سرویس پشتیبان گیری Volume Shadow Copy یا VSS چیست و چه ویژگی هایی دارد – قسمت اول

پشتیبان‌گیری و بازیابی داده‌های حساس و حیاتی در سازمان­ها می‌تواند بسیار پیچیده باشد؛ دلایل این پیچیدگی به شرح زیر است:

• معمولاً داده باید زمانی پشتیبان‌گیری شود که برنامه‌های کاربردی ایجاد‌ کننده‌ی آن هنوز درحال اجرا است. این یعنی ممکن است برخی از فایل‌های داده هنوز باز باشند یا در شرایط ناپایداری قرار داشته باشند.
• اگر مجموعه‌ی داده‌ها بزرگ باشد، پشتیبان‌گیری آن به یکباره می‌تواند دشوار شود.

اجرای درست عملیات Backup and Restore نیازمند هماهنگی دقیق بین اپلیکیشن‌های پشتیبان‌گیری، برنامه‌های کاربردی Line-Of-Business که درحال پشتیبان‌گیری شدن هستند و سخت‌افزار و نرم‌افزار مدیریت تجهیزات ذخیره سازی است. Volume Shadow Copy Service یا VSS که در ویندوز سرور 2003 معرفی شد، برقراری ارتباط را بین این اجزا تسهیل می‌کند تا هماهنگی بهتری با یکدیگر داشته باشند. وقتی تمام اجزا از VSS پشتیبانی کنند، می‌توان بدون آفلاین کردن اپلیکیشن از آن‌ها برای پشتیبان‌گیری داده‌های مورد نظر استفاده کرد.

VSS اقداماتی را برای ایجاد یک Shadow Copy از داده‌های مورد نظر جهت پشتیبان‌گیری، تنظیم می‌کند؛ این Shadow Copy تحت عنوان‌های Snapshot یا Point-In-Time Copy هم شناخته می‌شود، سپس می‌توان از Shadow Copy در شرایط کنونی‌اش استفاده نمود یا در سناریوهایی مثل موارد زیر مورد استفاده قرار داد:

• وقتی کاربر بخواهد داده‌های برنامه کاربردی و اطلاعات مربوط به وضعیت سیستم را پشتیبان‌گیری کند، از جمله بایگانی داده‌ها به یک هارد دیسک، Tape یا هر رسانه‌ی دیگری که قابل جداسازی باشد.
• در زمان داده‏کاوی یا Data Mining.
• در حین پشتیبان‌گیری‌های Disk to Disk.
• وقتی کاربر بخواهد از طریق بازیابی داده به LUN اصلی یا LUN جدیدی که در صورت خرابی LUN اصلی جایگزین آن می‌شود، به ‌سرعت داده‌های ازدست‌رفته را بازیابی کند.

نحوه‌ی کار سرویس Volume Shadow Copy

یک راهکار VSS کامل باید تمام اجزای زیر را داشته باشد:

VSS Service: بخشی از سیستم‌عامل ویندوز که اطمینان حاصل می‌کند تمام اجزای دیگر بتوانند به‌خوبی با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و همکاری کنند.

VSS Requester: نرم‌افزاری که درخواست ایجاد Shadow Copyها یا عملیات سطح بالای دیگری مثل Import کردن یا حذف آن‌­­ها را می‌دهد معمولاً این جزء بخشی از برنامه پشتیبان‌گیری است. ابزار Windows Server Backup و برنامه کاربردی System Center Data Protection Manager، درخواست‌دهندگان VSS هستند. درخواست‌دهندگانی که از مایکروسافت نیستند و شامل تمام نرم‌افزارهای پشتیبان‌گیری می‌شوند که روی ویندوز اجرا می‌گردند.

VSS Writer: قسمتی است که تضمین می‌کند مجموعه داده‌ی با ثباتی برای پشتیبان‌گیری وجود داشته باشد. این جزء معمولاً به‌عنوان بخشی از برنامه‌هایی مثل SQL Server یا Exchange Server ارائه می‌گردد. VSS Writerها برای اجزای مختلف ویندوز مانند Registry در سیستم­ ‌عامل ویندوز وجود دارند. VSS Writerهای غیر از مایکروسافت در بسیاری از برنامه‌های کاربردی برای ویندوز وجود دارند که باید ثبات داده را در طول پشتیبان‌گیری تضمین کنند.

VSS Provider: جزئی که Shadow Copyها را ایجاد و حفظ می‌کند، این اتفاق می‌تواند در نرم‌افزار یا سخت‌افزار رخ دهد. سیستم ‌عامل ویندوز شامل یک VSS Provider است که از تکنیک Copy-On-Write استفاده می‌کند. اگر کاربر از یک SAN Storage استفاده کند، بسیار مهم است که ارائه‌دهنده‌ی سخت‌افزار VSS را برای SAN نصب نماید. Provider سخت‌افزار وظیفه‌ی ایجاد و حفظ یک Shadow Copy را از دوش سیستم‌عامل Host برمی‌دارد. نمودار زیر نشان می‌دهد که VSS Service چگونه با درخواست‌دهندگان، Writerها و ارائه‌دهندگان هماهنگ می‌شود تا یک Shadow Copy از یک volume ایجاد شود.

