VMware Snapshot 工做原理

VMware中的快照是對VMDK在某個時間點的「拷貝」，這個「拷貝」並非對VMDK文件的複製，而是保持磁盤文件和系統內存在該時間點的狀態，以便在出現故障後虛擬機可以恢復到該時間點。若是對某個虛擬機建立了多個快照，那麼就能夠有多個可恢復的時間點。

當咱們爲虛擬機建立的快照時，當前可寫的VMDK文件變成爲只讀狀態，而且建立一個新文件（稱之爲快照文件）來保存變化的內容（使用in-file delta technology)。

在初始狀態下，快照文件的大小爲16MB，並隨着虛擬機對磁盤文件的寫操做而增加。快照文件按照16MB的大小進行增加以減小SCSI reservation衝突。當虛擬機須要修改原來的磁盤文件的數據塊時，這些修改會被保存到快照文件中。當在快照文件中的已經修改過的數據塊須要被再次修改時，這些修改將覆蓋快照文件中的數據塊，此時，快照文件大小不會改變。所以，快照文件的大小永遠不會超過原來的VMDK文件的大小。

快照文件的變化頻率取決於虛擬機應用的寫的繁忙程度，例如對於Exchange和SQL等應用，快照文件變化比較快。多個快照的狀況下，在建立新的快照時，以前的快照文件變成只讀的狀態。

不一樣類型的快照文件

*-delta.vmdk文件：該文件就是前面咱們所提到的快照文件，也能夠理解爲redo-log文件。在每建立一個快照時就會產生一個這樣的文件。而在刪除快照或回覆到快照時間點狀態時該文件會被刪除。

*.vmsd文件：該文件用於保存快照的metadata和其它信息。這是一個文本文件，保存瞭如快照顯示名、UID(Unique Identifier)以及磁盤文件名等。在建立快照以前，它的大小是0字節。

*.vmsn文件：這是快照狀態文件，用於保存建立快照時虛擬機的狀態。這個文件的大小取決於建立快照時是否選擇保存內存的狀態。若是選擇的話，那麼這個文件會比分配給這個虛擬機的內存大小還要大幾兆。

建立快照

快照的建立能夠經過VMware VI客戶端的Snapshot Manager來實現，或者經過ESX服務器的Service Console的命令行vmware-cmd來實現。不管虛擬機是在運行、關機仍是掛起的狀態，均可以建立快照。Snapshot能夠經過VI客戶端直接鏈接到ESX Server或者鏈接到VirtualCenter來管理。

刪除快照或者回滾到快照點狀態

當刪除虛擬機的全部快照時，針對該虛擬機所建立的全部delta文件中的內容將會合併到原來的vmdk文件中，合併完成後再刪除vmdk文件。若是隻選擇刪除一個快照，那麼這個快照的delta文件將和其父快照的delta文件進行合併。若是選擇回滾到某一個快照，那麼當前的磁盤和內存狀態將會被丟棄，並且虛擬機會轉變到revert-to的狀態。不管選擇哪一個快照進行回滾，該快照都會變成當前的父快照，就是說當前運行的虛擬機會在這個快照之下。所以，父快照不必定是最近所建立的快照（在沒有回滾的狀況下，父快照通常都是最近所建立的快照）。在Snapshot Manager中父快照之下通常有「You are here」的標記。

若是選擇回滾的快照不包含內存狀態，那麼該虛擬機將會被關機，在管理員啓動該虛擬機時應用所選擇的快照。若是包含內存狀態的話，那麼虛擬機會短暫的停頓一下，而後回覆到快照時的磁盤和內存狀態。

磁盤空間和刪除多個快照

在建立快照前，全部的寫操做都寫入磁盤文件。可是有了快照以後，磁盤文件保持不變，而寫操做寫入delta文件，同時，若是保存內存狀態的話，vmsn文件還要佔用比該虛擬機稍大一些的空間。

在只有一個快照時，在刪除快照時不須要額外的空間。由於要麼直接刪除快照文件，要麼把快照文件和VMDK磁盤文件相合並。可是在有多個快照的狀況時，效果就不同了。

假設要刪除一個虛擬機的全部快照，該虛擬機有三個快照，snap一、snap2和snap3。首先，snap3的快照文件要被合併到snap2的快照文件中，致使snap2佔用空間增長。而後，snap2被合併到snap1中，致使snap1佔用的空間增長。最後，snap1合併到VMDK文件中，此時不會增長空間開銷。在合併完成後，快照纔會被刪除。

一種替代的方式是依次刪除快照，這樣就不會增長所須要的空間，只是稍微繁瑣一些。

刪除快照所須要的時間

經過VI客戶端刪除快照時，VI的狀態欄中顯示的信息可能會產生誤導。一般，狀態欄會很快到達95%完成的狀態，可是會在95%的狀態等待較長的時間一直到合併完成。VirtualCenter對全部的任務都有15分鐘的超時值，即便後臺還在合併，可是過了15分鐘後，VirtualCenter會報告該操做超時。

一種查看該任務是否完成的方式是經過VI客戶端來瀏覽該虛擬機的datastore。若是該快照對應的delta文件不存在了，則說明該快照被刪除了。

若是快照存在的時間比較長，那麼快照文件就會變得比較大，所以在刪除快照時就須要比較長的時間進行合併。合併的時間取決於虛擬機的繁忙程度，在關機的狀態下合併的速度較快。而ESX服務器後端的磁盤子系統的繁忙程度也會影響合併的時間。

一個100GB的快照文件可能須要3-6個小時來合併到原來的VMDK文件中。而從ESX3.5開始，因爲VMware修改了合併的算法，可能須要更長的時間來合併（參見VMware文檔Consolidation of large or deeply nested snapshots）。這會影響虛擬機和ESX服務器的性能。所以，建議限制快照的保留時間，當不須要時即刻刪除快照。

快照和metadata鎖對ESX性能的影響

快照對ESX服務器以及虛擬機的性能影響體如今幾個方面。但建立快照時，虛擬機的活動會暫時停頓一下，此時若是經過ping命令去檢查虛擬機的狀態，能夠看到一些timeout的response。此外，建立快照會致使metadata的更新，爲了不SCSI Reservations衝突會短期內對LUN加鎖，從而致使在短暫的時間內，這個LUN將只能由一個ESX服務器進行排他性訪問。

若是爲虛擬機建立了快照，虛擬機在運行的狀態中，該快照是活躍的。只要快照是活躍的，那麼虛擬機的性能就會降低。由於ESX服務器對delta文件的寫入方式不一樣於VMDK文件，並且效率相對較低。delta文件每次以16MB的大小來增加，它會致使另外一種metadata鎖。

最後，刪除或者回滾快照都會建立一個metadata鎖。此外，刪除快照時可能會致使性能比較大的降低，虛擬機越忙越明顯。爲了不這個問題，快照的刪除最好在非高峯時期。

 

 

轉自： http://blog.sina.com.cn/s/blog_62d12053010133al.html

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