簡(jiǎn)介：本文描述了阿里云塊存儲(chǔ)快照服務(wù)基于高性能 ESSD 云盤(pán)提升快照服務(wù)性能，提供輕量、實(shí)時(shí)的用戶體驗(yàn)及揭秘背后的技術(shù)原理。依據(jù)行業(yè)發(fā)展及云上數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景，為企業(yè)用戶及備份廠商提供基于快照高級(jí)特性的數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)方案，滿足云上用戶數(shù)據(jù)保護(hù)的迫切需求，保障云上企業(yè)業(yè)務(wù)連續(xù)性。

簡(jiǎn)介：本文以云原生為時(shí)代背景，介紹了阿里云塊存儲(chǔ)快照服務(wù)如何基于高性能 ESSD 云盤(pán)提升快照服務(wù)性能，提供輕量、實(shí)時(shí)的用戶體驗(yàn)及揭秘背后的技術(shù)原理。依據(jù)行業(yè)發(fā)展及云上數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景，為企業(yè)用戶及備份廠商提供基于快照高級(jí)特性的數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)方案，滿足云上用戶數(shù)據(jù)保護(hù)的迫切需求，保障云上企業(yè)業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2021年7月份，國(guó)際知名咨詢公司 Gartner 發(fā)布了公有云的 IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）和 PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）平臺(tái)的“魔力象限（Magic Quadrant）”，阿里云憑借其領(lǐng)先的技術(shù)能力首次成為“遠(yuǎn)景者”象限的公有云服務(wù)提供商，其中阿里云塊存儲(chǔ)獲得單項(xiàng)得分第一的成績(jī)，阿里云計(jì)算、存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)及安全得分獲得全球第一。存儲(chǔ)領(lǐng)先業(yè)界的背后離不開(kāi)高性能的 ESSD 云盤(pán)產(chǎn)品為用戶提供高可用、高可靠、高性能的塊級(jí)隨機(jī)訪問(wèn)服務(wù)及原生的快照數(shù)據(jù)保護(hù)能力。

原生業(yè)務(wù)新需求

隨著云原生技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)基于云計(jì)算的虛擬化、彈性擴(kuò)展及蓬勃發(fā)展的云原生技術(shù)的分布式框架，容器技術(shù)、編排系統(tǒng)、持續(xù)交付及快速迭代，構(gòu)建起大規(guī)模、彈性擴(kuò)展強(qiáng)、豐富的云上分布式業(yè)務(wù)場(chǎng)景。企業(yè)應(yīng)用的部署規(guī)模，存儲(chǔ)，計(jì)算等資源需求隨之成指數(shù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)方案無(wú)法滿足云端新的技術(shù)變化。用戶面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境更加激烈，迫切需要適應(yīng)業(yè)務(wù)規(guī)模及發(fā)展的云端數(shù)據(jù)保護(hù)方案來(lái)滿足自身競(jìng)爭(zhēng)力及業(yè)務(wù)的發(fā)展需要。雖然數(shù)據(jù)保護(hù)的業(yè)務(wù)背景及場(chǎng)景因云計(jì)算及云原生而發(fā)生變化，但用戶對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)的訴求沒(méi)有發(fā)生變化，衡量的標(biāo)準(zhǔn)依然是恢復(fù)時(shí)間點(diǎn)目標(biāo) RTO 及恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo) RPO。

用戶追求的首要目標(biāo)依然是業(yè)務(wù)連續(xù)性，即在業(yè)務(wù)面臨中斷威脅，迅速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)恢復(fù)；業(yè)務(wù)面臨增長(zhǎng)壓力，迅速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)擴(kuò)展。用戶根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)云上的數(shù)據(jù)保護(hù)及快照服務(wù)提出了如下的迫切需求：

