专家解析|全面了解Azure磁盘快照功能

游览高山河川，随手按下快门，壮丽美景尽收囊中，随时都可以拿出来回味。

而使用Azure的过程中，需要时按下“快门”，你的磁盘数据也能得到充分保护，并且可以在必要时用这样的快照将磁盘数据恢复为之前的状态。

Azure磁盘快照就是这样一种方便的技术，甚至成为了Azure备份等数据保护服务的基础。不同于传统本地存储快照基于指针的方式，Azure磁盘快照更像是对磁盘有效数据创建的克隆，使用方式也有较大差异。

快照的操作很简单，在管理门户界面中选择磁盘即可直接创建快照，但仔细研究一下，还是有很多有意思的地方。

Azure快照基础概念

Azure磁盘快照分为两类：全量和增量，两者的区别和计价方式（以美东的Premium Disk为例）如下：

从描述中可以看出：

• 快照分为全量和增量；

• 快照只支持本地副本保护：LRS或ZRS（如果区域支持）；

• Premium Disk的全量快照可以放在Premium存储或标准储存中，增量快照只能放标准存储中（标准SSD和标准磁盘的全量和增量快照都只能放在标准存储）；

• 快照的容量由磁盘的有效数据量决定，而非磁盘大小；

• 全量快照的基准点是当前磁盘；增量快照的基准点是上一次快照。无论上次快照是全量还是增量都可以。

快照实验

接下来我们将搭建一台虚拟机，借此验证快照功能。

实验设计

该虚拟机运行Windows 10，附加了一块1TB的数据盘用作快照测试，整体流程如下：

大致的实验流程如下：

1. 首先在磁盘中放入一个10GB的文件，做全量快照Snapshot1。Snapshot1基于磁盘当前有效数据量，所以容量为10GB；

2. 然后做增量快照Snapshot2，由于增量快照基于Snapshot1，而磁盘没有任何变化，所以Snapshot2容量为0GB；

3. 向磁盘增加一个20GB的文件，磁盘有效数据量变为30GB，做全量快照Snapshot3，容量为30GB；

4. 接着做增量快照Snapshot4，同理容量为0GB；

5. 第三次向磁盘中放入一个40GB文件，磁盘有效数据量增加为70GB，再次做增量快照Snapshot5，这次增量快照的基准点是最近一次快照Snapshot4，所以Snapshot5的容量应该为70-30=40GB。

1. 创建快照

如下图所示，在创建好的虚拟机的数据盘（F盘）里，使用fsutil命令创建一个10GB的文件：

然后做第一次全量快照Snapshot1：

可以看到，因为这块磁盘是Premium SSD，所以全量快照时可以选择不同的存储类型，这里统一选择Standard HDD，然后一直“Next”创建快照：

再对该磁盘创建增量快照Snapshot2：

由于增量快照只支持标准存储（Standard HDD），所以没有存储类型的选择。创建完成结果如下：

随后按此步骤增加文件并创建剩余的快照，列表如下：

2. 快照验证

不同于传统存储快照可以直接回退，Azure的快照必须生成磁盘才能使用。因此我们首先用Snapshot1生成Disk1：

随后用同样步骤，使用后边几个快照创建磁盘Disk2—Disk5：

由于这些磁盘的来源还没附加到虚拟机，因此没有Owner。

再次回到虚拟机的OS，我们在数据盘分别创建了3个文件：file01、file02、file03。按照创建快照的时间点，每个快照包含的文件如下：

随后将从快照生成的磁盘附加到虚拟机：

并在OS中附加这些磁盘（G—K盘）：

检查磁盘内容发现符合预期：

进一步测试

上文提过，增量快照是基于前一次快照的变化量。那么如果前一次快照被删除，会出现什么情况？还是通过测试做验证。

首先删除Snapshot1（第一次全量快照）：

发现快照列表里已经没有可Snapshot1：

再次用Snapshot2生成磁盘Disk6，并附加到虚拟机：

将其附加到虚拟机（L盘），然后检查里边的内容：

结果发现file01仍然存在，并且检查哈希可知，其哈希值与之前的文件一致：

可以看出：即使删除作为基准点的快照，增量快照的安全也不受影响。

关于容量那些事

上文曾经提到，快照容量是由磁盘的有效数据量决定。对于全量快照，有效数据量比较容易确认；但对于增量快照，通常磁盘的使用不是简单的增加文件，而是一系列的增删改等操作，但Azure的快照并不提供容量查询的功能，属性里看到的容量是对应磁盘的容量。

不过我们可以通过一个变通方式来确认快照容量，即根据快照的成本来反推容量。

为此请重新创建一个虚拟机，附加两块1TB的数据盘：

进入OS，将两块数据盘分别创建分区并格式化（F盘和G盘）：

随后分别在F盘和G盘各创建一个300GB的文件，F盘用Windows自带的fsutil工具创建，G盘用第三方的rdfc工具创建：

可以看到：fsutil创建速度很快，而rdfc速度非常慢。原因是fsutil会直接用“0”填充所生成的稀疏文件，而rdfc会用随机数填充，真正生成了一个文件。完成后两个磁盘的占用空间基本一致：

对这两个磁盘分别做全量快照SnapshotF和SnapshotG：

放置两天后，查看快照的使用成本。进入快照Overview，有一个View cost按钮：

点击进入，并选择Daily costs：

借此可以看到，G盘快照每天的成本大约$0.19。

而用同样方法查看F盘的快照成本如下，基本为0：

对比可知：

• G盘和F盘虽然空间占用基本一样，但快照成本相差较大。F盘的文件基本全部为“0”填充，创建快照时并没有实际占用空间，所以快照没有实际占用空间，成本为0。

• G盘的文件实际大小为300GB，理论上的每天成本为$0.05/30*300=$0.50，但实际为$0.19，说明快照存储时使用了类似压缩去重的技术，以节约空间。

小结

快照（Snapshot）是一个很平常的概念，在云端和本地有不同的机制。

虽然快照的操作很简单，但如果能熟练掌握，使用场景非常广泛，例如业务升级、数据更新等，可以利用快照做即时保护；另外在环境复制、远程迁移虚拟机等情况下，也可以通过快照实现。

希望本文对大家有所帮助。