Ленточный стример. Лента – все еще лидер в резервном копировании данных

Адресован прежде всего тем, кто только начал задумываться над необходимостью создания резервных копий. Как правило, на этом этапе вас могут подстерегать три проблемы.

Первая - в вашем сознании ленточные накопители смутно ассоциируются с группой Dr.Alban или любым другим признаком далеких 90-х. Сейчас, в век почти тотальной забитости рынка хранилищ данных разнообразными устройствами с многоразовой записью, мы частенько сбрасываем со счетов старые проверенные технологии. При этом за идеей повторного использования забывается, что по стоимости хранения гигабайта данных с ленточными накопителями не сравнится ни один другой вид носителей.

Вторая проблема - это когда вы уже действительно отвыкли (или никогда не привыкали) работать с чем-то кроме жестких дисков или флешек. Тут нам на помощь придет внешний вариант накопителя, подключаемый по USB: это будет просто еще одна симпатичная коробочка у вас на столе. Если же процедура разборки/сборки компьютера для вас не представляется сложной, то можно немного сэкономить, купив устройство с внутренним креплением, подключаемое по интерфейсу SAS.

И тут нас накрывает третья волна - как организовать работу с устройством, ведь никогда ранее вы с ним не сталкивались? Нам на помощь приходит комплектное программное обеспечение - HP Data Protector Express Single Server Edition. Скорее всего, это ПО сможет удовлетворить 90% запросов начинающего пользователя, что нам и требуется.

Теперь, что же несет нам седьмое поколение?

Мал да удал!

Казалось бы, что можно усовершенствовать в накопителе, первый предок которого появился в начале 80-х годов прошлого века? Ведь все давно придумано!

Но технологии и техническая мысль не стоят на месте, и вот результат:

Вполне ожидаемое увеличение емкости. По старой доброй традиции - двукратное, так что теперь на ленточку, напоминающую формами и размерами спичечный коробок, помещается до 320 Гб (с компрессией 2:1).
повышение скорости записи/чтения. В этот коробок данные влетают со скоростью до 86 Гб/час, т.е. кассета записывается целиком меньше чем за 4 часа.
вдвое уменьшилось энергопотребление устройства. Это лишний раз доказывает, что стремление к идеалу дает свои плоды, весьма приятные для пользователя.

То, о чём принято молчать

Задайте себе вопрос: когда вы стали думать о покупке и использовании ленточного накопителя не как о напрасной трате денег и времени, а как об отличном подспорье в случае проблемы с сервером? Частый ответ на этот вопрос: никогда. Даже после того, как вы пережили несколько неприятных случаев, когда сервер лег, работа офиса стала, а ваш стол осаждают толпы коллег с вилами и факелами.

А вот и зря! Ведь владельцы всех ленточных накопителей HP имеют возможность элементарно обезопасить свое серверное хозяйство с помощью функции One Button Disaster Recovery (OBDR). Благодаря ей ваш Proliant, пострадавший от повреждения ОС, приложений или данных, может загрузиться с последнего бэкап-картриджа, как с DVD-ROM и полностью восстановить свое состояние до аварии. Все это - по нажатию одной кнопки. Время даунтайма в этом случае сокращается до считанных минут, так что вашим сотрудникам придется только лишний раз выпить чая.

В итоге, нынешнее поколение ленточных накопителей от HP вместе с самой, пожалуй, проработанной технической основой среди всех типов устройств хранения данных обладает всеми атрибутами, которые позволят им вписаться в самую современную инфраструктуру вашей сети.

А теперь, как всегда, мы ждем ваших вопросов)

Похоже, самые плохие предсказания сегодня становятся реальностью: для многих пользователей резервирование данных уже играет не столь важную роль. С одной стороны, присутствующие на рынке решения часто бывают слишком дороги - по крайней мере, на первый взгляд. С другой стороны, повсеместное распространение массивов RAID на серверах даёт обманчивое чувство безопасности. Итог бывает плачевен: череда ошибок - и данные потеряны.

Цель резервирования заключается в защите данных и системы от целого ряда потенциальных бедствий. Среди них отметим программные ошибки, атаки хакеров, вирусы, аппаратные сбои или многие другие сценарии страшного сна.

Иногда банальное выключение энергии или перепад напряжения в цепи способны мгновенно уничтожить самый мощный массив RAID.

Однако не следует забывать, что наиболее частая причина потери данных кроется в неправильных действиях самого пользователя. К примеру, случайное удаление ненужных, на первый взгляд, данных может быть замечено только через несколько дней или недель - и тогда бывает уже слишком поздно пытаться что-либо восстанавливать.

Для эффективного противостояния всем этим рискам пользователям (и администраторам) следует серьёзно подходить к резервированию данных. Жизненно важную информацию следует хранить на нескольких системах и лучше - в разных зданиях. Такой подход позволяет предусмотреть даже стихийные бедствия вроде пожара или наводнения.

