磁盘镜像

在数据存储中，磁盘镜像是将逻辑磁盘卷实时复制到不同的物理驱动器，以确保连续的可用性。它最常用于RAID 1中。镜像卷是一个独立卷副本的完整逻辑表示。

根据所使用的技术，复制可以是同步的、异步的、半同步的，或时间点的。复制是通过磁盘阵列控制器上的微代码或通过服务器软件启用的。它通常是一个专有的解决方案，在各种数据存储设备供应商之间不兼容。

镜像通常只是同步的。同步写入通常可以实现零数据损失的恢复点目标（RPO）。异步复制可以实现只有几秒钟的RPO，而其余的方法提供几分钟到几小时的RPO。

磁盘镜像与文件阴影和磁盘快照不同，后者在文件层面上进行操作，数据镜像永远不会与它们的来源重新同步。

人们认识到，磁盘是计算机系统中一个固有的不可靠的组成部分。镜像是一种技术，它允许系统自动维护数据的多个副本或双重备份（意味着数据在镜像中存在的所有驱动器上是冗余的），以便在磁盘硬件故障时，系统可以继续处理或快速恢复数据。镜像可以在本地进行，特别是为了适应磁盘的不可靠，也可以在远程进行，形成更复杂的灾难恢复计划的一部分，或者在本地和远程进行，特别是对于高可用性系统。通常情况下，数据被镜像到物理上相同的驱动器上，尽管这个过程可以应用到逻辑驱动器上，其中底层物理格式被隐藏在镜像过程中。

通常，镜像是在硬件解决方案中提供的，如磁盘阵列，或在操作系统的软件中（如Linux mdadm和设备映射器）。此外，像Btrfs或ZFS这样的文件系统提供了集成的数据镜像。Btrfs和ZFS有一个额外的好处，即对数据和元数据都保持完整性检查，使自己有能力检测到块的坏副本，并使用镜像数据从正确的块中提取数据。

当一个磁盘发生故障时，有几种情况可能会发生。在热交换系统中，如果发生磁盘故障，系统本身通常会诊断出磁盘故障并发出故障信号。一个复杂的系统可能会自动激活一个热备用磁盘，并使用剩余的活动磁盘将实时数据复制到该磁盘。或者，安装一个新的磁盘并将数据复制到该磁盘。在不太复杂的系统中，系统在剩余磁盘上运行，直到可以安装一个备用磁盘。

将数据从镜像对的一侧复制到另一侧，称为重建，或不太常见的重新镜像。

镜像可以通过快速的数据链路在站点之间进行，如光纤链路，它可以保持足够的性能以支持500米左右距离的实时镜像。更远的距离或更慢的链接使用异步复制系统来维持镜像。对于远程灾难恢复系统，这种镜像可能不是由集成系统完成的，而只是由主机和辅助机上的额外应用完成的。

除了在硬件故障时为冗余目的提供额外的数据副本外，磁盘镜像可以允许为阅读目的单独访问每个磁盘。在某些情况下，这可以显著提高性能，因为系统可以在每次读取时选择哪个磁盘可以最快速地找到所需的数据。当有几个任务在同一个磁盘上争夺数据时，这一点尤其重要，可以减少躁动（在任务之间切换所占用的时间比任务本身还要多）。对于经常访问磁盘上数据的硬件配置来说，这是一个重要的考虑。

在一些实现中，镜像磁盘可以被拆开进行数据备份，允许xxx个磁盘保持活动。然而，如果在镜像磁盘上发生任何写I/O活动，那么合并这两个磁盘可能需要一个同步期。