Snapshot là gì? Sự khác biệt giữa Snapshot và Backup

Snapshot là một khái niệm quen thuộc trong quản lý và bảo vệ dữ liệu. Trong bối cảnh công nghệ thông tin bùng nổ, dữ liệu là tài sản lớn của doanh nghiệp, việc hiểu rõ về Snapshot cũng như cách ứng dụng là yếu tố then chốt để doanh nghiệp khai thác tối đa hiệu quả của công nghệ. Trong bài viết này, Viettel IDC sẻ chia sẻ những thông tin quan trọng về Snapshot, từ khái niệm, cách hoạt động, phân loại đến vai trò và sự khác biệt giữa Snapshot với Cloud Backup. 

Snapshot là gì?

Snapshot (hay còn gọi là ảnh chụp nhanh) là một hình ảnh hay bản ghi trạng thái dữ liệu tại một thời điểm cụ thể (Point in Time - PIT). Đây là một công cụ lưu trữ dữ liệu, bao gồm tập hợp các điểm tham chiếu (reference markers) và nhật ký chi tiết ghi nhận sự thay đổi của dữ liệu theo thời gian. Snapshot cung cấp khả năng lưu trữ dữ liệu nhanh chóng và linh hoạt. Khi dữ liệu trong ứng dụng thay đổi, Snapshot sẽ ghi nhận và lưu trữ các thay đổi đó, tạo ra các bản ghi liên tiếp. Các bản ghi này có thể được sử dụng để khôi phục dữ liệu về trạng thái mong muốn, từ đó giảm thiểu Recovery Point Objective (RPO) - chỉ tiêu đo lường thời gian dữ liệu có thể bị mất giữa hai lần sao lưu. 

Snapshot thường được sử dụng để bảo vệ dữ liệu trong trường hợp lỗi hệ thống/ứng dụng, phục hồi hệ thống về trạng thái trước khi xảy ra sự cố, kiểm thử phần mềm hoặc phân tích dữ liệu mà không ảnh hưởng đến dữ liệu gốc. 

Vai trò của Snapshot

Snapshot đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và quản lý dữ liệu, đặc biệt đối với các hệ thống yêu cầu tính liên tục cao. Dưới đây là một số vai trò nổi bật:

Bảo vệ dữ liệu

Snapshot ghi nhận trạng thái dữ liệu tại các thời điểm cụ thể, giúp giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu do lỗi phần cứng, lỗi phần mềm hoặc các sự cố bảo mật.

Khôi phục dữ liệu và phục hồi sau thảm họa 

So với các phương pháp sao lưu truyền thống, snapshot cho phép khôi phục dữ liệu nhanh hơn, vì chỉ cần chuyển trạng thái của hệ thống về một điểm khôi phục cụ thể, không cần sao chép toàn bộ dữ liệu. Ngoài ra, với khả năng sao chép dữ liệu nhanh chóng, Snapshot cũng thường được ứng dụng để phục hồi dữ liệu trong các tình huống như mất dữ liệu do lỗi người dùng, phần cứng hoặc phần mềm. 

Hỗ trợ kiểm thử và phát triển

Các bản Snapshot có thể được sử dụng để tạo môi trường kiểm thử hoặc phân tích mà không làm ảnh hưởng đến hệ thống gốc. Điều này rất hữu ích trong việc kiểm tra các bản vá lỗi hoặc cập nhật phần mềm.

Tối ưu hóa tài nguyên lưu trữ

Snapshot ghi nhận các thay đổi dữ liệu thay vì sao lưu toàn bộ, giúp giảm thiểu dung lượng lưu trữ cần thiết so với phương pháp sao lưu truyền thống.

Phân loại Snapshot

Snapshot có thể được chia thành nhiều loại khác nhau dựa trên cơ chế hoạt động và cách lưu trữ dữ liệu. Mỗi loại đều mang lại những lợi ích phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau.

Copy-on-write Snapshot

Copy-on-write Snapshot là một trong những loại phổ biến nhất, hoạt động bằng cách lưu trữ metadata của dữ liệu gốc thay vì sao chép toàn bộ dữ liệu khi Snapshot được tạo. Cơ chế này cho phép Snapshot được tạo ngay lập tức và gần như không ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Với dữ liệu được bảo toàn tại thời điểm Snapshot được tạo, Copy-on-write Snapshot thường được sử dụng trong các trường hợp cần khôi phục nhanh chóng khi xảy ra sự cố, như lỗi phần mềm hoặc tấn công mã độc.