• • 創(chuàng)建時(shí)間短：快照極速完成，關(guān)鍵業(yè)務(wù)即刻進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。
  • 極速可用：快照極速可用，應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，完成云盤(pán)回滾恢復(fù)。
  • 業(yè)務(wù)擴(kuò)展：業(yè)務(wù)量突增需要業(yè)務(wù)擴(kuò)容。
  • 整機(jī)保護(hù)：單 ECS 實(shí)例及多 ECS 實(shí)例的關(guān)聯(lián)多盤(pán)的一致性數(shù)據(jù)保護(hù)。
  • 測(cè)試驗(yàn)證：生產(chǎn)環(huán)境以外即可進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試驗(yàn)證及恢復(fù)。
  • 恢復(fù)速度快：文件系統(tǒng)及應(yīng)用數(shù)據(jù)處于應(yīng)用一致性的備份狀態(tài)，避免應(yīng)用宕機(jī)恢復(fù)過(guò)程。
  • 容器備份：容器業(yè)務(wù)環(huán)境的快速迭代及發(fā)布，迫切需要保護(hù)元數(shù)據(jù)及應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

根據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì) SNIA 對(duì)快照的定義：快照是指定數(shù)據(jù)集合的一個(gè)完全可用拷貝，該拷貝包括相應(yīng)數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)（拷貝開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)）的映像。阿里云塊存儲(chǔ)快照就是提供 ESSD 云盤(pán)某一時(shí)刻的一致性數(shù)據(jù)鏡像。適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，快照服務(wù)不斷發(fā)現(xiàn)用戶的新需求及新場(chǎng)景，不懈地進(jìn)行了新功能開(kāi)發(fā)及迭代演進(jìn)，極致升級(jí)優(yōu)化 ESSD 云盤(pán)快照的高級(jí)企業(yè)新特性：快照極速可用特性、應(yīng)用一致性快照及適應(yīng)分布式應(yīng)用架構(gòu)的一致性組快照及快照跨地域復(fù)制的異地災(zāi)備功能。在不斷獨(dú)立輸出及被集成的發(fā)展過(guò)程中，滿足了云上企業(yè)用戶的需求，服務(wù)大數(shù)據(jù)、游戲，人工智能、金融行業(yè)等領(lǐng)域，也得到了阿里云其他團(tuán)隊(duì)如：云數(shù)據(jù)庫(kù)團(tuán)隊(duì) RDS、混合云備份團(tuán)隊(duì)、彈性容器實(shí)例 ECI、容器服務(wù) ACK 等業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)及用戶的反饋：

• • 云數(shù)據(jù)庫(kù)團(tuán)隊(duì) RDS 行業(yè)用戶的評(píng)價(jià)是：RDS 的秒級(jí)備份產(chǎn)品對(duì)齊業(yè)界的數(shù)據(jù)庫(kù)備份產(chǎn)品，降低原有物理文件備份對(duì)實(shí)例資源占用，有效降低了數(shù)據(jù)保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。
  • 彈性容器實(shí)例 ECI 容器加速收益客戶圖森的評(píng)價(jià)是：極速型緩存加速功能加速了容器應(yīng)用發(fā)布，降低了仿真平臺(tái)的計(jì)算時(shí)間，將計(jì)算任務(wù)降低到平均 5 分鐘以內(nèi)，產(chǎn)品發(fā)布周期極大縮短。
  • 按照混合云備份客戶的說(shuō)法，應(yīng)用一致性整機(jī)備份能力完全對(duì)標(biāo) VMware 虛擬化平臺(tái)的快照功能。
  • 快照服務(wù)提供的一致性組快照及應(yīng)用一致性能力，完全滿足 2021 年 Gartner 對(duì)阿里云塊存儲(chǔ)服務(wù)評(píng)測(cè)能力。容器業(yè)務(wù) ACK 團(tuán)隊(duì)通過(guò) 2021 年 Forrestor 容器備份評(píng)測(cè)能力。

