Технология создания снимков хранилища Microsoft: Обзор и особенности VSS

Введение

Технология Microsoft для хранения снимков

Другие компоненты, участвующие в процессе создания снимков, – это писатели (writers). Цель Shadow Copy – создать согласованные и надежные снимки. Но иногда этого нельзя достичь простым завершением всех ожидающих операций изменения файлов. Иногда необходимо выполнить серию взаимосвязанных изменений в нескольких связанных файлах. Например, когда приложение базы данных перемещает часть данных из одного файла в другой, ему необходимо удалить данные из исходного файла и создать их в целевом файле. Следовательно, снимок не должен быть сделан между первым удалением и последующим созданием, иначе он будет бесполезен; он должен быть сделан либо до удаления, либо после создания. Обеспечение этой семантической согласованности – задача писателей. Каждый писатель специфичен для конкретного приложения и имеет 60 секунд на установку безопасного для резервного копирования состояния, прежде чем провайдеры начнут создание снимков. Если служба Volume Shadow Copy не получит подтверждение об успехе от соответствующих писателей в течение этого времени, операция будет прервана. Windows Server Backup, Hyper-V, Virtual Server, Active Directory, SQL Server, Exchange Server и SharePoint. Конечный результат аналогичен файловой системе с версионным управлением, позволяющей восстановить любой файл в том состоянии, в котором он находился на момент создания любого из снимков. Однако, в отличие от настоящей файловой системы с версионным управлением, пользователи не могут инициировать создание новых версий отдельного файла, а только всего тома. Как побочный эффект, в то время как владелец файла может создавать новые версии в файловой системе с версионным управлением, только системный администратор или оператор резервного копирования может создавать новые снимки (или контролировать время их создания), поскольку это требует контроля над всем томом, а не над отдельным файлом. Кроме того, многие файловые системы с версионным управлением (например, в VMS) неявно сохраняют версию файлов при каждом их изменении; системы, использующие подход к созданию снимков, такие как Windows, фиксируют состояние только периодически.

Windows XP и Server 2003

Служба Volume Snapshot была впервые добавлена в Microsoft Windows в Windows XP. Она может создавать только временные снимки, используемые для доступа к стабильной версии файлов на диске, которые открыты для редактирования (и, следовательно, заблокированы). Эта версия VSS используется программой NTBackup. Возможность создания постоянных снимков (которые остаются доступными после перезагрузки до их удаления) была добавлена в Windows Server 2003, позволяя одновременно существовать до 512 снимков для одного и того же тома. В Windows Server 2003 VSS используется для создания инкрементных периодических снимков данных измененных файлов с течением времени. На сервере хранится максимум 64 снимка, доступных клиентам по сети. Эта функция известна как "Теневые копии общих папок" и предназначена для клиент-серверной модели. Клиентский компонент включен в Windows XP SP2 и более поздних версий, а также доступен для установки на Windows 2000 SP3 и более поздних версий, и на Windows XP RTM или SP1. Windows XP и более поздние версии включают в себя утилиту командной строки vssadmin, которая позволяет просматривать, создавать или удалять теневые копии томов, а также просматривать установленные модули записи теневых копий и провайдеры.

Windows Vista, 7 и Server 2008

Microsoft обновила ряд компонентов Windows для использования технологии Shadow Copy. Функции резервного копирования и восстановления в Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7 и Windows Server 2008 R2 используют теневые копии файлов как на уровне файлов, так и при резервном копировании по секторам. Компонент "Защита системы" использует VSS при создании и поддержании периодических копий системных и пользовательских данных на том же локальном томе (аналогично функции "Теневые копии общих папок" в Windows Server); VSS обеспечивает локальный доступ к этим данным для восстановления системы. Функция "Восстановление системы" позволяет вернуться к полному предыдущему набору теневых копий, называемому точкой восстановления. До Windows Vista, "Восстановление системы" зависело от файлового фильтра, который отслеживал изменения файлов с определенным набором расширений и копировал их перед перезаписью. Кроме того, часть Windows Explorer под названием "Предыдущие версии" позволяет локально восстанавливать отдельные файлы или папки из точек восстановления в том виде, в котором они существовали на момент создания снимка, таким образом, получая более раннюю версию файла или восстанавливая случайно удаленный файл. Наконец, Windows Server 2008 представляет утилиту diskshadow, которая предоставляет функциональность VSS через 20 различных команд. Система автоматически создает теневые копии один раз в день или при запуске утилитой резервного копирования или приложениями-установщиками, которые создают точку восстановления. Функция "Предыдущие версии" доступна в редакциях Windows Vista Business, Enterprise и Ultimate, а также во всех редакциях Windows 7. В домашних редакциях Vista функция "Предыдущие версии" отсутствует, хотя служба Volume Snapshot включена и работает. С помощью сторонних инструментов все еще можно восстановить предыдущие версии файлов на локальном томе. Некоторые из этих инструментов также позволяют пользователям планировать создание снимков через заданные интервалы, настраивать хранилище, используемое теневыми копиями тома, и сравнивать файлы или каталоги из разных моментов времени с помощью снимков. Windows 7 также добавляет встроенную поддержку через графический интерфейс для настройки хранилища, используемого теневыми копиями тома.