نحوه‌ی ایجاد یک Shadow Copy با استفاده از سرویس VSS

این بخش نقش‌های مختلف درخواست‌دهنده، Writer و Provider را در ارتباط با یکدیگر بررسی می‌کند و مراحل لازم برای ایجاد یک Shadow Copy را فهرست می‌نماید. نمودار زیر نشان می‌دهد که Volume Shadow Copy Service چگونه هماهنگی کلی درخواست‌دهنده، Writer و ارائه‌دهنده را کنترل می‌کند.

برای ایجاد یک Shadow Copy، درخواست‌دهنده، Writer و Provider، مراحل زیر را طی می‌کنند.

1. درخواست‌دهنده از Volume Shadow Copy Service می‌خواهد که Writerها را برشمرد، Metadata با نقش Writer را جمع‌آوری کند و برای ایجاد Shadow Copy آماده شود.
2. هر Writer یک توصیف XML از اجزا و ذخایر داده که باید پشتیبان‌گیری شوند، می‌سازد و آن را به Volume Shadow Copy Service ارائه می‌دهد. Writer همچنین یک روش را برای بازیابی تعریف می‌کند که برای تمام اجزا مورد استفاده قرار می‌گیرد. Volume Shadow Copy Service توصیف Writer را به درخواست‌دهنده ارائه می‌دهد و درخواست‌دهنده اجزایی را که قرار است پشتیبان‌گیری شوند انتخاب می‌نماید.
3. Volume Shadow Copy Service به تمام Writerها اطلاع می‌دهد که داده‌های خود را برای ایجاد یک Shadow Copy آماده کنند.
4. هر Writer داده را به‌صورت مناسبی آماده‌سازی می‌کند، مثلاً تمام تراکنش‌های باز را کامل می‌کند، Logهای تراکنش را ارائه می‌نماید و Cacheها را پاک‌سازی می‌کند. وقتی داده برای Shadow Copy شدن آماده شد، Writer به Volume Shadow Copy Service اطلاع‌رسانی می‌نماید.
5. سرویس Volume Shadow Copy به Writerها می‌گوید که برای چند ثانیه‌ای که ساختن Shadow Copy از Volume یا Volume‌ها زمان می‌برد، موقتاً نوشتن درخواست‌های I/O برنامه کاربردی را متوقف کنند، البته خواندن درخواست‌های I/O همچنان ممکن است. این توقف نباید بیش از 60 ثانیه زمان ببرد. سرویس Volume Shadow Copy بافرهای فایل سیستم را پاک‌سازی کرده و سپس فایل سیستم را متوقف می‌کند؛ این کار تضمین می‌کند که فراداده‌ی فایل سیستم به‌درستی ضبط شود و داده‌هایی که قرار است Shadow Copy شوند در ترتیبی باثبات نوشته شوند.
6. سرویس Volume Shadow Copy به ارائه‌دهنده می‌گوید که Shadow Copy را ایجاد کند. دوره‌ی ایجاد Shadow Copy بیش از ده ثانیه به طول نمی‌انجامد و در طول آن تمام درخواست‌های نوشتن I/O به فایل سیستم متوقف باقی می‌ماند.
7. Volume Shadow Copy Service درخواست‌های نوشتن I/O فایل سیستم را منتشر می‌کند.
8. VSS به Writer می‌گوید که درخواست‌های نوشتن I/O برنامه کاربردی را از بین ببرد. در این زمان، برنامه‌های کاربردی آزاد هستند که نوشتن داده را به دیسکی که Shadow Copy می‌شود، ادامه دهند.
9. درخواست‌دهنده می‌تواند فرایند را تکرار کند، یعنی به مرحله‌ی اول بازگردد یا به ادمین اطلاع دهد که در زمان دیگری تکرار انجام شود.
10. اگر Shadow Copy با موفقیت ایجاد گردد، Volume Shadow Copy Service اطلاعات مکانی مربوط به Shadow Copy را به درخواست‌دهنده برمی‌گرداند. در برخی از موارد، می‌توان Shadow Copy را موقتاً به‌عنوان یک Read-Write Volume قابل‌دسترسی نمود تا VSS و یک یا چند برنامه‌های کاربردی دیگر بتوانند پیش از اینکه Shadow Copy تمام شود، محتوای آن را تغییر دهند. پس از اینکه VSS و برنامه‌های کاربردی تغییرات خود را اعمال کردند، Shadow Copy فقط قابل‌خواندن (Read-Only) می‌گردد. این مرحله Auto-Recovery نام دارد و برای باطل کردن هر تراکنش فایل سیستم یا برنامه کاربردی روی Shadow Copy Volume که پیش از ایجاد Shadow Copy کامل نشده بود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقاله های مرتبط: