磁盤鏡像

在數據存儲中，磁盤鏡像是將邏輯磁盤卷實時復制到不同的物理驅動器，以確保連續的可用性。它最常用于RAID 1中。鏡像卷是一個獨立卷副本的完整邏輯表示。

根據所使用的技術，復制可以是同步的、異步的、半同步的，或時間點的。復制是通過磁盤陣列控制器上的微代碼或通過服務器軟件啟用的。它通常是一個專有的解決方案，在各種數據存儲設備供應商之間不兼容。

鏡像通常只是同步的。同步寫入通常可以實現零數據損失的恢復點目標（RPO）。異步復制可以實現只有幾秒鐘的RPO，而其余的方法提供幾分鐘到幾小時的RPO。

磁盤鏡像與文件陰影和磁盤快照不同，后者在文件層面上進行操作，數據鏡像永遠不會與它們的來源重新同步。

人們認識到，磁盤是計算機系統中一個固有的不可靠的組成部分。鏡像是一種技術，它允許系統自動維護數據的多個副本或雙重備份（意味著數據在鏡像中存在的所有驅動器上是冗余的），以便在磁盤硬件故障時，系統可以繼續處理或快速恢復數據。鏡像可以在本地進行，特別是為了適應磁盤的不可靠，也可以在遠程進行，形成更復雜的災難恢復計劃的一部分，或者在本地和遠程進行，特別是對于高可用性系統。通常情況下，數據被鏡像到物理上相同的驅動器上，盡管這個過程可以應用到邏輯驅動器上，其中底層物理格式被隱藏在鏡像過程中。

通常，鏡像是在硬件解決方案中提供的，如磁盤陣列，或在操作系統的軟件中（如Linux mdadm和設備映射器）。此外，像Btrfs或ZFS這樣的文件系統提供了集成的數據鏡像。Btrfs和ZFS有一個額外的好處，即對數據和元數據都保持完整性檢查，使自己有能力檢測到塊的壞副本，并使用鏡像數據從正確的塊中提取數據。

當一個磁盤發生故障時，有幾種情況可能會發生。在熱交換系統中，如果發生磁盤故障，系統本身通常會診斷出磁盤故障并發出故障信號。一個復雜的系統可能會自動激活一個熱備用磁盤，并使用剩余的活動磁盤將實時數據復制到該磁盤。或者，安裝一個新的磁盤并將數據復制到該磁盤。在不太復雜的系統中，系統在剩余磁盤上運行，直到可以安裝一個備用磁盤。

將數據從鏡像對的一側復制到另一側，稱為重建，或不太常見的重新鏡像。

鏡像可以通過快速的數據鏈路在站點之間進行，如光纖鏈路，它可以保持足夠的性能以支持500米左右距離的實時鏡像。更遠的距離或更慢的鏈接使用異步復制系統來維持鏡像。對于遠程災難恢復系統，這種鏡像可能不是由集成系統完成的，而只是由主機和輔助機上的額外應用完成的。

除了在硬件故障時為冗余目的提供額外的數據副本外，磁盤鏡像可以允許為閱讀目的單獨訪問每個磁盤。在某些情況下，這可以顯著提高性能，因為系統可以在每次讀取時選擇哪個磁盤可以最快速地找到所需的數據。當有幾個任務在同一個磁盤上爭奪數據時，這一點尤其重要，可以減少躁動（在任務之間切換所占用的時間比任務本身還要多）。對于經常訪問磁盤上數據的硬件配置來說，這是一個重要的考慮。

在一些實現中，鏡像磁盤可以被拆開進行數據備份，允許xxx個磁盤保持活動。然而，如果在鏡像磁盤上發生任何寫I/O活動，那么合并這兩個磁盤可能需要一個同步期。