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Articulo de referencia

Instantánea (almacenamiento informático)

Ejemplo de instantáneas de un sistema de archivos Btrfs , gestionado con snapper. En los sistemas informáticos , una instantánea es el estado de un sistema en un momento determi...

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Ejemplo de instantáneas de un sistema de archivos Btrfs , gestionado con snapper.

En los sistemas informáticos , una instantánea es el estado de un sistema en un momento determinado. El término se acuñó como una analogía con el de la fotografía .

Razón fundamental

Una copia de seguridad completa de un conjunto de datos grande puede tardar mucho tiempo en completarse. En sistemas multitarea o multiusuario , es posible que se realicen escrituras en esos datos mientras se realiza la copia de seguridad. Esto impide que la copia de seguridad sea atómica e introduce una discrepancia de versiones que puede provocar la corrupción de datos . Por ejemplo, si un usuario mueve un archivo a un directorio que ya ha sido respaldado, ese archivo no estará presente en el medio de copia de seguridad , ya que la operación de copia de seguridad se realizó antes de que se añadiera el archivo. La discrepancia de versiones también puede causar corrupción en archivos cuyo tamaño o contenido cambia mientras se leen.

Una forma segura de realizar copias de seguridad de datos en tiempo real consiste en deshabilitar temporalmente el acceso de escritura a los datos durante la copia de seguridad, ya sea deteniendo las aplicaciones que acceden a ellos o utilizando la API de bloqueo que proporciona el sistema operativo para garantizar el acceso exclusivo de lectura. Esto es aceptable para sistemas de baja disponibilidad (en ordenadores de escritorio y servidores de grupos de trabajo pequeños, donde el tiempo de inactividad regular es aceptable). Sin embargo, los sistemas de alta disponibilidad 24/7 no pueden tolerar interrupciones del servicio.

Para evitar tiempos de inactividad, los sistemas de alta disponibilidad pueden realizar la copia de seguridad en una instantánea (una copia de solo lectura del conjunto de datos congelada en un punto en el tiempo ) y permitir que las aplicaciones continúen escribiendo en sus datos. [ 1 ] La mayoría de las implementaciones de instantáneas son eficientes y pueden crear instantáneas en O(1) . En otras palabras, el tiempo y la E/S necesarios para crear la instantánea no aumentan con el tamaño del conjunto de datos; por el contrario, el tiempo y la E/S requeridos para una copia de seguridad directa son proporcionales al tamaño del conjunto de datos. En algunos sistemas, una vez que se toma la instantánea inicial de un conjunto de datos, las instantáneas subsiguientes copian solo los datos modificados y utilizan un sistema de punteros para referenciar la instantánea inicial. Este método de instantáneas basadas en punteros consume menos capacidad de disco que si el conjunto de datos se clonara repetidamente.

Implementaciones

gestores de volumen

Algunos sistemas Unix cuentan con gestores de volúmenes lógicos con capacidad para crear instantáneas . Estos implementan la copia en escritura en dispositivos de bloques completos , copiando los bloques modificados —justoantes de que se sobrescriban en los volúmenes "padre" —a otro almacenamiento, preservando así una imagen anterior coherente del dispositivo de bloques. Los sistemas de archivos en dichas imágenes de instantáneas pueden montarse posteriormente como si estuvieran en un medio de solo lectura.

Algunos gestores de volúmenes también permiten la creación de instantáneas modificables , extendiendo el método de copia en escritura al desvincular los bloques modificados dentro de la instantánea de sus bloques "padre" en el volumen original. Este esquema también podría describirse como la realización de operaciones adicionales de copia en escritura que se activan al escribir en las instantáneas.

En Linux, el Administrador de Volúmenes Lógicos (LVM) permite la creación de instantáneas tanto de solo lectura como de lectura y escritura. Las instantáneas modificables se introdujeron con la versión 2 de LVM (LVM2). [ 2 ]

Sistemas de archivos

Algunos sistemas de archivos, como WAFL , [ a ] foss para Plan 9 de Bell Labs y ODS-5 , rastrean internamente versiones antiguas de archivos y hacen que las instantáneas estén disponibles a través de un espacio de nombres especial . Otros, como UFS2 , proporcionan una API del sistema operativo para acceder a los historiales de archivos. En NTFS , el acceso a las instantáneas lo proporciona el Servicio de instantáneas de volumen (VSS) en Windows XP y Windows Server 2003 y Shadow Copy en Windows Vista . Melio FS proporciona instantáneas a través de la misma interfaz VSS para almacenamiento compartido. [ 3 ] Las instantáneas también han estado disponibles en el sistema de archivos NSS ( Novell Storage Services ) en NetWare desde la versión 4.11, y más recientemente en plataformas Linux en el producto Open Enterprise Server . En AIX , JFS2 admite instantáneas. En macOS , APFS admite instantáneas. [ 4 ]

La plataforma de almacenamiento en clúster Isilon OneFS de EMC implementa un sistema de archivos único y escalable que admite instantáneas de solo lectura a nivel de archivo o directorio. Se puede crear una instantánea de cualquier archivo o directorio dentro del sistema de archivos, y este implementará dinámicamente una instantánea de copia en escritura o una instantánea puntual, según el método que se considere óptimo para el sistema.

En Linux, los sistemas de archivos Btrfs y OCFS2 permiten crear instantáneas (clonaciones) de archivos individuales. Además, Btrfs también permite crear instantáneas de subvolúmenes.

Véase también

Notas

  1. ↑ WAFL no es un sistema de archivos. WAFL es una disposición de archivos que proporciona mecanismos que permiten que diversos sistemas de archivos y tecnologías accedan a bloques de disco.

Referencias

  1. ↑ Beyer, Betsy; Jones, Chris; Petoff, Jennifer; Murphy, Niall Richard, eds. (2017). "26: Integridad de los datos: Lo que lees es lo que escribes" . Ingeniería de confiabilidad de sitios . O'Reilly Media . ISBN 978-1-491-92912-4. Consultado el 8 de mayo de 2025 – a través de SRE.google.
  2. ↑ "LVM HOWTO" . 3.8. Instantáneas . tldp.org . Consultado el 29 de septiembre de 2013 .
  3. ↑ "Solución de almacenamiento optimizada para implementaciones Hyper-V a escala empresarial" (PDF) . Microsoft. Marzo de 2010. pág. 15. Consultado el 25 de octubre de 2012 . 
  4. ↑ Hutchinson, Lee (13 de junio de 2016). "Profundizando en la documentación para desarrolladores de APFS, el nuevo sistema de archivos de Apple" . Ars Technica . Archivado del original el 26 de enero de 2025. Consultado el 25 de febrero de 2025 .
  • Garimella, Neeta (26 de abril de 2006). "Comprensión y explotación de la tecnología de instantáneas para la protección de datos, Parte 1: Descripción general de la tecnología de instantáneas" . IBM .
  • Harwood, Mike (24 de septiembre de 2003). "Conceptos básicos de almacenamiento: estrategias de copia de seguridad" .