有关将快照用作数据保护策略的一个常见问题是、"实际"数据和快照数据位于同一个驱动器上。丢失这些驱动器将导致主数据和备份均丢失。

这是一个合理的问题。本地快照用于满足日常备份和恢复需求、在这方面、快照是备份。在NetApp环境中、几乎99%的恢复方案都依靠快照来满足最苛刻的恢复时间要求。

但是、本地快照绝不是唯一的备份策略、这就是NetApp提供SnapMirror和SnapVault复制等技术来快速高效地将快照复制到一组独立驱动器的原因。在采用快照和快照复制功能且架构合理的解决方案中、磁带的使用量可以降至最低、甚至可以每季度归档一次、也可以完全避免。

使用ONTAP Snapshot副本保护数据有多种选择、快照是复制、灾难恢复和克隆等许多其他ONTAP功能的基础。本文档不会介绍有关Snapshot技术的完整问题描述、但以下各节将提供一般概述。

创建数据集快照的主要方法有两种：

崩溃状态一致的数据集备份是指在一个时间点捕获整个数据集结构。如果数据集存储在单个卷中、则此过程非常简单；可以随时创建Snapshot。如果数据集跨越多个卷、则必须创建一致性组(CG)快照。创建CG快照的选项有多种、包括NetApp SnapCenter软件、本机ONTAP一致性组功能以及用户维护的脚本。

当备份点恢复足以满足要求时、主要使用崩溃状态一致的备份。当需要更精细的恢复时、通常需要应用程序一致的备份。

"应用程序一致"中的"一致"一词通常用词不当。例如、将Oracle数据库置于备份模式称为应用程序一致的备份、但数据不会以任何方式保持一致或处于静态。数据在整个备份过程中持续更改。相比之下、大多数MySQL和Microsoft SQL Server备份确实会在执行备份之前将数据置于静噪状态。VMware可能会使某些文件保持一致、也可能不会使其保持一致。

术语"一致性组"是指存储阵列能够将多个存储资源作为一个映像进行管理。例如、一个数据库可能包含10个LUN。阵列必须能够以一致的方式备份、还原和复制这10个LUN。如果LUN的映像在备份时不一致、则无法还原。复制这10个LUN要求所有副本之间完全同步。

在讨论ONTAP时、不经常使用术语"一致性组"、因为一致性一直是ONTAP中卷和聚合架构的基本功能。许多其他存储阵列将LUN或文件系统作为单独的单元进行管理。然后、可以选择将其配置为"一致性组"以实现数据保护、但这是配置中的一个额外步骤。

ONTAP始终能够捕获一致的本地和复制数据映像。虽然ONTAP系统上的各种卷通常不会正式描述为一致性组、但它们就是一致性组。该卷的快照是一致性组映像、该快照的还原是一致性组还原、SnapMirror和SnapVault均提供一致性组复制。

一致性组快照(CG快照)是基本ONTAP快照技术的扩展。标准快照操作会为单个卷中的所有数据创建一致的映像、但有时需要在多个卷甚至多个存储系统之间创建一组一致的快照。这样就会生成一组快照、这些快照的使用方式与仅包含一个卷的快照相同。它们可用于本地数据恢复、为灾难恢复目的进行复制或作为一个一致的单元进行克隆。

已知的最大CG-Snapsh图 用途是用于大小约为1 PB且跨越12个控制器的数据库环境。在此系统上创建的CG快照已用于备份、恢复和克隆。

大多数情况下、如果数据集跨越多个卷且必须保留写入顺序、则选定管理软件会自动使用CG快照。在这种情况下、无需了解CG快照的技术详细信息。但是、在某些情况下、复杂的数据保护要求需要对数据保护和复制过程进行详细控制。可以选择自动化工作流或使用自定义脚本来调用CG-Snapshot API。要了解cG-Snapshot的最佳选项和角色、需要对该技术进行更详细的说明。

创建一组CG快照的过程分为两步：

写入隔离是按序列建立的。这意味着、在多个卷之间设置隔离过程时、写入I/O会冻结在序列中的第一个卷上、因为它会继续提交到稍后显示的卷。最初、这可能看起来违反了保留写入顺序的要求、但只有在主机上异步发出的适用场景I/O、而不依赖于任何其他写入。

例如、数据库可能会对大量异步数据文件更新进行问题描述、并允许操作系统重新排列I/O、然后根据自己的计划程序配置完成这些更新。无法保证此类I/O的顺序、因为应用程序和操作系统已释放保留写入顺序的要求。

