SQL Server VDI备份原理分析

SQL Server提供了虚拟设备接口（VDI）API，用于帮助独立的应用程序提供商，支持将SQL Server的备份和恢复操作集成到他们的产品中。这些API设计为提供最大可靠性和性能，支持所有的备份和恢复功能，包括所有的热备和快照备份能力。

在早期SQL Server版本，VDI备份需要3个线程来完成备份。一个控制线程来接收备份命令，两个辅助线程来处理VDI完成和元数据流活动。

需要的VDI线程数 = (文件在卷上的数据库数) * 3

而在新的SQL Server 2017测试过程中，发现单个数据库线程数为12个，如下：

VDI备份的步骤如下：

步骤1：加载SQLWriter(VSS Object)。

步骤2：SQLWriter枚举所有数据库文件位置，确定文件在卷上的数据库列表。

步骤3：对于列表中的所有数据库执行SQLWriter快照备份命令。

在快照备份创建阶段：

a) SQLWriter告诉SQL Server准备快照备份。

b) 然后所有被备份的数据库被冻结，然后创建快照。（注：VDI消费者执行生成安全的卷快照的行为。有的解决方案比如SQL Server快照备份启用写入时复制（Copy On Write）行为，其他的解决方案分裂出物理镜像和其他硬件提供商提供的技术）

c) 一旦完成，I/O恢复，这个进程叫解冻。

该过程详见SQL Writer in SQL Server 2005

写入时复制（Copy On Write）：

当创建一个快照时，仅复制原始卷中数据的元数据metadata，并不会有数据物理操作，因此快照创建过程非常快。当快照创建完成，原始卷上有写操作时，快照会跟踪原始卷块的改变，将要改变的数据在改变之前复制到快照预留空间里，因此这个原理的实现叫写时复制。对于快照读取操作，如果读取的数据块是创建快照后没有修改过的，那么会重定向读取操作到原始卷，如果读取的是已经修改过的块，读取保存在快照中该块在原始卷改变之前的数据，简单来将就是读取快照中的数据，因此采用写时复制机制保证了读取快照得到的数据和快照和快照创建时一致。

测试创建自动种子设定的可用性组时，在VDI备份过程中，执行手工日志备份、Checkpoint、INSERT操作都能完成。