Tuy nhiên, để thực hiện việc lưu trữ hoặc khôi phục toàn bộ dữ liệu trên mạng hoặc thiết bị lưu trữ, tất cả các Snapshot trước đó đều phải được giữ lại. Điều này đòi hỏi mỗi quá trình Copy-on-write phải đọc dữ liệu một lần và ghi hai lần, vì dữ liệu phải được đọc và ghi vào một vị trí khác trước khi bị ghi đè.

Clone/Split-Mirror Snapshot

Snapshot Clone hoặc Split-mirror sử dụng cơ chế tham chiếu toàn bộ dữ liệu trên các ổ đĩa được nhân bản (mirrored drives). Snapshot sau khi được tạo sẽ sao chép toàn bộ dữ liệu của một phân vùng, thay vì chỉ ghi nhận dữ liệu mới hoặc thay đổi. Điều này giúp người dùng có thể truy cập dữ liệu khi ngoại tuyến và đơn giản hóa quá trình khôi phục, nhân bản hoặc lưu trữ toàn bộ dữ liệu.

Tuy nhiên, loại Snapshot này cần nhiều thời gian hơn để tạo và đòi hỏi dung lượng lưu trữ lớn tương đương với dữ liệu gốc. Vì vậy, Clone/Split-Mirror Snapshot phù hợp hơn với các trường hợp cần toàn bộ dữ liệu và không yêu cầu tốc độ thực hiện.

Copy-on-write with background copy Snapshot

Đây là loại Snapshot kết hợp giữa cơ chế Copy-on-write và Clone. Dữ liệu được lưu trữ từ một quá trình Copy-on-write sẽ được sao chép sang vị trí lưu trữ Snapshot thông qua một tiến trình chạy nền. Sau đó, một bản sao của dữ liệu gốc được tạo ra, tạo sự cân bằng giữa tốc độ xử lý và tính toàn diện của dữ liệu lưu trữ.

Loại Snapshot này được xem như một giải pháp lai, tận dụng ưu điểm của cả hai cơ chế, phù hợp với các hệ thống cần sự linh hoạt và khả năng lưu trữ dữ liệu gốc an toàn.

Redirect-on-write Snapshot

Redirect-on-write có cơ chế tương tự Copy-on-write, song, thay vì sao chép dữ liệu trước khi ghi đè, loại Snapshot này chuyển hướng các thao tác ghi sang không gian lưu trữ dành riêng cho Snapshot. Điều này loại bỏ yêu cầu ghi dữ liệu hai lần, giúp tối ưu hóa hiệu suất.

Tuy nhiên, khi một Snapshot redirect-on-write bị xóa, dữ liệu đã được thay đổi phải được sao chép trở lại và đồng bộ hóa với phân vùng gốc. Việc tạo nhiều Snapshot loại này có thể làm phức tạp việc truy cập dữ liệu gốc, gây ra một số hạn chế về hiệu suất trong quá trình sử dụng lâu dài.

Incremental Snapshot

Snapshot gia tăng được thiết kế để tạo ra các điểm khôi phục (timestamps) cho phép người dùng quay lại bất kỳ thời điểm nào. Loại Snapshot này thường được tạo nhanh và thường xuyên hơn so với các loại khác. Vì chỉ lưu trữ sự khác biệt so với dữ liệu ban đầu, Incremental Snapshot tiêu tốn ít dung lượng hơn, đồng thời có thể được giữ lâu hơn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Khi một Incremental Snapshot được tạo, Snapshot gốc sẽ được cập nhật để duy trì tính toàn diện của dữ liệu. 

VMware Snapshot

VMware Snapshot được thiết kế dành riêng cho các môi trường ảo hóa VMware để sao chép các tệp đĩa ảo và khôi phục máy ảo về một điểm khôi phục cụ thể nếu xảy ra lỗi. 

VMware Snapshot thường bị xóa trong vòng một giờ để tránh gây áp lực lên tài nguyên hệ thống. Snapshot có thể được tạo nhiều cho một máy ảo, cung cấp nhiều điểm khôi phục để lựa chọn, phù hợp cho các hệ thống ảo hóa phức tạp yêu cầu sự linh hoạt cao trong quản lý dữ liệu. 

Mỗi loại Snapshot đều có những ưu và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn loại Snapshot phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của hệ thống và tổ chức sử dụng.

Snapshot hoạt động như thế nào?

Snapshot hoạt động dựa trên việc ghi nhận và quản lý những thay đổi của dữ liệu theo thời gian. Dưới đây là cơ chế vận hành của Snapshot: 

Tạo bản sao lưu đầy đủ

Snapshot đầu tiên là một bản sao lưu toàn bộ dữ liệu tại thời điểm hiện tại. Đây là cơ sở ban đầu để hệ thống Snapshot ghi nhận và quản lý các thay đổi dữ liệu sau đó. Tương tự như một bản sao lưu truyền thống, lần sao lưu đầu tiên này chứa toàn bộ trạng thái dữ liệu của ứng dụng hoặc hệ thống. 

