快照写时复制

写时复制：适合读密集型

io重定向：适合写密集型

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快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复某个可用的时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据，还可以利用快照进行测试等工作。所有存储系统，不论高中低端，只要应用于在线系统，那么快照就成为一个不可或缺的功能。

当前实现快照有主要有两种技术，一种是第一次写时复制(Copy OnFirst Write,COFW)，有时简称为写时复制（CopyOn Write,COW）。即在数据第一次写入到某个存储位置时，首先将原有的内容读取出来，写到另一位置处（为快照保留的存储空间，此文中我们称为快照空间），然后再将数据写入到存储设备中。而下次针对这一位置的写操作将不再执行写时复制操作。

快照实现技术中的另一种技术是 I/O 重定向（I/O Redirect）。即将读写操作重新定向到另一个存储空间中。在一个快照生成期间，所有的写操作将被重定向到另一个介质，而读操作是否需要读重定向，则需要根据读取的位置是否有过自上次快照以来的写重定向，必须对有过写重定向的位置进行读重定向，否则不需要进行读定向。当要创建一个快照时，则将自上次快照以来所有的重定向写数据所对应在源介质中的数据复制出来生成这个时间点的快照，然后再将这些重定向写数据写回到源介质中的相应位置上，从而完成一个快照生成过程。下图中显示了IO重定向的执行过程。

从上面的过程来看，关键的性能影响在于快照生成时的四次I/O操作（一次读源介质，一次写快照数据，一次读快照介质，一次写源介质），另一个则是重定向的计算工作。这种方式虽然看起来最后生成快照时的I/O操作较多，但是考虑到这个操作是在生成快照时才会发生，特别是快照生成时可以对I/O操作进行排序，可以使得对介质的读写得到较好的优化，因此使影响很小。而对于重定向的计算操作对于当下的计算能力来说，不会成为一个性能的瓶颈问题。因此这种快照实现方式在非快照执行期间的影响甚小。因此这种方式比较适合Write-Intensive（写密集）类型的存储系统。下图是快照生成过程的示意图：