作为一个计数器示例、大多数数据库日志记录活动都是同步的。在确认I/O并保留这些写入顺序之前、数据库不会继续进行日志写入。如果日志I/O到达隔离的卷、则不会进行确认、应用程序会阻止进一步写入。同样、文件系统元数据I/O通常是同步的。例如、文件删除操作不能丢失。如果带有xfs文件系统的操作系统删除了某个文件、而更新了xfs文件系统元数据以删除对该文件的引用的I/O则会登录到隔离的卷上、则文件系统活动将暂停。这样可以保证CG快照操作期间文件系统的完整性。

在目标卷之间设置写入隔离后、这些卷便可创建快照了。无需同时创建快照、因为从依赖写入的角度来看、卷的状态是冻结的。为了防止创建CG快照的应用程序出现缺陷、初始写入隔离包括一个可配置的超时时间、在此超时时间内、ONTAP会自动释放隔离并在定义的秒数后恢复写入处理。如果所有快照都是在超时期限到期之前创建的、则生成的一组快照是有效的一致性组。

基于快照的备份有两种主要方法：

崩溃状态一致的数据库备份是指在一个时间点捕获整个数据库结构、包括数据文件、重做日志和控制文件。如果数据库存储在单个卷中、则此过程非常简单；可以随时创建Snapshot。如果数据库跨越多个卷、则必须创建一致性组(CG)快照。创建CG快照的选项有多种、包括NetApp SnapCenter软件、本机ONTAP一致性组功能以及用户维护的脚本。

崩溃状态一致的Snapshot备份主要在备份点恢复已足够时使用。在某些情况下、可以应用归档日志、但在需要更精细的时间点恢复时、最好使用联机备份。

基于快照的联机备份的基本操作步骤如下所示：

此操作步骤将生成一组快照、其中包含处于备份模式的数据文件以及处于备份模式时生成的关键归档日志。这是恢复数据库的两项要求。为方便起见、还应保护控制文件等文件、但唯一的绝对要求是保护数据文件和归档日志。

虽然不同的客户可能有非常不同的策略、但几乎所有这些策略最终都基于下面所述的相同原则。

在为Oracle数据库设计卷布局时、首先要决定是否使用基于卷的NetApp SnapRestore (VBSR)技术。

基于卷的SnapRestore可以将卷几乎即时还原到较早的时间点。由于卷上的所有数据均已还原、因此VBSR可能并不适用于所有使用情形。例如、如果整个数据库(包括数据文件、重做日志和归档日志)存储在单个卷上、而此卷通过VBSR还原、则数据会丢失、因为较新的归档日志和重做数据会被丢弃。

还原不需要VBSR。许多数据库都可以通过使用基于文件的单文件文件系统(Single File SnapRestore、SFSR)进行还原、或者只需将文件从快照复制回活动文件系统即可。

当数据库非常大或必须尽快恢复时、最好使用VBSR、而使用VBSR需要隔离数据文件。在NFS环境中、给定数据库的数据文件必须存储在未受任何其他类型文件污染的专用卷中。在SAN环境中、数据文件必须存储在专用卷上的专用LUN中。如果使用卷管理器(包括Oracle自动存储管理[ASM])、则磁盘组还必须专用于数据文件。

通过以这种方式隔离数据文件、可以将其还原到早期状态、而不会损坏其他文件系统。

对于SAN环境中包含Oracle数据的每个卷、 percent-snapshot-space 应设置为零、因为在LUN环境中为快照预留空间没有用处。如果预留百分比设置为100、则包含LUN的卷的快照需要该卷中具有足够的可用空间(不包括快照预留)来吸收所有数据的100%周转率。如果预留百分比设置为较低的值、则所需的可用空间量相应较少、但始终不包括Snapshot预留。这意味着会浪费LUN环境中的快照预留空间。

在NFS环境中、有两种选择：

使用第一个选项时、 percent-snapshot-space 设置为非零值、通常约为20%。然后、此空间将对用户隐藏。但是、此值不会对利用率造成限制。如果预留百分比为20%的数据库的周转率为30%、则快照空间可能会超出预留百分比的界限并占用未预留空间。

将预留设置为20%这样的值的主要优势是、验证某些空间始终可用于快照。例如、预留为20%的1 TB卷仅允许数据库管理员(Database Administrator、DBA)存储800 GB数据。此配置可确保至少为快照占用200 GB的空间。

时间 percent-snapshot-space 设置为零时、卷中的所有空间均可供最终用户使用、从而提高可见性。数据库管理员必须了解、如果发现1 TB卷利用快照、则这1 TB空间将在活动数据和Snapshot周转率之间共享。

最终用户之间没有明确的首选方案一和备选方案二。

Oracle文档ID 604683.1介绍了第三方快照支持的要求以及可用于备份和还原操作的多个选项。

第三方供应商必须保证公司的快照符合以下要求：

ONTAP和NetApp Oracle管理产品符合这些要求。