典型場(chǎng)景

輕量、實(shí)時(shí)的快照極速可用特性，一致性組快照及應(yīng)用一致性快照的高級(jí)特性，為企業(yè)用戶及第三方備份廠商快速構(gòu)建起：極速備份恢復(fù)、容災(zāi)測(cè)試、副本利用及容災(zāi)切換的副本數(shù)據(jù)管理(Copy Data Management)應(yīng)用場(chǎng)景。Gartner 于 2021 年 7 月份發(fā)布的關(guān)于存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)趨勢(shì)(Hype Cycle)分析中，將容器備份、云數(shù)據(jù)備份及副本數(shù)據(jù)管理(CDM)列為未來(lái)幾年的數(shù)據(jù)保護(hù)的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。Gartner 對(duì)副本數(shù)據(jù)的管理的基本定義為：基于應(yīng)用一致性的主存儲(chǔ)快照在輔助存儲(chǔ)上生成“Golden Image”，并利用其進(jìn)行備份，容災(zāi)及測(cè)試，而且異構(gòu)存儲(chǔ)作為能力的基本條件。阿里云的 ESSD 的高級(jí)快照服務(wù)特性完全滿足構(gòu)建 CDM 的條件，幫助用戶實(shí)現(xiàn)云上副本數(shù)據(jù)管理的原生數(shù)據(jù)保護(hù)典型場(chǎng)景：

備份恢復(fù)：極速型備份及標(biāo)準(zhǔn)型備份相結(jié)合，提供近密遠(yuǎn)疏的備份可恢復(fù)點(diǎn)。基于云上的 ECS 實(shí)例的整機(jī)保護(hù)及 K8S 環(huán)境的容器應(yīng)用，定期創(chuàng)建極速可用快照。在啟用一致性組快照特性及極速可用特性后，本地即時(shí)快照的生成間隔可以到秒級(jí)。快照即時(shí)副本本地保留，成為極速型備份，用于秒級(jí) IO 性能無(wú)損恢復(fù)。周期性基于上層的企業(yè)應(yīng)用生成整機(jī)應(yīng)用一致性快照。本地快照副本同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到對(duì)象存儲(chǔ) OSS 上作為標(biāo)準(zhǔn)型備份。標(biāo)準(zhǔn)型備份在完成備份數(shù)據(jù)上傳后，本地域全可用區(qū)可見(jiàn)，適合保留時(shí)間長(zhǎng)的歷史數(shù)據(jù)。

容災(zāi)測(cè)試：基于極速型備份的容災(zāi)測(cè)試。副本數(shù)據(jù)管理中要求對(duì)災(zāi)備環(huán)境定期測(cè)試。定期的測(cè)試可以提高災(zāi)備環(huán)境的可靠性，避免配置問(wèn)題和環(huán)境變更問(wèn)題使得真的災(zāi)難發(fā)生時(shí)，容災(zāi)切換無(wú)法正確完成，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)無(wú)法快速進(jìn)行容災(zāi)系統(tǒng)恢復(fù)。基于本地快照副本的極速克隆技術(shù)，災(zāi)備實(shí)例及拉起容器應(yīng)用，周期性進(jìn)行掛載及備份數(shù)據(jù)測(cè)試驗(yàn)證。傳統(tǒng)基于復(fù)制技術(shù)的方案，需要等待快照在災(zāi)備端復(fù)制可用后才能進(jìn)行測(cè)試演練。而采取極速型備份方式后，實(shí)現(xiàn)災(zāi)備端的秒級(jí)克隆，秒級(jí)掛載及秒級(jí)啟動(dòng)測(cè)試。

副本利用：基于極速型備份的數(shù)據(jù)分析。在不影響生產(chǎn)環(huán)境的情況下，災(zāi)備環(huán)境下基于極速克隆技術(shù)，進(jìn)行容器應(yīng)用的定時(shí)拉起，對(duì)副本進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算及分析，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。副本利用在實(shí)踐中也體現(xiàn)在 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用基于極速型備份進(jìn)行只讀備庫(kù)的即時(shí)拉起，進(jìn)行離線數(shù)據(jù)分析。