Ghi nhận sự thay đổi dữ liệu (Delta/Differencing)

Mỗi snapshot được tạo tiếp theo chỉ ghi lại các thay đổi dữ liệu (delta) so với snapshot trước đó thay vì sao lưu toàn bộ dữ liệu mới. Điều này giúp giảm thiểu dung lượng lưu trữ và tăng tốc độ tạo snapshot.
 

Cơ chế quản lý cây quan hệ 

Các snapshot được tổ chức theo cấu trúc cây với quan hệ cha-con. Mỗi Snapshot mới được tạo sẽ trở thành một nhánh (branch) trong cấu trúc cây dữ liệu.Mỗi nhánh lưu trữ những thay đổi cụ thể ở một thời điểm, tạo ra một chỉ mục phức tạp ghi lại toàn bộ lịch sử thay đổi của dữ liệu.

Vòng đời giới hạn của Snapshot

Một Snapshot không tồn tại mãi mãi. Các Snapshot được tạo ra thường xuyên, ví dụ, mỗi 30 phút, nhưng giá trị của chúng sẽ giảm dần theo thời gian. Để giảm thiểu nhu cầu lưu trữ và rủi ro hỏng hóc dữ liệu, các Snapshot cũ sẽ được hợp nhất thành một bản sao lưu đầy đủ mới, khởi động lại chu kỳ ghi nhận thay đổi.

Snapshot có giống với Cloud Backup không?

Snapshot và Cloud Backup là hai công nghệ hoàn toàn khác biệt. Cụ thể: 

Snapshot và Cloud Backup đều có những ưu điểm riêng, phù hợp với nhu cầu sử dụng đa dạng của từng doanh nghiệp. Nếu Snapshot phù hợp với các trường hợp cần bảo vệ dữ liệu ngắn hạn, thì Cloud Backup là sự lựa chọn lý tưởng cho doanh nghiệp có nhu cầu lưu trữ và bảo vệ dữ liệu dài hạn.

Hiện nay, nhiều đơn vị trong đó có Viettel IDC đã phát triển giải pháp Cloud Backup giúp sao lưu dữ liệu theo nhu cầu của doanh nghiệp và lưu trữ trên hạ tầng điện toán đám mây, đảm bảo an toàn dữ liệu tối đa trước các mối đe dọa an ninh mạng ngày càng tinh vi và nguy hiểm. 

Theo đó, Viettel Cloud Backup cho phép nhân bản một phần hoặc toàn bộ hệ thống máy chủ CNTT của doanh nghiệp lên hạ tầng điện toán đám mây, đảm bảo dự phòng hệ thống ngay cả khi hệ thống chính gặp lỗi hay sự cố thảm họa. Hệ thống dự phòng có thể hoạt động thay thế hoàn toàn hệ thống chính khi cần thiết.

Với những ưu điểm vượt trội, Viettel Cloud Backup luôn được doanh nghiệp tin tưởng lựa chọn. 

- Sao lưu mọi loại dữ liệu: Từ tập tin, cơ sở dữ liệu, hệ điều hành, máy ảo, máy vật lý đều được sao lưu lên hạ tầng lưu trữ điện toán đám mây của Viettel IDC

- Tự động lập lịch sao lưu: Giải pháp được thiết kế với khả năng tự động sao lưu theo giờ, ngày, tuần, tháng, năm; lập lịch xoay vòng, thiết lập sao lưu vào giờ cố định đã lập…

- Lưu trữ nhiều phiên bản: Hệ thống lưu trữ nhiều phiên bản (điểm phục hồi) của dữ liệu, đảm bảo an toàn ngay cả khi dữ liệu bị hỏng do virus

- Mã hóa dữ liệu: Dữ liệu được mã hóa đầu cuối bằng chuẩn mã hóa mới nhất (AES 256) cùng với mã hóa đường truyền SSL, đảm bảo an toàn bảo mật thông tin

Để được tư vấn chi tiết về dịch vụ, vui lòng liên hệ đến Viettel IDC thông qua:

- Hotline: 1800.8088 (miễn phí cước gọi)

- Fanpage: https://www.facebook.com/viettelidc

- Website: https://viettelidc.com.vn 

Tổng kết

Snapshot là một giải pháp hữu ích trong việc bảo vệ và quản lý dữ liệu, đem lại sự linh hoạt và hiệu quả trong các tình huống khôi phục nhanh chóng hoặc kiểm thử phần mềm. Hiểu rõ về Snapshot, từ cách vận hành, ứng dụng đến phân loại sẽ giúp doanh nghiệp lựa chọn được giải pháp, cơ chế Snapshot phù hợp.