处理文件系统和快照空间大小不一致的方法
发布时间：2025-04-11 点击：8
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这篇文章主要介绍处理文件系统和快照空间大小不一致的方法，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！
为什么文件系统和快照空间大小不一致？
有用户咨询，在ecs实例内删除文件后再打快照，发现快照容量并没有变小。出现该现象的原因与快照原理、以及文件系统与磁盘、快照的关系有关，即，只要被写过数据的存储块（block），即使在磁盘中的相关文件已经被删除，数据块仍会被记录到快照中，所以出现快照比磁盘占用空间大的现象。文件系统中所谓删除只是在需要删除的文件头部做个标记，让用户知道这块空间可以利用了，但并不会减少磁盘本身的空间占用。
为什么文件系统和快照空间大小不一致？
用户在实例内部看到的是磁盘 (ebs)，在磁盘分区上创建的是文件系统 (file system)。文件系统负责管理磁盘空间，其操作最终均转化为磁盘的 i/o 请求。ebs 会记录 block（指磁盘的逻辑块地址被块存储划分为相同大小的块）状态，按需将脏数据拷贝到 oss，这就是打快照的过程。
以下原因可能会造成文件系统的空间与快照大小不一致：
文件系统本身的元数据会占用磁盘空间。
创建文件系统过程会写大量 block。特别的，windows 的慢速格式化会写脏大量 block，而使用快速格式化可以减少写block 的数量。
文件系统为了减小开销，删除文件只是在内部做个标记，而 ebs 不感知这个删除指令，block 仍然是已分配状态，所以仍会把这部分也做到快照里，导致快照比文件系统大。
virtio-block 和 xen 的 block-front 等模块不支持 trim 指令（一种io指令，提示lba上的某段数据不再使用，可以被删除），因而磁盘无法感知数据可以被删除。
创建快照原理
创建快照原理如下图所示。
说明：
将磁盘 lba（逻辑块地址） 划分为 block，未分配过的称为空块，图中白色小方框表示。
只要 block 被写过（已分配，将不再是空块），就将参与计量。
磁盘第一个快照是全量，空块不拷贝。
磁盘后续快照是增量快照，拷贝自上一个快照以来的增量脏数据，因此同一个 block 在不同快照中可能会出现多个版本（图中用不同颜色来表示）。
快照计量方法
如上图所示，快照记录空间共有 11 个 block，比磁盘 t2 中的 9 个 block 还要多出 2 个。
对单块磁盘的所有快照整体计量。
只对已分配的 block 进行计量。不同时间点相同版本 block 只统计一次。
不同版本的 block 占用 n 倍空间。
删除快照的原理
删除快照的原理如下图所示。
说明：
离线分析已删除快照的所有 block，删除其中未被其他快照引用的数据。
删除 s1 之后，剩下的快照一共有 10 个 block（包含 s0 的 6 个、s1 产生的 2 个脏数据、s2 的 2 个。），而不是 8 个 block（s0 的 6 个、s2 的 2 个）。
“数据写入操作”的准确定义
首先澄清一个概念，对底层分布式存储系统而言，“数据写入操作”不仅仅意味着用户写入的业务数据，也包括格式化磁盘等一系列i/o操作。
用户在拿到磁盘后，必须要先格式化才能正常使用。格式化的本质是建立文件系统的过程。一个分区或磁盘在作为文件系统使用前，需要初始化，并将数据结构记录到磁盘上，这个过程就叫建立文件系统。
因此，在磁盘上建立文件系统，也就意味着对磁盘有数据写入操作。不同的文件系统，在格式化时写入的文件大小也不尽相同，具体如下：
windows系统格式化，分为快速和正常格式化：
快速格式化只是给分区分配文件系统，并重写目录表；
正常格式化不但会进行上述工作，还会对分区逐扇区进行扫描以确定和标记坏扇区；
因此正常格式化操作，会填充磁盘空块，相当于把磁盘全盘写了一遍。在此种情况下，第一个全量快照的大小会近似于磁盘容量。而快速格式化占用的实际空间则相对较少。
linux系统格式化，也同样是建立文件系统的过程。因此刚刚格式化完毕的磁盘，在用户没有写入业务数据的时候，第一个快照也会有一定的容量大小，具体要看不同的文件系统格式而定。