容災(zāi)切換：業(yè)務(wù)從生產(chǎn)環(huán)境切到災(zāi)備環(huán)境。當(dāng)生產(chǎn)發(fā)生較大災(zāi)難時(shí)，短時(shí)間無(wú)法恢復(fù)業(yè)務(wù)，生產(chǎn)無(wú)法繼續(xù)，將業(yè)務(wù)從生成中心切換到災(zāi)備中心；在生產(chǎn)中心業(yè)務(wù)恢復(fù)后，再將業(yè)務(wù)進(jìn)行容災(zāi)切回。

相比于傳統(tǒng)的副本數(shù)據(jù)管理 CDM 方案，云計(jì)算環(huán)境及云原生環(huán)境擁有大規(guī)模彈性的同構(gòu)的計(jì)算環(huán)境，企業(yè)用戶不必進(jìn)行設(shè)備資源及軟件投入；極速型備份及極速型克隆技術(shù)極大地降低了副本開(kāi)發(fā)、測(cè)試及容災(zāi)切換的恢復(fù)時(shí)間點(diǎn)目標(biāo) RTO；云上快照服務(wù)的統(tǒng)一的備份數(shù)據(jù)格式降低了各種管理流程中所需的副本數(shù)量，消除了備份軟件之間數(shù)據(jù)格式兼容性問(wèn)題。

技術(shù)原理

我們對(duì)分布式快照算法和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化，讓用戶可以拋開(kāi)影響性能的顧慮，隨時(shí)進(jìn)行輕量、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)保護(hù)。“輕”： 在快照創(chuàng)建期間不影響 IO 讀寫(xiě)性能。“快”：ESSD 云盤(pán)快照可以在秒級(jí)創(chuàng)建、秒級(jí)回滾和秒級(jí)克隆-極速可用特性，滿足用戶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保護(hù)和 DevOps 快速編排上的需要。

極速可用特性

具有極速可用特性的快照服務(wù)，不僅能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)備份、合規(guī)場(chǎng)景及長(zhǎng)期歸檔業(yè)務(wù)，而且云盤(pán)數(shù)據(jù)可以一鍵備份到阿里云的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)(Object Storage Service)上，與秒級(jí)間隔的本地快照副本保留形成近密遠(yuǎn)疏的快照保護(hù)策略，實(shí)現(xiàn)快照輕量創(chuàng)建，實(shí)時(shí)可用的極速克隆，秒級(jí)無(wú)損回滾的高級(jí)特性。

極速克隆：在隔離于生產(chǎn)的跨可用區(qū)的容災(zāi)環(huán)境，快照克隆新盤(pán)實(shí)現(xiàn)可寫(xiě)快照，應(yīng)用測(cè)試驗(yàn)證及業(yè)務(wù)恢復(fù)準(zhǔn)備；消除云上業(yè)務(wù)壓力，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)橫向擴(kuò)容。比如 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的橫向擴(kuò)容、備庫(kù)搭建，實(shí)例創(chuàng)建及讀寫(xiě)分離的都需要秒級(jí)拉起，極速克隆通過(guò)延遲加載技術(shù)實(shí)現(xiàn)本地快照副本的本地域內(nèi)及跨集群的秒級(jí)數(shù)據(jù)可用，迅速克隆新盤(pán)，實(shí)現(xiàn)實(shí)例秒級(jí)拉起。

秒級(jí)回滾：本地快照副本數(shù)據(jù)與云盤(pán)本地存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)秒級(jí) IO 無(wú)損回滾恢復(fù)。快照生成過(guò)程基于改進(jìn)型的 ROW 技術(shù)及全息索引技術(shù)，隨著寫(xiě)入 ESSD 的云盤(pán)數(shù)據(jù)塊變化，依據(jù) ESSD 云盤(pán) IO 性能讀取的最佳模式進(jìn)行云盤(pán)讀取性能的優(yōu)化。無(wú)需從遠(yuǎn)端對(duì)象存儲(chǔ)上拉取數(shù)據(jù)，達(dá)到秒級(jí)回滾 IO 性能無(wú)損。

