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Cloud之快照存储

一、什么是快照

1. 快照的定义

快照（Snapshot）是一种记录某一时刻数据状态的技术。在计算机存储和虚拟化环境中，快照能够将文件系统或虚拟机的状态保存下来，以便以后能够回溯到某一特定时间点。快照通常用于备份、恢复、数据管理等场景，能够提供一种快速且高效的方式来保护数据和确保数据的完整性。

2. 快照的价值

• 快速备份/恢复：快照可迅速生成，并可用作传统备份和归档的数据源，缩小甚至消除数据备份窗口，快照存在在磁盘上，可以快速直接存取，大大提高数据恢复的速度。

• 保存多个恢复点目标：基于磁盘的快照使存储设备有灵活和频繁的恢复点，可以快速通过不同时间点的快照恢复数据。

• 重新定义数据用途：快照提供一份接近实况数据的拷贝，可供测试、归档、查询使用，既保护生产系统又赋予备份数据新的用途。

3. 快照的分类

• 写时复制CoW

• 写时重定向RoW

二、CoW与RoW

1.CoW（Copy-On-Write写时复制）

写时复制是一种延迟复制的技术。在创建快照时，系统不会立即复制整个数据，而是保持原数据不变。当数据发生修改时，系统才会将被修改的数据复制到新的存储位置，保证快照中的数据保持不变。这种方式能够大大减少存储空间的使用，因为只有在数据发生修改时才进行复制。

2.ROW（Redirect-On-Write写时重定向）

写时重定向技术与写时复制相似，但它的处理方式不同。当数据发生写操作时，ROW并不会修改原数据，而是将新的数据写入到一个新的位置，并更新指针或引用，指向新位置的值。这样，原数据保持不变，快照中的数据依然保留为原始状态。ROW也能在一定程度上减少存储消耗，并且在多个副本之间提供较好的隔离性。

3.COW与ROW的区别：

数据修改时的行为：

• COW（写时复制）：当数据被修改时，原数据会被复制到新的位置，修改后的数据会存储在新位置。

• ROW（写时重定向）：修改操作时不会修改原数据，而是把新数据写到新的位置，并且通过更新引用或指针来指向新的数据。

存储效率：

• COW：初始阶段占用空间较少，只有在数据发生修改时，才需要复制数据，因此存储消耗逐步增加。

• ROW：通过将新数据写到新的位置并重定向引用，数据的存储空间使用方式不同于COW，通常ROW会在数据修改频繁的情况下比COW消耗更多存储空间。

实现复杂度：

• COW：在某些情况下，COW的实现较为简单，因为数据修改时只需复制数据。
• ROW：ROW需要额外的机制来维护数据的重定向路径，通常比COW复杂，但它能够提供更高的性能和灵活性。

总结来说，COW和ROW都是为了优化数据存储和快照管理，但它们在实现和存储消耗方面有所不同。COW适用于更节省空间的情况，而ROW适合那些对性能有较高要求的场景。