Vista 的存儲技術(shù)揭密-VSS

VSS (Volume Shadow copy Service, 卷映射拷貝服務(wù))，最初是在Windows Server 2003 SP1中引入的存儲技術(shù)。它通過(guò)在卷管理模塊上加入快照功能，在此基礎上就可以創(chuàng )建基于時(shí)間點(diǎn)(Point-In-Time)的映像(Image)，從而實(shí)現數據的快速備份和恢復，用戶(hù)也無(wú)需害怕因無(wú)意刪除數據而造成的困擾，這就是VSS的關(guān)鍵所在。由于VSS所表現的優(yōu)良特性，因此在Microsfot最新的Vista操作系統中，也加入了該功能。

一、 VSS概述

VSS能夠讓存儲基礎設備(比如磁盤(pán)、陣列)創(chuàng )建高保真的時(shí)間點(diǎn)映像，就是映射拷貝(Shadow Copy)。它可以在多卷、或者單個(gè)卷上創(chuàng )建映射拷貝，同時(shí)不會(huì )影響到系統性能。VSS通過(guò)協(xié)調業(yè)務(wù)應用軟件、備份程序，以及存儲硬件，從而達到創(chuàng )建高保真映射拷貝的能力。它可以應用到以下領(lǐng)域：

A、 快速數據備份和恢復；

B、 針對制定文件的恢復；

C、 磁帶備份、測試，以及數據挖掘方面；

由于Microsoft在OS中集成了VSS技術(shù)，它將各個(gè)處理功能模塊化，并針對存儲軟硬件廠(chǎng)商提供相應的開(kāi)發(fā)接口；開(kāi)發(fā)商只需要關(guān)注自己的模塊，根據需求設計相關(guān)的應用，從而減少了整體設計的難度。就筆者了解，不少軟硬件存儲公司就采用VSS技術(shù)來(lái)設計NAS，并以此為基礎構建數據保護服務(wù)器。

二、 VSS技術(shù)原理

VSS整體框架包含了VSS核心模塊、請求者(Requestor)、寫(xiě)入者(Writer)，以及提供者(Provider)。各個(gè)模塊之間的關(guān)系如下圖所示：

圖－1 VSS原理圖

其中，各個(gè)模塊的具體功能如下：

A) 請求者(Requestor)，其主要任務(wù)是初始化映射拷貝的創(chuàng )建；由于需要不一樣，解決的問(wèn)題各不相同不同，因此可能設計不同請求者應用。例如，備份應用處理VSS的備份功能，管理應用處理映射拷貝的創(chuàng )建及使用(像WS2003和Vista本身提供的VSS管理軟件就是此類(lèi))，同時(shí)可以設計其他功能應用，來(lái)處理專(zhuān)門(mén)的業(yè)務(wù)。對于請求者的應用，包括Windows NT備份模塊、備份軟件提供商設計的備份應用，以及存儲軟硬件提供商設計的管理應用。

B) 寫(xiě)入者(Writer)，其主要任務(wù)是保證數據的一致性；因為，如果在創(chuàng )建映射拷貝的過(guò)程中，應用軟件繼續往磁盤(pán)寫(xiě)入數據，那么將會(huì )出現數據非一致性問(wèn)題，從而影響該時(shí)間點(diǎn)映像的完整性。通過(guò)在應用寫(xiě)入者模塊進(jìn)行控制處理，來(lái)保證數據的一致性，同時(shí)也可以達到創(chuàng )建映射拷貝的高效性。通常，寫(xiě)入者可能是Windows OS里面的各種服務(wù)模塊，像COM+、DHCP服務(wù)、Active Directory服務(wù)等，除此之外，數據庫也是常見(jiàn)的寫(xiě)入者應用。

C) 提供者(Provider)，其主要任務(wù)是創(chuàng )建映射拷貝；提供者是創(chuàng )建時(shí)間點(diǎn)影響的接口，它可以是基于存儲陣列(硬件模式)，或者操作系統(軟件模式)。VSS有不同的提供者，其層次關(guān)系為：最底層是硬件提供者，中間是軟件提供者，最上面是系統軟件提供者。其中前面兩個(gè)提供者，是為第三方硬件或者軟件廠(chǎng)商提供的。

D) 卷映射拷貝服務(wù)(VSS)核心模塊，其主要任務(wù)是協(xié)調各個(gè)模塊的協(xié)作運行，并提供創(chuàng )建卷映射拷貝的方法；VSS提供了兩種創(chuàng )建映射拷貝的方法：一種是完全拷貝(Clone/Full Copy/Split Mirror)，它會(huì )創(chuàng )建當前原始數據(Original Data)的全部拷貝；而另外一種就是寫(xiě)時(shí)才拷貝(Copy on Write/Differential Copy)，它只創(chuàng )建將要被更新的原始數據的拷貝。因此寫(xiě)拷貝創(chuàng )建映射拷貝速度快，但是恢復數據時(shí)需要使用原始數據。