在云盤(pán)創(chuàng)建多個(gè)極速可用快照后及發(fā)起回滾后的測(cè)試條件下，云盤(pán)性能讀取性能基本無(wú)變化。某友商的云盤(pán)在保留多個(gè)本地快照后，IO 讀取性能出現(xiàn)不同程度的延遲抖動(dòng)。

一致性組快照

容器環(huán)境及 ECS 實(shí)例需要保護(hù)關(guān)聯(lián)多盤(pán)的有狀態(tài)應(yīng)用。單盤(pán)快照的最大問(wèn)題是：有狀態(tài)應(yīng)用基于跨多云盤(pán)LVM、Windows 動(dòng)態(tài)盤(pán)及文件系統(tǒng)作為持久化存儲(chǔ)，單云盤(pán)快照數(shù)據(jù)備份錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用既兼顧性能又兼顧數(shù)據(jù)安全性，將日志文件 WAL 與數(shù)據(jù)文件分別位于不用的存儲(chǔ)設(shè)備，無(wú)法定期進(jìn)行系統(tǒng)整機(jī)備份及容災(zāi)。

除了 K8S下的 POD 內(nèi)有狀態(tài)應(yīng)用的部署及單 ECS 實(shí)例部署方式外，云環(huán)境下還存在著分布式應(yīng)用的部署架構(gòu)、應(yīng)用高可用集群如：Windows Failover Cluster、主備應(yīng)用服務(wù)器高可用架構(gòu)、Oracle RAC 基于共享存儲(chǔ)的應(yīng)用架構(gòu)，而這些分布式架構(gòu)同樣需要跨云盤(pán)及跨節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性保護(hù)要求。

云計(jì)算存儲(chǔ)后端往往采用分布式存儲(chǔ)架構(gòu)。在分布式環(huán)境下缺少全局邏輯時(shí)鐘，這就使得實(shí)現(xiàn)單 ECS 實(shí)例及跨 ECS 實(shí)例，K8S 環(huán)境下的單 POD 及跨節(jié)點(diǎn)的多云盤(pán)的一致性組快照不是件容易的事情。要實(shí)現(xiàn)快照對(duì) IO 性能影響最低更是富有技術(shù)挑戰(zhàn)性的。業(yè)界針對(duì)多盤(pán)崩潰一致性快照的實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要分為兩大類：

• 采取快照期間阻塞寫(xiě) IO 的方式，實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間點(diǎn)的跨多盤(pán)數(shù)據(jù)崩潰一致性
• 采取邏輯時(shí)鐘的定序算法，但依賴于分布式存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)難度較高。

一致性組快照采取第二種方式，追求快照對(duì) IO 性能無(wú)損，實(shí)現(xiàn)快照對(duì)應(yīng)用性能影響到最小

實(shí)現(xiàn)原理：采取基于 IO 定序算法，快照創(chuàng)建無(wú)需寫(xiě) IO 阻塞。很多用戶擔(dān)心創(chuàng)建快照影響 IO 性能，只在業(yè)務(wù)低谷期才進(jìn)行快照數(shù)據(jù)保護(hù)。我們優(yōu)化提升的多盤(pán)一致性組快照算法打破了人們對(duì)快照 IO 影響印象，基于寫(xiě)順序保序機(jī)制，主動(dòng)按照寫(xiě) IO 到達(dá)底層存儲(chǔ)的順序，采取 IO 打標(biāo)及定序過(guò)程。基于快照完成時(shí)刻點(diǎn)及 IO 定序來(lái)確定快照中應(yīng)該包含的 IO 數(shù)據(jù)集合。由于快照定序過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的方式，不會(huì)阻止 IO 寫(xiě)入過(guò)程；相比于傳統(tǒng)的寫(xiě)時(shí)拷貝 COW 方式，快照生成過(guò)程采取寫(xiě)時(shí)重定向 ROW 的寫(xiě)入方式，后臺(tái)數(shù)據(jù)集合引用生成過(guò)程對(duì) IO 鏈路無(wú)影響，降低快照對(duì) IO 性能的影響最小，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)的讀寫(xiě)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了 IO 性能無(wú)損。

