專家解析|全面了解Azure磁盤快照功能

游覽高山河川，隨手按下快門，壯麗美景盡收囊中，隨時(shí)都可以拿出來(lái)回味。

而使用Azure的過(guò)程中，需要時(shí)按下“快門”，你的磁盤數(shù)據(jù)也能得到充分保護(hù)，并且可以在必要時(shí)用這樣的快照將磁盤數(shù)據(jù)恢復(fù)為之前的狀態(tài)。

Azure磁盤快照就是這樣一種方便的技術(shù)，甚至成為了Azure備份等數(shù)據(jù)保護(hù)服務(wù)的基礎(chǔ)。不同于傳統(tǒng)本地存儲(chǔ)快照基于指針的方式，Azure磁盤快照更像是對(duì)磁盤有效數(shù)據(jù)創(chuàng)建的克隆，使用方式也有較大差異。

快照的操作很簡(jiǎn)單，在管理門戶界面中選擇磁盤即可直接創(chuàng)建快照，但仔細(xì)研究一下，還是有很多有意思的地方。

Azure快照基礎(chǔ)概念

Azure磁盤快照分為兩類：全量和增量，兩者的區(qū)別和計(jì)價(jià)方式（以美東的Premium Disk為例）如下：

從描述中可以看出：

• 快照分為全量和增量；

• 快照只支持本地副本保護(hù)：LRS或ZRS（如果區(qū)域支持）；

• Premium Disk的全量快照可以放在Premium存儲(chǔ)或標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存中，增量快照只能放標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)中（標(biāo)準(zhǔn)SSD和標(biāo)準(zhǔn)磁盤的全量和增量快照都只能放在標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)）；

• 快照的容量由磁盤的有效數(shù)據(jù)量決定，而非磁盤大??；

• 全量快照的基準(zhǔn)點(diǎn)是當(dāng)前磁盤；增量快照的基準(zhǔn)點(diǎn)是上一次快照。無(wú)論上次快照是全量還是增量都可以。

快照實(shí)驗(yàn)

接下來(lái)我們將搭建一臺(tái)虛擬機(jī)，借此驗(yàn)證快照功能。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

該虛擬機(jī)運(yùn)行Windows 10，附加了一塊1TB的數(shù)據(jù)盤用作快照測(cè)試，整體流程如下：

大致的實(shí)驗(yàn)流程如下：

1. 首先在磁盤中放入一個(gè)10GB的文件，做全量快照Snapshot1。Snapshot1基于磁盤當(dāng)前有效數(shù)據(jù)量，所以容量為10GB；

2. 然后做增量快照Snapshot2，由于增量快照基于Snapshot1，而磁盤沒(méi)有任何變化，所以Snapshot2容量為0GB；

3. 向磁盤增加一個(gè)20GB的文件，磁盤有效數(shù)據(jù)量變?yōu)?/span>30GB，做全量快照Snapshot3，容量為30GB；

4. 接著做增量快照Snapshot4，同理容量為0GB；

5. 第三次向磁盤中放入一個(gè)40GB文件，磁盤有效數(shù)據(jù)量增加為70GB，再次做增量快照Snapshot5，這次增量快照的基準(zhǔn)點(diǎn)是最近一次快照Snapshot4，所以Snapshot5的容量應(yīng)該為70-30=40GB。

1. 創(chuàng)建快照

如下圖所示，在創(chuàng)建好的虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)盤（F盤）里，使用fsutil命令創(chuàng)建一個(gè)10GB的文件：

然后做第一次全量快照Snapshot1：

可以看到，因?yàn)檫@塊磁盤是Premium SSD，所以全量快照時(shí)可以選擇不同的存儲(chǔ)類型，這里統(tǒng)一選擇Standard HDD，然后一直“Next”創(chuàng)建快照：

再對(duì)該磁盤創(chuàng)建增量快照Snapshot2：

由于增量快照只支持標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)（Standard HDD），所以沒(méi)有存儲(chǔ)類型的選擇。創(chuàng)建完成結(jié)果如下：

隨后按此步驟增加文件并創(chuàng)建剩余的快照，列表如下：

2. 快照驗(yàn)證

不同于傳統(tǒng)存儲(chǔ)快照可以直接回退，Azure的快照必須生成磁盤才能使用。因此我們首先用Snapshot1生成Disk1：

隨后用同樣步驟，使用后邊幾個(gè)快照創(chuàng)建磁盤Disk2—Disk5：

由于這些磁盤的來(lái)源還沒(méi)附加到虛擬機(jī)，因此沒(méi)有Owner。

再次回到虛擬機(jī)的OS，我們?cè)跀?shù)據(jù)盤分別創(chuàng)建了3個(gè)文件：file01、file02、file03。按照創(chuàng)建快照的時(shí)間點(diǎn)，每個(gè)快照包含的文件如下：

