RHEL7snapshot快照原理及實驗
LVM對lv提供了快照“snapshot”備份功能，這種功能也只對LVM 有效。snapshot有多種實現方法，這裏只談談“寫時複製COW”，不是奶牛哦，是“Copy-On-Write”
當一個snapshot創建的時候，僅拷貝原始卷裏的源數據，這不是物理上的數據拷貝，因此snapshot的創建特別快，當原始卷裏的數據有寫入時，備份捲開始記錄原始卷哪些數據發生了變化，然後在原始卷新數據覆蓋舊數據時，將舊數據拷貝到snapshot的預留空間裏，起到備份數據的作用，就保證了所有數據和創建備份卷之前的數據一致性。
而對於snapshot的讀操作，如果是讀取數據塊是沒有修改過的，那麼會將讀操作直接重定向到原始捲上，如果是要讀取已經修改過的塊，那麼就讀取拷貝到snapshot中的塊。所以當原始卷破壞了之後還能用snapshot備份的數據還原。
參考一份51CTO【asram先生】的解釋吧：
【鏡像分離，是爲了讓鏡像卷保持拆分一瞬間的狀態，而不再繼續被寫入數據。而拆分之後，主卷所做的所有寫IO動作，會以bitmap的方式記錄下來。bitmap就是一份位圖文件，文件中每個位都表示捲上的一個塊(扇區，或者由多個扇區組成的邏輯塊)，如果這個塊在鏡像分離之後，被寫入了數據，則程序就將 bitmap文件中對應的位從0變成1。待備份完成之後，可以將鏡像關係恢復，此時主卷和鏡像捲上的數據是不一致的，需要重新做同步。程序搜索 bitmap中所有爲1的位，對應到捲上的塊，然後將這些塊上的數據，同步到鏡像卷，從而恢復實時鏡像關係。
改變塊(changed block)
快照創建成功後，源和快照共享同一份物理數據拷貝，直到數據發生寫操作，此時源上老數據或者新增數據將被寫向新的存儲空間。爲了記錄和追蹤塊的變化和複製信息，需要一個位圖(bitmap)，它用於確定實際拷貝數據的位置，以及確定從源還是目標來獲取數據。
併發(concurrent)
它與改變塊非常相似，但它總是物理地拷貝數據。當即時拷貝執行時，沒有數據被複制。取而代之，它創建一個位圖來記錄數據的複製情況，並在後臺進行真正的數據物理複製。
寫時複製快照在快照時間點之後，沒有物理數據複製發生，僅僅複製了原始數據物理位置的元數據。因此，快照創建非常快，可以瞬間完成。然後，快照副本跟蹤原始卷的數據變化（即原始卷寫操作），一旦原始卷數據塊發生寫操作，則先將原始卷數據塊讀出並寫入快照卷，然後用新數據塊覆蓋原始卷。這樣我們訪問快照捲上的數據仍舊是寫操作前的，可以保證我們備份數據的一致性。】
檢驗一下snapshot的特點吧：
採取COW實現方式時，snapshot的大小並不需要和原始卷一樣大。那設置成多大呢？第一、根據原始卷數據的改變大小範圍來設置；第二、根據原始卷數據的更新頻率來定。一旦 snapshot的空間記錄滿了原始卷塊變換的信息，那麼這個snapshot就無法使用了。當然，如果你的snapshot大小和原始卷一樣大，甚至還要大，那snapshot備份就絕對的不會崩潰啦。
下面就開始吧！
一、新建lv分區，裝上一個系統（可以不用裝，其實這裏只需要說明他是一個我們要備份的數據卷而已）
--->先查看一下vg空閒空間吧
[root@desktop21/]# vgs
VG #PV#LV #SN Attr VSize VFree
vol0 2 4 1 wz--n-55.22g 26.22g
--->還有26.22G，建一個3G的lv來裝系統吧，lv名稱syslv
[root@desktop21/]# lvcreate -L 3G -n syslv vol0
Logical volume "syslv" created
[root@desktop21/]# lvdisplay /dev/vol0/syslv
--- Logical volume ---
LV Name /dev/vol0/syslv
VG Name vol0
LV UUID xQXHqK-N3Oj-y9Z1-TBU6-hAsI-ek3V-PkmVmL
LV Write Access read/write
LV Status available
# open 0
LV Size 3.00 GiB （lv大小3G）
Current LE 96
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 253:6
--->ok，創建成功，接下來我就裝一個linux的簡易版吧，我就不上圖了，自己要測試的自己去試試
【注意：這個lv建立起來若作爲安裝系統用的話就一定不能格式化了，它是作爲硬盤用了哦，誰見過把硬盤拿來格式化了在裝系統的?他會警告無法識別的硬盤～】
二、創建snapshot
終於裝好了，我們來創建一個snapshot備份吧，和lv創建方法差不多，就多加一個參數-s
[root@desktop21/]# lvcreate -s -n snapsyslv -L 50M /dev/vol0/syslv
Rounding up size to full physical extent 64.00MiB
Logical volume "snapsyslv" created
[root@desktop21/]# lvdisplay /dev/vol0/snapsyslv
--- Logical volume ---
LV Name /dev/vol0/snapsyslv
VG Name vol0
LV UUID snoXql-gI1Q-TSsF-F3LN-SyRI-HInY-8cZM3r
LV Write Access read/write
LV snapshot status active destination for /dev/vol0/syslv