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用使用 2 塊盤(pán), 2 個(gè)客戶端，容量為 4TB，隨機(jī)寫(xiě)，iodepth=16，jobs=1, 寫(xiě)入塊大小 16KB 的測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)高 IOPS 場(chǎng)景中，快照創(chuàng)建過(guò)程中對(duì) IO 影響測(cè)試，友商1及友商2的快照創(chuàng)建過(guò)程中對(duì) IO 的性能影響幾乎增加了 1 到 3 倍。

應(yīng)用一致性快照

ESSD 云盤(pán)快照數(shù)據(jù)的一致性類型主要分為崩潰一致性和應(yīng)用一致性。崩潰一致性要求文件系統(tǒng)及應(yīng)用程序具有宕機(jī)恢復(fù)能力，其特點(diǎn)是恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo) RPO 低，業(yè)務(wù)影響小。但在以下場(chǎng)景無(wú)法滿足數(shù)據(jù)備份可靠性高及秒級(jí)恢復(fù)時(shí)間點(diǎn)目標(biāo) RTO:

• 原子性缺陷風(fēng)險(xiǎn)：文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)事務(wù)原子性的實(shí)現(xiàn)具有一定的難度，可能存在缺陷。系統(tǒng)頂級(jí)會(huì)議 USENIX 上發(fā)表的《All File Systems Are Not Created Equal》一文闡釋了應(yīng)用程序及內(nèi)核保證原子性可能存在實(shí)現(xiàn)缺陷。
• 數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)：主流文件系統(tǒng)默認(rèn)以性能優(yōu)先方式工作,崩潰一致性備份存在數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。 Linux 上 ext4 文件系統(tǒng)默認(rèn)數(shù)據(jù)寫(xiě)入模式為 ordered 模式，文件系統(tǒng)校驗(yàn)修復(fù)過(guò)程存在數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用配置為性能優(yōu)先，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有丟失風(fēng)險(xiǎn)。
• 生成時(shí)間長(zhǎng)及影響大：傳統(tǒng)文件級(jí)物理備份方式及備份代理方式依賴于邏輯卷快照的生成，耗時(shí)長(zhǎng)及系統(tǒng)影響大。備份代理需要安裝內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，兼容性差及維護(hù)成本高；文件備份過(guò)程需要讀取數(shù)據(jù)，耗費(fèi)系統(tǒng) CPU 及 IO 資源。應(yīng)用一致性快照僅在生成一致性時(shí)間點(diǎn)與應(yīng)用互通，無(wú)增量數(shù)據(jù)生成及備份讀寫(xiě)操作。

實(shí)現(xiàn)原理：與傳統(tǒng)備份方式相比，應(yīng)用一致性快照對(duì)用戶的價(jià)值在于提供云原生的無(wú)代理應(yīng)用一致性快照，簡(jiǎn)化了客戶使用傳統(tǒng)備份方式所產(chǎn)生的：資源消耗，發(fā)布復(fù)雜性、軟件兼容性，內(nèi)核開(kāi)發(fā)，軟件維護(hù)的成本。采取跨平臺(tái)插件與專有一致性組件相結(jié)合的方式，基于文件系統(tǒng)內(nèi)核及 Windows 上的 VSS 機(jī)制實(shí)現(xiàn)快照期間 IO 及應(yīng)用事務(wù)的數(shù)據(jù)靜默，達(dá)到企業(yè)應(yīng)用程序在存儲(chǔ)快照中的數(shù)據(jù)一致性要求。所采取的生成協(xié)議基于影響時(shí)長(zhǎng)自動(dòng)恢復(fù) IO 影響，快照一致性類型取決于創(chuàng)建協(xié)議提交結(jié)果及應(yīng)用狀態(tài)，優(yōu)化從上層應(yīng)用到底層存儲(chǔ)的鏈路長(zhǎng)度及一致性組件性能，將 IO 影響時(shí)長(zhǎng)降低到秒級(jí)。創(chuàng)建頻率間隔可根據(jù)業(yè)務(wù)要求做到文件系統(tǒng)一致性秒級(jí)完成創(chuàng)建及分鐘級(jí)應(yīng)用一致性快照間隔。

