En los sistemas informáticos , una instantánea es el estado de un sistema en un momento determinado. El término se acuñó como una analogía con el de la fotografía . Puede referirse a una copia real del estado de un sistema oa una capacidad proporcionada por ciertos sistemas.
Razón fundamental
Una copia de seguridad completa de un gran conjunto de datos puede tardar mucho en completarse. En sistemas multitarea o multiusuario , puede haber escrituras en esos datos mientras se realiza la copia de seguridad. Esto evita que la copia de seguridad sea atómica e introduce un sesgo de versión que puede provocar daños en los datos . Por ejemplo, si un usuario mueve un archivo a un directorio del que ya se ha realizado una copia de seguridad, ese archivo faltaría por completo en el medio de copia de seguridad , ya que la operación de copia de seguridad ya se había realizado antes de agregar el archivo. La distorsión de la versión también puede causar corrupción con archivos que cambian de tamaño o contenido mientras se leen.
Un enfoque para realizar copias de seguridad de datos en vivo de forma segura es deshabilitar temporalmente el acceso de escritura a los datos durante la copia de seguridad, ya sea deteniendo las aplicaciones de acceso o utilizando la API de bloqueo proporcionada por el sistema operativo para hacer cumplir el acceso de lectura exclusivo. Esto es tolerable para sistemas de baja disponibilidad (en computadoras de escritorio y servidores de grupos de trabajo pequeños, en los que el tiempo de inactividad regular es aceptable). Los sistemas de alta disponibilidad 24 horas al día , 7 días a la semana , sin embargo, no pueden soportar interrupciones del servicio.
Para evitar el tiempo de inactividad, los sistemas de alta disponibilidad pueden realizar la copia de seguridad en una instantánea ( una copia de solo lectura del conjunto de datos congelado en un momento determinado) y permitir que las aplicaciones continúen escribiendo en sus datos. La mayoría de las implementaciones de instantáneas son eficientes y pueden crear instantáneas en O (1) . En otras palabras, el tiempo y las E / S necesarias para crear la instantánea no aumentan con el tamaño del conjunto de datos; por el contrario, el tiempo y las E / S necesarias para una copia de seguridad directa son proporcionales al tamaño del conjunto de datos. En algunos sistemas, una vez que se toma la instantánea inicial de un conjunto de datos, las instantáneas posteriores solo copian los datos modificados y utilizan un sistema de punteros para hacer referencia a la instantánea inicial. Este método de instantáneas basadas en punteros consume menos capacidad de disco que si el conjunto de datos se clonara repetidamente.
Implementaciones
Administradores de volumen
Algunos sistemas Unix tienen administradores de volúmenes lógicos con capacidad para instantáneas . Estos implementan la copia en escritura en dispositivos de bloques completos copiando bloques modificados —justo antes de que se sobrescriban dentro de los volúmenes "principales" - en otro almacenamiento, preservando así una imagen pasada autoconsistente del dispositivo de bloque. Los sistemas de archivos de estas instantáneas se pueden montar posteriormente como si estuvieran en un medio de solo lectura.
Algunos administradores de volumen también permiten la creación de instantáneas grabables , extendiendo el enfoque de copia en escritura disociando cualquier bloque modificado dentro de la instantánea de sus bloques "principales" en el volumen original. Dicho esquema también podría describirse como la realización de operaciones adicionales de copia en escritura desencadenadas por las escrituras en instantáneas.
En Linux, Logical Volume Manager (LVM) permite la creación de instantáneas de solo lectura y de lectura y escritura. Las instantáneas grabables se introdujeron con la versión 2 de LVM (LVM2). [1]
Sistemas de archivos
Algunos sistemas de archivos, como WAFL , [nota 1] fósil para Plan 9 de Bell Labs y ODS-5 , rastrean internamente versiones antiguas de archivos y hacen que las instantáneas estén disponibles a través de un espacio de nombres especial . Otros, como UFS2 , proporcionan una API de sistema operativo para acceder a los historiales de archivos. En NTFS , el acceso a las instantáneas se proporciona por la sombra del volumen de copia Service (VSS) en Windows XP y Windows Server 2003 y de instantáneas en Windows Vista . Melio FS proporciona instantáneas a través de la misma interfaz VSS para almacenamiento compartido. [2] Las instantáneas también han estado disponibles en el sistema de archivos NSS ( Novell Storage Services ) en NetWare desde la versión 4.11, y más recientemente en plataformas Linux en el producto Open Enterprise Server .
La plataforma de almacenamiento en clúster Isilon OneFS de EMC implementa un único sistema de archivos escalable que admite instantáneas de solo lectura a nivel de archivos o directorios. Se puede realizar una instantánea de cualquier archivo o directorio dentro del sistema de archivos y el sistema implementará una instantánea de copia en escritura o de un momento específico de forma dinámica en función del método que se determine que es el óptimo para el sistema.
En Linux, los sistemas de archivos Btrfs y OCFS2 admiten la creación de instantáneas (clonación) de archivos individuales. Además, Btrfs también admite la creación de instantáneas de subvolúmenes. En AIX, JFS2 también admite instantáneas.
Sun Microsystems ZFS tiene una implementación híbrida que rastrea las instantáneas de lectura y escritura a nivel de bloque, pero hace que los conjuntos de archivos ramificados se puedan nombrar para las aplicaciones de usuario como "clones".
Time Machine , incluido en Manzana 's Mac OS X v10.5 sistema operativo , no es un esquema snapshotting pero un servicio de copia de seguridad incremental a nivel de sistema: se limita a los relojes volúmenes montados por cambios y copia los archivos cambiados periódicamente a un volumen designado especialmente el uso de enlaces duros . [nota 2] Esto se debe a que el sistema de archivos HFS Plus no tiene una función de instantáneas ; El nuevo sistema de archivos APFS de Apple presenta esta característica .
Sistemas operativos
El Phantom OS se basa en un concepto de instantánea, guardando el estado de todas las aplicaciones por diseño.
Ver también
- Punto de control de la aplicación
- Administrador de volumen lógico (Linux)
- Persistencia (informática)
- Copia de sombra
- Hipervisor de almacenamiento
- Imagen del sistema
Notas
- ^ WAFL no es un sistema de archivos. WAFL es un diseño de archivo que proporciona mecanismos que habilitan una variedad de sistemas de archivos y tecnologías que desean acceder a bloques de disco.
- ^ Time Machine no es un sistema de archivos y no hace uso de una función de instantáneas. Solo se incluye aquí como referencia.
Referencias
- ^ "LVM HOWTO" . 3.8. Instantáneas . tldp.org . Consultado el 29 de septiembre de 2013 .
- ^ "Solución de almacenamiento optimizada para implementaciones de Hyper-V a escala empresarial" (PDF) . Microsoft. Marzo de 2010. p. 15 . Consultado el 25 de octubre de 2012 .
enlaces externos
- Garimella, Neeta (26 de abril de 2006). "Comprensión y explotación de la tecnología de instantáneas para la protección de datos, Parte 1: Descripción general de la tecnología de instantáneas" .
- Harwood, Mike (24 de septiembre de 2003). "Conceptos básicos de almacenamiento: estrategias de copia de seguridad" .