LV Status available
# open 0
LV Size 3.00 GiB
Current LE 96
COW-table size 64.00 MiB （我的PE爲32M，創建的只能是32的倍數）
COW-table LE 2
Allocated to snapshot 0.03% （使用率爲0.03%）
Snapshot chunk size 4.00 KiB
Segments 1
Allocation inherit
Read aheadsectors auto
- currently set to 256
Block device 253:7
--->ok，snapsyslv創建好了，64M，查看一下snapsyslv的詳細信息吧：
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 swi-a- 64.00m syslv 0.07
--->我們需要關心的就是上面的使用率0.07%，達到100%就釋放，snapshot就壞了，就沒用了。
三、改變原始卷的數據，查看備份卷的變化
1、登錄到syslv所在的系統，新建文件測試
desktop64login: root
Password：
[root@desktop64~]# dd if=/dev/zero of=testfile bs=1M count=20
20+0records in
20+0records out
20971520bytes (21 MB) copied, 0.0329396 s, 637 MB/s
--->好了，到我們的機子上看看快照的變化吧，刷新幾下看看
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 swi-a- 64.00m syslv 0.07
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 swi-a- 64.00m syslv 33.81
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 swi-a- 64.00m syslv 33.83
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 swi-a- 64.00m syslv 33.83
--->看到嗎？使用率爲33.83%了，快照大小爲64M，原始卷新建20M的文件，看是不是使用率爲33%左右呢？^_^
2、新建大小爲50M的吧，加上之前的20M，看看快照的變化呢
[root@desktop64~]# dd if=/dev/zero of=testfile bs=1M count=50
50+0records in
50+0records out
52428800bytes (52 MB) copied, 0.132893 s, 395 MB/s
--->刷新一下，看看快照變化吧
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 Swi-I- 64.00m syslv 100.00
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 Swi-I- 64.00m syslv 100.00
[root@desktop21/]# lvs /dev/vol0/snapsyslv
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
snapsyslv vol0 Swi-I- 64.00m syslv 100.00
--->100%啦，查看一下快照的狀態？
[root@desktop21/]# lvdisplay /dev/vol0/snapsyslv
--- Logical volume ---
LV Name /dev/vol0/snapsyslv
VG Name vol0
LV UUID snoXql-gI1Q-TSsF-F3LN-SyRI-HInY-8cZM3r
LV Write Access read/write
LV snapshot status INACTIVE destination for /dev/vol0/syslv （掛了）
LV Status available
# open 0
LV Size 3.00 GiB
Current LE 96
COW-table size 64.00 MiB
COW-table LE 2
Snapshot chunk size 4.00 KiB
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 253:7
--->看到嗎，INACTIVE（沒激活了），我們把它激活看看
[root@desktop21/]# lvchange -ay /dev/vol0/snapsyslv
Can't change snapshot logical volume "snapsyslv"
--->Can't，不能激活了，快照不能用了哦，把它移除吧
[root@desktop21/]# lvremove /dev/vol0/snapsyslv
Doyou really want to remove active logical volume snapsyslv? [y/n]: y
Logical volume "snapsyslv" successfullyremoved
--->ok，已經移除了，現在可以再繼續創建快照了額^_^