隨后將從快照生成的磁盤附加到虛擬機(jī)：

并在OS中附加這些磁盤（G—K盤）：

檢查磁盤內(nèi)容發(fā)現(xiàn)符合預(yù)期：

進(jìn)一步測(cè)試

上文提過(guò)，增量快照是基于前一次快照的變化量。那么如果前一次快照被刪除，會(huì)出現(xiàn)什么情況？還是通過(guò)測(cè)試做驗(yàn)證。

首先刪除Snapshot1（第一次全量快照）：

發(fā)現(xiàn)快照列表里已經(jīng)沒(méi)有可Snapshot1：

再次用Snapshot2生成磁盤Disk6，并附加到虛擬機(jī)：

將其附加到虛擬機(jī)（L盤），然后檢查里邊的內(nèi)容：

結(jié)果發(fā)現(xiàn)file01仍然存在，并且檢查哈希可知，其哈希值與之前的文件一致：

可以看出：即使刪除作為基準(zhǔn)點(diǎn)的快照，增量快照的安全也不受影響。

關(guān)于容量那些事

上文曾經(jīng)提到，快照容量是由磁盤的有效數(shù)據(jù)量決定。對(duì)于全量快照，有效數(shù)據(jù)量比較容易確認(rèn)；但對(duì)于增量快照，通常磁盤的使用不是簡(jiǎn)單的增加文件，而是一系列的增刪改等操作，但Azure的快照并不提供容量查詢的功能，屬性里看到的容量是對(duì)應(yīng)磁盤的容量。

不過(guò)我們可以通過(guò)一個(gè)變通方式來(lái)確認(rèn)快照容量，即根據(jù)快照的成本來(lái)反推容量。

為此請(qǐng)重新創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)，附加兩塊1TB的數(shù)據(jù)盤：

進(jìn)入OS，將兩塊數(shù)據(jù)盤分別創(chuàng)建分區(qū)并格式化（F盤和G盤）：

隨后分別在F盤和G盤各創(chuàng)建一個(gè)300GB的文件，F盤用Windows自帶的fsutil工具創(chuàng)建，G盤用第三方的rdfc工具創(chuàng)建：

可以看到：fsutil創(chuàng)建速度很快，而rdfc速度非常慢。原因是fsutil會(huì)直接用“0”填充所生成的稀疏文件，而rdfc會(huì)用隨機(jī)數(shù)填充，真正生成了一個(gè)文件。完成后兩個(gè)磁盤的占用空間基本一致：

對(duì)這兩個(gè)磁盤分別做全量快照SnapshotF和SnapshotG：

放置兩天后，查看快照的使用成本。進(jìn)入快照Overview，有一個(gè)View cost按鈕：

點(diǎn)擊進(jìn)入，并選擇Daily costs：

借此可以看到，G盤快照每天的成本大約$0.19。

而用同樣方法查看F盤的快照成本如下，基本為0：

對(duì)比可知：

• G盤和F盤雖然空間占用基本一樣，但快照成本相差較大。F盤的文件基本全部為“0”填充，創(chuàng)建快照時(shí)并沒(méi)有實(shí)際占用空間，所以快照沒(méi)有實(shí)際占用空間，成本為0。

• G盤的文件實(shí)際大小為300GB，理論上的每天成本為$0.05/30*300=$0.50，但實(shí)際為$0.19，說(shuō)明快照存儲(chǔ)時(shí)使用了類似壓縮去重的技術(shù)，以節(jié)約空間。

小結(jié)

快照（Snapshot）是一個(gè)很平常的概念，在云端和本地有不同的機(jī)制。

雖然快照的操作很簡(jiǎn)單，但如果能熟練掌握，使用場(chǎng)景非常廣泛，例如業(yè)務(wù)升級(jí)、數(shù)據(jù)更新等，可以利用快照做即時(shí)保護(hù)；另外在環(huán)境復(fù)制、遠(yuǎn)程遷移虛擬機(jī)等情況下，也可以通過(guò)快照實(shí)現(xiàn)。

希望本文對(duì)大家有所幫助。