Microsoft updated a number of Windows components to make use of Shadow Copy. Backup and Restore in Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7 and Windows Server 2008 R2 use shadow copies of files in both file based and sector by sector backup. The System Protection component uses VSS when creating and maintaining periodic copies of system and user data on the same local volume (similar to the Shadow Copies for Shared Folders feature in Windows Server); VSS allows such data to be locally accessed by System Restore. System Restore allows reverting to an entire previous set of shadow copies called a restore point. Prior to Windows Vista, System Restore depended on a file based filter that watched for changes to files with a certain set of extensions, and then copied files before they were overwritten. In addition, a part of Windows Explorer called Previous Versions allows restoring individual files or folders locally from restore points as they existed at the time of the snapshot, thus retrieving an earlier version of a file or recovering a file deleted by mistake. Finally, Windows Server 2008 introduces the diskshadow utility which exposes VSS functionality through 20 different commands. The system creates shadow copies automatically once per day, or when triggered by the backup utility or installer applications which create a restore point. The "Previous Versions" feature is available in the Business, Enterprise, and Ultimate editions of Windows Vista and in all Windows 7 editions. The Home Editions of Vista lack the "Previous Versions" feature, even though the Volume Snapshot Service is included and running. Using third party tools it is still possible to restore previous versions of files on the local volume. Some of these tools also allow users to schedule snapshots at user defined intervals, configure the storage used by volume shadow copies and compare files or directories from different points in time using snapshots. Windows 7 also adds native support through a GUI to configure the storage used by volume shadow copies.

Windows 8 и Server 2012

Несмотря на поддержку постоянных теневых копий, в Windows 8 отсутствует графический интерфейс, необходимый для их просмотра. Поэтому возможность просмотра, поиска или восстановления предыдущих версий файлов через вкладку "Предыдущие версии" в свойствах файлов была удалена для локальных дисков. Однако, с помощью сторонних инструментов (например, ShadowExplorer) можно восстановить эту функциональность. Эта функция полностью реализована в Windows Server 2012.

Windows 10 (вводится в действие)

Windows 10 вернула вкладку «Предыдущие версии», которая была удалена в Windows 8; однако в ранних сборках она использовала функцию «История файлов» вместо технологии Volume Shadow Copy. В текущих сборках теперь доступно восстановление как из «Истории файлов», так и из точек системной защиты (восстановления системы), которые используют Volume Shadow Copy.

Windows 11 (вводится в действие)

Windows 11 сохраняет функции «Предыдущие версии» и «История файлов», впервые представленные в Windows 10, хотя они отключены по умолчанию.

Сервер Samba

Samba в Linux способна предоставлять службу Shadow Copy Service на хранилище, реализованном на LVM, или с использованием ZFS или btrfs в качестве базовой файловой системы.

Совместимость

Хотя различные версии NTFS обладают определенной степенью совместимости как с более новыми, так и с более старыми версиями, при монтировании новых томов NTFS, содержащих постоянные теневые копии, в старых версиях Windows могут возникать проблемы. Это влияет на двойную загрузку и использование внешних портативных жестких дисков. В частности, постоянные теневые копии, созданные Windows Vista на томе NTFS, удаляются при монтировании этого тома в Windows XP или Windows Server 2003. Это происходит из-за того, что более старая операционная система не распознает новый формат постоянных теневых копий. Аналогично, снимки восстановления системы, созданные Windows 8, удаляются при доступе к ним из более ранней версии Windows.