從崩潰一致性到應(yīng)用一致性，從單盤(pán)一致性快照到多云盤(pán)組快照的一致性，ESSD 快照的一致性分類實(shí)現(xiàn)完全對(duì)標(biāo)業(yè)界塊存儲(chǔ)公有云全類型的快照一致性分類。從安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)用支持可擴(kuò)展性上與友商實(shí)現(xiàn)對(duì)比，實(shí)現(xiàn)的原生無(wú)代理快照的優(yōu)勢(shì)：無(wú)常駐服務(wù)，無(wú)公網(wǎng) IP 地址及端口開(kāi)放風(fēng)險(xiǎn)，角色安全授權(quán)，無(wú)額外內(nèi)核驅(qū)動(dòng)參與；支持動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)邏輯卷及企業(yè)應(yīng)用。基于 ESSD 云盤(pán)存儲(chǔ)快照，無(wú)代理備份，無(wú)需維護(hù)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，虛擬機(jī)內(nèi)部無(wú)數(shù)據(jù)讀取搬運(yùn)。

通過(guò)實(shí)際對(duì)國(guó)內(nèi)外主要云廠商的快照創(chuàng)建時(shí)長(zhǎng)及 IO 影響時(shí)長(zhǎng)測(cè)試，基于 ESSD 系統(tǒng)盤(pán)及數(shù)據(jù)盤(pán)的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)秒級(jí)寫(xiě) IO 阻塞及分鐘級(jí)快照間隔，應(yīng)用一致性快照的創(chuàng)建時(shí)長(zhǎng)比友商降低了 2 到 3 倍。應(yīng)用一致性的整機(jī)恢復(fù)，避免崩潰一致性快照恢復(fù)時(shí)日志重放過(guò)程，從而提高了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的啟動(dòng)速度。

業(yè)界功能對(duì)比

與業(yè)界公有云其它友商的快照特性橫向?qū)Ρ?#xff0c;ESSD 云盤(pán)是目前唯一個(gè)全面支持快照極速可用特性及一致性組快照的云廠商，滿足企業(yè)核心應(yīng)用上云的數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景對(duì)快照 RTO 及 RPO 的要求。

未來(lái)展望

數(shù)據(jù)保護(hù)不是亡羊補(bǔ)牢而應(yīng)未雨綢繆。隨著云原生技術(shù)的蓬勃發(fā)展，特別是容器技術(shù)的演進(jìn)，企業(yè)用戶對(duì)云上保護(hù)的恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo) RPO 及恢復(fù)時(shí)間點(diǎn)目標(biāo) RTO 的要求越來(lái)越高。后續(xù)，我們也將基于 ESSD 云盤(pán)推出更多新功能，比如：高密快照、連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)，基于多 ECS 實(shí)例的應(yīng)用一致性保護(hù)能力，繼續(xù)為用戶提供快照特性的“輕”、“快”及“彈”的特性品質(zhì)，降低企業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)的 RTO 及 RPO，提供更多原生快照服務(wù)高級(jí)特性，助力企業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)。

原創(chuàng)作品：阿里云存儲(chǔ) 凡鈞

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【ESSD技術(shù)解讀-總篇】 云上企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)——打開(kāi)存儲(chǔ)新維度，促進(jìn)用戶核心業(yè)務(wù)創(chuàng)新https://developer.aliyun.com/article/793534?spm=a2c6h.13148508.0.0.73b34f0eS1PElF

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總結(jié)

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