Instantánea (almacenamiento en computadora)
En los sistemas informáticos, una instantánea es el estado de un sistema en un momento determinado. El término fue acuñado como una analogía con el de la fotografía.
Justificación
Una copia de seguridad completa de un gran conjunto de datos puede tardar mucho en completarse. En sistemas multitarea o multiusuario, es posible que se escriban esos datos mientras se realiza la copia de seguridad. Esto evita que la copia de seguridad sea atómica e introduce una versión sesgada que puede provocar daños en los datos. Por ejemplo, si un usuario mueve un archivo a un directorio del que ya se ha realizado una copia de seguridad, entonces ese archivo faltaría por completo en el medio de copia de seguridad, ya que la operación de copia de seguridad ya se había realizado antes de agregar el archivo. La versión sesgada también puede causar corrupción en archivos que cambian su tamaño o contenido mientras se leen.
Un enfoque para realizar una copia de seguridad segura de los datos activos es desactivar temporalmente el acceso de escritura a los datos durante la copia de seguridad, ya sea deteniendo el acceso de las aplicaciones o utilizando la API de bloqueo proporcionada por el sistema operativo para imponer el acceso de lectura exclusivo. Esto es tolerable para sistemas de baja disponibilidad (en computadoras de escritorio y servidores de grupos de trabajo pequeños, en los que el tiempo de inactividad regular es aceptable). Sin embargo, los sistemas de alta disponibilidad 24 horas al día, 7 días a la semana, no pueden soportar interrupciones del servicio.
Para evitar el tiempo de inactividad, los sistemas de alta disponibilidad pueden realizar la copia de seguridad en una instantánea (una copia de solo lectura del conjunto de datos congelado en un momento determinado) y permitir que las aplicaciones continúen escribiendo en sus datos. La mayoría de las implementaciones de instantáneas son eficientes y pueden crear instantáneas en O(1). En otras palabras, el tiempo y la E/S necesarios para crear la instantánea no aumentan con el tamaño del conjunto de datos; por el contrario, el tiempo y la E/S necesarios para una copia de seguridad directa son proporcionales al tamaño del conjunto de datos. En algunos sistemas, una vez que se toma la instantánea inicial de un conjunto de datos, las instantáneas posteriores copian solo los datos modificados y utilizan un sistema de punteros para hacer referencia a la instantánea inicial. Este método de instantáneas basadas en punteros consume menos capacidad de disco que si el conjunto de datos se clonara repetidamente.
Implementaciones
Administradores de volumen
Algunos sistemas Unix tienen administradores de volúmenes lógicos con capacidad de instantáneas. Estos implementan la copia en escritura en dispositivos de bloques completos copiando bloques modificados, justo antes de que se sobrescriban dentro del directorio "principal" volúmenes—a otro almacenamiento, preservando así una imagen pasada autoconsistente del dispositivo de bloque. Los sistemas de archivos de dichas imágenes instantáneas se pueden montar posteriormente como si estuvieran en un medio de solo lectura.
Algunos administradores de volúmenes también permiten la creación de instantáneas escribibles, ampliando el enfoque de copia en escritura al desasociar cualquier bloque modificado dentro de la instantánea de su bloque "principal" bloques en el volumen original. Un esquema de este tipo también podría describirse como la realización de operaciones adicionales de copia en escritura activadas por las escrituras en instantáneas.
En Linux, Logical Volume Manager (LVM) permite la creación de instantáneas de solo lectura y de lectura y escritura. Las instantáneas grabables se introdujeron con la versión 2 de LVM (LVM2).
Sistemas de archivos
Algunos sistemas de archivos, como WAFL, Fossil para Plan 9 de Bell Labs y ODS-5, rastrean internamente versiones antiguas de archivos y hacen que las instantáneas estén disponibles a través de un espacio de nombres especial. Otros, como UFS2, proporcionan una API del sistema operativo para acceder al historial de archivos. En NTFS, el acceso a las instantáneas lo proporciona el Servicio de instantáneas de volumen (VSS) en Windows XP y Windows Server 2003 y la Instantánea en Windows Vista. Melio FS proporciona instantáneas a través de la misma interfaz VSS para almacenamiento compartido. Las instantáneas también están disponibles en el sistema de archivos NSS (Novell Storage Services) en NetWare desde la versión 4.11 y, más recientemente, en plataformas Linux en el producto Open Enterprise Server.
La plataforma de almacenamiento en clúster Isilon OneFS de EMC implementa un único sistema de archivos escalable que admite instantáneas de solo lectura a nivel de archivo o directorio. Se puede tomar una instantánea de cualquier archivo o directorio dentro del sistema de archivos y el sistema implementará dinámicamente una copia en escritura o una instantánea de un momento determinado en función del método que se determine que es óptimo para el sistema.
En Linux, los sistemas de archivos Btrfs y OCFS2 admiten la creación de instantáneas (clonación) de archivos individuales. Además, Btrfs también admite la creación de instantáneas de subvolúmenes. En AIX, JFS2 también admite instantáneas.