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LVMのSnapshotは直感的か？（ZFSとの比較有り）
現在、Linuxのファイルシステムのスタンダードと言えばext3に間違いないでしょう。しかしながらext3はext2との互換性を可能な限り保ちながらジャーナリング機能を追加するという基本設計です。なのでファイルシステムとしては少々古びており、技術的に最も優れているというわけではありません。最近ext4の安定板がkernel 2.6.28で利用可能となりましたが、ext4についてもext2からの設計を受け継いでいるため、それほど大きな機能追加や基本設計の変更というのは多くありません。
そんな中、Snapshot機能は差分バックアップとして効率的な考え方ですが、現在ファイルシステムでその機能をサポートしているものは多くありません。ext3もSnapshot機能は実装されておらず、実際LinuxでSnapshotを行うにはボリュームマネージャ（LVM）で行うことが最も手軽でポピュラーだと言えます。LVMのSnapshot機能はその使い方についてはそこら中に情報がありますが、実装についてはあまり知られていない気がします。僕もそこまで細かく見ているわけではありませんが、ユーザが往々にしてハマりそうなポイントをいくつかの例を見ながら挙げてみたいと思います。
あるLV, /dev/test/dataがあるとします。このLVのSnapshotをdata-snapとしてとります。dataの中のファイル, test.img (1Gbyte)をrmしたらどうなるでしょうか？ 個人的な感覚では、test.imgのdata block情報がdata-snap領域にコピーされてからtest.imgが削除される。なのでdata-snapに確保してある領域が1Gbyte減る、と思います。
しかし実際にはdata-snapの領域はほとんど減りません。
また、dataの中にnew.img (1Gbyte）を新たに作成したらどうなるでしょうか？ 個人的な感覚では、特段dataの中のデータを変更したわけじゃないのでdata-snapは関知しないのではと思います。
しかし実際にはdata-snapの領域は1Gbyte消費されます。何か納得いかない感じ。
つまりLVMのSnapshotはファイルシステムが実際にdata blockを更新したときにもとのblockをコピーするということに尽きる、という感じです。もし元のdata blockが空であっても。rmの場合はファイルシステムがdata blockを上書きするのはrm発行時ではなく、次にそのblockがファイルシステムによって確保されたときなので、それまではdata-snapの方にはそのデータはコピーされず、存続してるデータを参照し続けています。ある種効率的と言えば効率的です。でも、要は直感的でないのです。個人的には。
これに対し、先進的なファイルシステムの一つとしてZFSがあります。ZFSは現在Solarisのデフォルトファイルシステムとして採用されています。このファイルシステムは悔しいけど正直すごい。Linuxでもbtrfsってのが同じようなコンセプトで開発されていますが、こちらはまだunstableでkernel 2.6.29 rc1とかでようやくメインストリームにマージされた模様。かなり遅れをとっています。ZFSがすごいポイントは結構一杯あるので今回はSnapshotところに焦点を絞ります。ZFSはファイルシステムではあるものの同時にボリュームマネージャでもあります。ファイルシステムの機能でSnapshotが撮れてしまいます。そしてZFSのSnapshot実装はLinuxのLVMとは異なります。
先の２つの例では結果が逆になります。つまり、data中のファイルをrmした場合は即時data-snapの方にコピーされます。また、dataにファイルを新規作成した場合は関知しません。
LVMが「data blockを変更したらオリジナルのdata blockをコピーする」というスタンスであるのに対し、ZFSは「オリジナルのデータを維持する」というより上位の考え方で実装されている気がします。
＊ちなみに上記data blockはより正確にはchunkということになると思われます。
個人的にはZFSの方が好きです。あとZFSが優れているのがrollbackをちゃんと備えているところですね。LVMは残念ながらrollback（もしくはrevert）を行うためのコマンドを用意していません。なのでリストアするには少し七面倒くさい手順が必要です。ZFSの場合はzfs rollback xxxxxとすれば一発でオリジナルのファイルシステムをSnapshotを撮ったときの状態に戻すことができます。うーむ、ZFS良すぎ。
この他にもとんでもいい機能がかなりありますがそれはまた機会があれば。最後にOpenSolarisのスクリーンショットを。結構カッコいいのよね。。
