrice e fanne una copia.... In questo modo avrai 2 copie del
foglio.
Un database potrebbe essere rappresentato come 100 fogli. Fare una
snapshot potrebbe essere un procedimento lungo dal momento che
dovresti copiare ogni pagina...
Certo, è un procedimento più veloce che copiare tutto a
mano!
ok, l'analogia non è proprio perfetta, ma ci si avvicina.
Copy-on-Write Snapshots
Copiare tutti i dati ogni volta, può essere un operazione lunga
che richiede molto spazio disco con costi tempo-denaro a volte
eccessivi.
Inoltre, dovremo aggiungere il tempo di restore di tutti i dati
del backup (snapshot)....
E se potessimo copiare solo i byte modificati?
A questo punto entra in gioco la snapshot copy-on-write. La prima
snapshot registrerà una sorta di baseline prima che qualsiasi byte
possa cambiare.
Dal momento che nulla è ancora stato modificato, non si avrà
spazio utilizzato nella snapshot appena creata.
Ci si aspetta comunque che, prima o poi
, qualcosa verrà
modificato; si dovranno allora “registrare” queste
modifiche. Il sistema copy-on-write andrà perciò a copiare il
“vecchio” dato – prima che sia modificato – in un'area di
snapshot, quindi sovrascriverà il dato.
Semplice ed efficace!
Ora il nostro backup non occuperà molto spazio dal momento che la
snapshot registrerà solo i cambiamenti (delta).
Ma... ci sono dei lati negativi,
Ogniqualvolta che si andrà a modificare i blocchi dati, il
sistema dovrà prima leggere il vecchio dato, poi scriverlo nell'area
di snapshot, e quindi scrivere il dato aggiornato nella sua posizione.
Nota come il sistema, per ogni aggiornamento, dovrà eseguire due
scritture e una lettura.
Questo modo di agire rallenta le cose.
In definitiva, si tratta di un compromesso; perdi in scrittura, ma
in compenso non hai bisogno di grandi volumi per gestire la tua
snapshot.
Oggi, questo problema viene gestito usando particolari algoritmi
di cacheing, i quali possono ridurre la menzionata perdita di
performance.
Ok, ma...cosa succede se non hai i dati originali?
NetApp Snapshots
NetApp con il suo filesystem WALF, gestisce il problema in modo differente. Invece di copiare
i vecchi dati prima che essi siano modificati, NetApp (ok.. Ontap...)
andrà a scrivere queste nuove informazioni in una zona speciale del
disco chiamata SnapReserve; successivamente, il puntatore che
identifica nel sistema quel dato verrà aggiornato per puntare al
nuovo dato scritto nella SnapReserve.
Questo è il motivo per cui ogni volta che viene cambiato un dato
(e la cancellazione è intesa come modifica) quest'area si andrà a
riempire.
Questo metodo porta con sé indubbi vantaggi; si dovranno registrare
solo i delta dei dati – è già un miglioramento rispetto alle
performance del copy-on-write - . Dal momento che le snapshot sono
solo dei puntatori, quando vorrai fare il restore dei dati (usando il
SnapRestore) tutto ciò che il sistema dovrà fare è aggiornare i
puntatori ai dati originali, il che è molto più veloce che copiare
tutti i dati dell'area di snapshot nella posizione originale, come
farebbe il copy-on-write.
Bene, ma c'è dell'altro...
Snapshots Are Views
Sarebbe bello pensare alla snapshot come ad una sorta di vista dei
tuoi dati al momento della snapshot... ed essendo dei puntatori ciò
è possibile! Se, per esempio, incorri in una delete accidentale di
un dato, ti sarà possibile accedere ad una sotto cartella
(.snapshot), la quale sarà difatto la tua vista (in read only) verso
il passato....
A questo devo aggiungere che anche ZFS è in grado di offrire
questa vista tramite la directory .zfs, ma ad eccezione di questa,
non conosco altre tecnologie che posseggano questo splendido
servizio.
