Linux에서 블록 장치의 스냅샷을 생성하기 위해 제안된 blksnap 메커니즘

백업 및 재해 복구 소프트웨어 제조업체인 Veeam은 Linux 커널에 blksnap 모듈을 포함하도록 제안했습니다. 이 모듈은 블록 장치의 스냅샷을 생성하고 변경 사항을 추적하는 메커니즘을 구현합니다. 스냅샷 작업을 위해 명령줄 유틸리티 blksnap과 라이브러리 blksnap.so가 개발되었으며, 이를 통해 사용자 공간에서 ioctl 호출을 통해 커널 모듈과 상호 작용할 수 있습니다.

이 모듈을 만든 목적은 작업 중단 없이 드라이브와 가상 디스크의 백업을 구성하는 것입니다. 이 모듈을 사용하면 전체 블록 장치의 현재 상태를 스냅샷으로 고정하여 지속적인 변경 사항에 의존하지 않는 격리된 백업 슬라이스를 제공할 수 있습니다. blksnap의 중요한 기능 중 하나는 여러 블록 장치에 대한 스냅샷을 동시에 생성할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 블록 장치 수준에서 데이터 무결성을 보장할 뿐만 아니라 백업 복사본에 있는 여러 블록 장치의 상태 일관성을 확보할 수 있습니다.

변경 사항을 추적하기 위해 블록 장치 하위 시스템(bdev)은 이제 I/O 요청을 가로채는 필터를 연결할 수 있습니다. blksnap에는 쓰기 요청을 가로채고 이전 값을 읽어 스냅샷 상태를 정의하는 별도의 변경 목록에 저장하는 필터가 있습니다. 이 방식을 사용하면 블록 장치 작업 로직이 변경되지 않고 스냅샷과 관계없이 원래 블록 장치에 쓰기가 그대로 수행됩니다. 따라서 데이터 손상 가능성이 제거되고 blksnap에서 예측할 수 없는 심각한 오류 및 변경 사항에 할당된 공간 오버플로가 발생하는 경우에도 문제가 발생하지 않습니다.

이 모듈을 사용하면 마지막 스냅샷과 이전 스냅샷 사이의 시간 간격 동안 어떤 블록이 변경되었는지 확인할 수 있으며, 이는 증분 백업을 구현하는 데 유용합니다. 스냅샷 상태를 기준으로 변경 사항을 저장하기 위해 블록 장치에 임의의 섹터 범위를 할당할 수 있습니다. 이를 통해 블록 장치의 파일 시스템(FS) 내에 있는 별도의 파일에 변경 사항을 저장할 수 있습니다. 변경 사항 저장 영역의 크기는 스냅샷을 생성한 후에도 언제든지 늘릴 수 있습니다.

Blksnap은 Veeam Agent for Linux 제품에 포함된 veeamsnap 모듈 코드를 기반으로 하지만, Linux 커널의 기본 제공 방식을 고려하여 재작업되었습니다. blksnap과 veeamsnap의 개념적 차이점은 I/O를 가로채는 별도의 bdevfilter 구성 요소 대신, 블록 장치에 연결된 필터 시스템을 사용한다는 것입니다.

출처 : opennet.ru