以上是处理文件系统和快照空间大小不一致的方法的所有内容，感谢各位的阅读！希望分享的内容对大家有帮助，更多相关知识，欢迎关注资讯频道！
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为什么文件系统和快照空间大小不一致？
有用户咨询，在ecs实例内删除文件后再打快照，发现快照容量并没有变小。出现该现象的原因与快照原理、以及文件系统与磁盘、快照的关系有关，即，只要被写过数据的存储块（block），即使在磁盘中的相关文件已经被删除，数据块仍会被记录到快照中，所以出现快照比磁盘占用空间大的现象。文件系统中所谓删除只是在需要删除的文件头部做个标记，让用户知道这块空间可以利用了，但并不会减少磁盘本身的空间占用。
为什么文件系统和快照空间大小不一致？
用户在实例内部看到的是磁盘 (ebs)，在磁盘分区上创建的是文件系统 (file system)。文件系统负责管理磁盘空间，其操作最终均转化为磁盘的 i/o 请求。ebs 会记录 block（指磁盘的逻辑块地址被块存储划分为相同大小的块）状态，按需将脏数据拷贝到 oss，这就是打快照的过程。
以下原因可能会造成文件系统的空间与快照大小不一致：
文件系统本身的元数据会占用磁盘空间。
创建文件系统过程会写大量 block。特别的，windows 的慢速格式化会写脏大量 block，而使用快速格式化可以减少写block 的数量。
文件系统为了减小开销，删除文件只是在内部做个标记，而 ebs 不感知这个删除指令，block 仍然是已分配状态，所以仍会把这部分也做到快照里，导致快照比文件系统大。
virtio-block 和 xen 的 block-front 等模块不支持 trim 指令（一种io指令，提示lba上的某段数据不再使用，可以被删除），因而磁盘无法感知数据可以被删除。
创建快照原理
创建快照原理如下图所示。
说明：
将磁盘 lba（逻辑块地址） 划分为 block，未分配过的称为空块，图中白色小方框表示。
只要 block 被写过（已分配，将不再是空块），就将参与计量。
磁盘第一个快照是全量，空块不拷贝。
磁盘后续快照是增量快照，拷贝自上一个快照以来的增量脏数据，因此同一个 block 在不同快照中可能会出现多个版本（图中用不同颜色来表示）。
快照计量方法
如上图所示，快照记录空间共有 11 个 block，比磁盘 t2 中的 9 个 block 还要多出 2 个。
对单块磁盘的所有快照整体计量。
只对已分配的 block 进行计量。不同时间点相同版本 block 只统计一次。
不同版本的 block 占用 n 倍空间。
删除快照的原理
删除快照的原理如下图所示。
说明：
离线分析已删除快照的所有 block，删除其中未被其他快照引用的数据。
删除 s1 之后，剩下的快照一共有 10 个 block（包含 s0 的 6 个、s1 产生的 2 个脏数据、s2 的 2 个。），而不是 8 个 block（s0 的 6 个、s2 的 2 个）。
“数据写入操作”的准确定义
首先澄清一个概念，对底层分布式存储系统而言，“数据写入操作”不仅仅意味着用户写入的业务数据，也包括格式化磁盘等一系列i/o操作。
用户在拿到磁盘后，必须要先格式化才能正常使用。格式化的本质是建立文件系统的过程。一个分区或磁盘在作为文件系统使用前，需要初始化，并将数据结构记录到磁盘上，这个过程就叫建立文件系统。
因此，在磁盘上建立文件系统，也就意味着对磁盘有数据写入操作。不同的文件系统，在格式化时写入的文件大小也不尽相同，具体如下：
windows系统格式化，分为快速和正常格式化：
快速格式化只是给分区分配文件系统，并重写目录表；
正常格式化不但会进行上述工作，还会对分区逐扇区进行扫描以确定和标记坏扇区；
因此正常格式化操作，会填充磁盘空块，相当于把磁盘全盘写了一遍。在此种情况下，第一个全量快照的大小会近似于磁盘容量。而快速格式化占用的实际空间则相对较少。
linux系统格式化，也同样是建立文件系统的过程。因此刚刚格式化完毕的磁盘，在用户没有写入业务数据的时候，第一个快照也会有一定的容量大小，具体要看不同的文件系统格式而定。
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