快照 snapshot

本文介绍了快照技术,快照是特定数据集的完整拷贝,包含源数据静态映象。其价值在于可快速备份/恢复,能保存多个恢复点目标。常见快照技术有全拷贝快照和差分快照,还介绍了写操作步骤及SAN、NAS的相关定义。

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快照snapshot

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定义

快照是特定数据集的一个完整可用的拷贝,该数据集包含源数据在靠背垫的静态映象,快照可以是数据再现的一个副本或者复制。

快照的价值

快速备份/恢复
快照可以迅速生成,并可以用作传统备份和归档的数据源,缩小甚至消除了数据备份窗口。
快照存储在磁盘上,可以快速直接存取,大大提高数据恢复速度
保存多个恢复点目标

常见的快照技术

全拷贝快照(分离镜像 splitting a mirror)

  1. 空间占用大
  2. 每次都需要完全的数据拷贝
  3. 源卷的读操作不受影响
  4. 源卷的写操作受数据同步的影响
  5. 创建完成后,快照卷的读写操作保持最优

差分快照

  1. 写的同时拷贝(COW)

  2. 写即重定向(ROW)

  3. 随机写(WA)
    (SAN是网络上的磁盘,NAS是网络上的文件系统)
    SAN定义,存储区域网络,不是存储设备,是一个专门来给主机连接存储设备用的网络,只是网络,涵盖了一切后端存储相关的内容(主机、适配器、网络交换机、磁盘阵列前端、盘阵后端)SAN包含NAS。FC网络(FC网络,最开始作为高速骨干网技术,FC协议的帧头有24字节,以太网的TCP/IP开销为42字节。连拓扑、找与以太网不同的编制方式、以太网交换设备的端口不需要有MAC地址,而FC交换机需要每个端口都有自己的WWPN64位,比MAC地址多16位,是世界上唯一的,发。)上的磁盘叫做SAN,以太网上的文件系统叫做NAS。
    整个写操作的步骤如下:

  4. 源卷保持最新状态

  5. 写操作步骤:
    首先独处写操作将要覆盖地址的当前数据
    将读出的数据保存至专用空间并建立索引
    新的写操作执行
    读操作步骤:
    源卷的路径基本无影响
    源卷的写操作受拷贝影响
    对快照的读写路径都有影响
    快照是特定数据集的一个完整拷贝,该数据集包含源数据在拷贝点的静态映象,快照可以是数据再现的一个副本或者复制。

### Flink 快照(Snapshot)机制详解 #### 配置方法 为了启用快照功能,在Flink应用程序中需设置相应的参数。通常情况下,这些配置可以在`StreamExecutionEnvironment`对象上完成。下面是一个简单的例子来展示如何开启周期性的检查点并指定其间隔时间: ```java // 创建执行环境 final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); // 开启每5000毫秒一次的定期检查点 env.enableCheckpointing(5000); // 设置模式为精确一次性语义 env.getCheckpointConfig().setCheckpointingMode(CheckpointingMode.EXACTLY_ONCE); // 设定最小的时间间隔以防止频繁触发检查点操作 env.getCheckpointConfig().setMinPauseBetweenCheckpoints(1000); ``` 上述代码片段展示了基本的检查点配置选项[^1]。 #### 工作原理 当提到Flink中的快照时,实际上是指一种用于实现容错的数据处理技术——即所谓的“检查点”。每当创建一个新的检查点时,整个分布式系统的状态会被记录下来;如果之后发生了任何错误,则可以从最近的一个成功保存的状态重新启动程序而不会丢失数据。具体来说,这个过程涉及到两个主要方面:一是对算子内部状态进行持久化存储;二是协调各个节点之间的一致性以便于后续恢复使用[^2]。 对于外部系统连接器(如数据库),Flink会利用特定的技术手段确保端到端恰好一次交付特性。例如,在与Kafka集成时,它可以通过偏移量管理机制保证消息消费进度被准确跟踪和提交给快照中去[^3]。 #### 常见问题及解决方案 有时开发者可能会遇到一些关于快照的问题,比如性能下降或是无法正常生成等问题。针对这些问题可以采取如下措施加以改善: - **调整检查点频率**:适当增加两次连续检查点之间的最短等待时间(`minpause`)以及延长每次尝试建立新检查点的最大超时期限(`timeout`)有助于缓解因过于密集的操作带来的压力。 - **优化状态大小**:减少不必要的大尺寸键控状态(keyed state),并通过合理设计业务逻辑使得每个任务实例所持有的内存占用尽可能低效。 - **选用合适的存储位置**:默认情况下,文件型检查点将会写入本地磁盘或HDFS等远程仓库内。考虑到I/O效率因素,建议优先考虑具备高速读写的云服务产品作为目标地址。
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