スナップショット（コンピュータストレージ）

コンピュータ システムでは、スナップショットとは、特定の時点におけるシステムの状態のことです。この用語は、写真撮影におけるスナップショットの類似性から造られました。

大規模なデータ セットの完全バックアップは、完了するまでに長い時間がかかることがあります。マルチタスクシステムまたはマルチユーザー システムでは、バックアップ中にそのデータへの書き込みが行われることがあります。これにより、バックアップがアトミックに実行されなくなり、バージョンの偏りが生じてデータが破損する可能性があります。たとえば、ユーザーがすでにバックアップされているディレクトリにファイルを移動した場合、ファイルが追加される前にバックアップ操作がすでに行われているため、そのファイルはバックアップ メディアから完全に失われます。バージョンの偏りにより、読み取り中にサイズや内容が変わるファイルも破損する可能性があります。

ライブ データを安全にバックアップする方法の1 つは、アクセスしているアプリケーションを停止するか、オペレーティング システムが提供するロック API を使用して排他的な読み取りアクセスを強制することにより、バックアップ中にデータへの書き込みアクセスを一時的に無効にすることです。これは、低可用性システム (定期的なダウンタイムが許容されるデスクトップ コンピューターや小規模ワークグループ サーバー) では許容されます。ただし、高可用性の24 時間 365 日システムでは、サービスの停止は許容されません。

ダウンタイムを回避するために、高可用性システムでは、代わりにスナップショット(ある時点で凍結されたデータ セットの読み取り専用コピー) でバックアップを実行し、アプリケーションがデータへの書き込みを継続できるようにします。ほとんどのスナップショット実装は効率的で、スナップショットをO(1)で作成できます。つまり、スナップショットの作成に必要な時間と I/O は、データ セットのサイズに応じて増加しません。対照的に、直接バックアップに必要な時間と I/O は、データ セットのサイズに比例します。一部のシステムでは、データ セットの最初のスナップショットが取得されると、後続のスナップショットでは変更されたデータのみがコピーされ、ポインター システムを使用して最初のスナップショットを参照します。このポインターベースのスナップショット方式では、データ セットを繰り返し複製する場合よりもディスク容量の消費が少なくなります。

一部のUnixシステムには、スナップショット対応の論理ボリューム マネージャーがあります。これらは、変更されたブロックを「親」ボリューム内で上書きされる直前に他のストレージにコピーすることで、ブロック デバイス全体にコピーオンライトを実装し、ブロック デバイスの一貫性のある過去のイメージを保存します。このようなスナップショット イメージ上のファイル システムは、後で読み取り専用メディア上にあるかのようにマウントできます。

一部のボリューム マネージャーでは、書き込み可能なスナップショットの作成も可能で、スナップショット内で変更されたブロックを元のボリュームの「親」ブロックから切り離すことで、コピー オン ライト アプローチを拡張します。このようなスキームは、スナップショットへの書き込みによってトリガーされる追加のコピー オン ライト操作を実行するとも言えます。

Linuxでは、論理ボリュームマネージャ（LVM）により、読み取り専用スナップショットと読み取り/書き込みスナップショットの両方を作成できます。書き込み可能なスナップショットは、LVMバージョン2（LVM2）で導入されました。^[1]

WAFL、^[a] ベル研究所の Plan 9のfossil、ODS-5などの一部のファイルシステム^{[要出典]は、内部的にファイルの古いバージョンを追跡し、特別な}名前空間を通じてスナップショットを利用できるようにします。 UFS2などのその他のファイルシステムは、ファイル履歴にアクセスするためのオペレーティングシステムAPIを提供します。 NTFSでは、スナップショットへのアクセスは、 Windows XPおよびWindows Server 2003ではボリュームシャドウコピーサービス (VSS) 、Windows Vistaではシャドウコピーによって提供されます。 Melio FS は、共有ストレージに対して同じ VSS インターフェイスを介してスナップショットを提供します。^{[2]スナップショットは、} NetWareのバージョン 4.11 以降では NSS ( Novell Storage Services ) ファイルシステム でも利用でき、最近ではLinuxプラットフォームのOpen Enterprise Server製品でも利用できます。

EMC の Isilon OneFS クラスター ストレージ プラットフォームは、ファイルまたはディレクトリ レベルで読み取り専用スナップショットをサポートする単一のスケーラブルなファイル システムを実装します。ファイル システム内の任意のファイルまたはディレクトリをスナップショットすることができ、システムは、システムにとって最適であると判断された方法に基づいて、コピー オン ライト スナップショットまたはポイントインタイム スナップショットを動的に実装します。

Linux では、BtrfsおよびOCFS2ファイル システムは、個々のファイルのスナップショット (クローン) の作成をサポートしています。さらに、Btrfs はサブボリュームのスナップショットの作成もサポートしています。AIX では、JFS2もスナップショットをサポートしています。

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• Garimella, Neeta (2006-04-26)。「データ保護のためのスナップショット技術の理解と活用、パート 1: スナップショット技術の概要」。IBM。
• Harwood, Mike (2003-09-24)。「ストレージの基礎: バックアップ戦略」。