Разные подходы

Если массивы данных у вас не превышают 4,7 Гбайт, то вы можете использовать перезаписываемые DVD+RW или защищённые DVD-RAM. Если же нужны носители больших объёмов, то единственным выбором остаются жёсткие диски и стримеры, которые способны справиться с объёмами в сотни гигабайт. Однако жёсткие диски слишком тяжелы для частого использования и слишком чувствительны к физическим воздействиям (к падению на землю, ударам и т.д.). С другой стороны, жёсткие диски обладают высокой скоростью передачи.

Собственно, поэтому продуманная стратегия резервирования данных по-прежнему опирается на ленточные приводы. По крайней мере, один раз в неделю необходимо делать резервирование на ленту и хранить её в домашнем сейфе или даже в банковской ячейке. Также не следует использовать ленты чаще, чем рекомендует производитель.

Цель подобного подхода заключается не только в резервировании существующих данных, но и в создании слепка рабочей системы. В результате, пользователь всегда сможет откатиться назад или использовать слепок как эталон, если данные были модифицированы.

На рынке присутствует множество стандартов систем хранения, от "крохотных" до "просто огромных" - всё зависит от ваших потребностей. Посмотрите на разнообразие форматов и технологий: QIC, Travan, 8 mm, Mammoth, AIT, DLT, SDLT, ADR, LTO и VXA. Но не переживайте. Мы обсудим все форматы и поможем найти подходящее решение для вашего случая.

Работает ли аварийное восстановление данных на самом деле?

Какой смысл в ежедневном резервировании данных на протяжении нескольких месяцев, если вы их не сможете полностью восстановить в случае аварии? Правило любой системы безопасности гласит: всегда проводите учебные тревоги, чтобы "пожар" не застал вас врасплох. Будет ли работать массив RAID 5 так, как должен? Уберите жёсткий диск из массива и проверьте сохранность данных после процесса реконструкции. То же самое относится и к решениям на стримерах: проведите тест и полностью восстановите данные - получите ли вы желаемый результат?

Учитывая современные сложные программы резервирования, необходимо проверить полное восстановление компьютера, включая операционную систему. Помните, что резервирование только тогда имеет смысл, когда оно позволяет надёжно выполнить восстановление данных.

Форматы стримеров: обзор

Вчера и сегодня: кассета SLR75 по сравнению с Mini-QIC80. Подобный размер кассеты SLR обусловлен, по большей части, длиной плёнки, которая может изменяться от 94 до 351 метра.

Линейный способ или спиральная развёртка

Спиральная развёртка позволяет наиболее оптимально использовать имеющееся "пространство", однако она медленнее работает и больше подвержена дефектам, чем линейные варианты. Источник: Exabyte.

В целом, существует два способа записи на магнитную ленту: линейный, при котором данные записываются от начала плёнки до её конца, или диагональный способ - так называемая "спиральная развёртка". В любом случае на ленту записываются несколько параллельных дорожек, чтобы наиболее полно использовать имеющуюся пропускную способность.

Спиральная развёртка пришла в стримеры из мира видеомагнитофонов и используется, чаще всего, в системах DAT, AIT и VXA. Поскольку постоянную скорость чтения или записи обеспечить практически невозможно, устройства со спиральной развёрткой намного медленнее своих линейных собратьев (из-за непрерывной синхронизации с меняющимися потоками данных). Но зато они могут более эффективно использовать доступное пространство ленты, что приводит к большей ёмкости данных у устройств со спиральной развёрткой.

Наподобие систем VHS, лента выходит из кассеты и натягивается вокруг шпинделя, на котором размещаются головки чтения и записи. Вполне естественно, что эта процедура оказывает механическое воздействие на ленту - причём большее, чем в устройствах линейной записи, где лента намертво "сидит" в кассете.

Сжатие данных: ну и оптимисты!

При выборе стримера следует очень и очень внимательно присмотреться к ёмкости кассет, поскольку производители часто оценивают свои решения с учётом сжатия 2:1. Иногда они могут завысить коэффициент сжатия даже до 2,5:1. Однако следует помнить, что подобную степень сжатия можно получить только на хорошо пакуемых данных: офисных документах, базах данных или исходных текстов программы. Чем больше мультимедийных файлов вы будете резервировать, тем меньше будет общий коэффициент сжатия.

Уже запакованные файлы JPG или MPEG вряд ли можно сжать ещё сильнее, в отличие от картинок TIF или файлов WAV. Если вы сомневаетесь, всегда следует учитывать меньшую физическую ёмкость.

Стримеры Mini-QIC/ флоппи

Формат QIC появился ещё в далёком 1972 году, когда производителю 3M понадобилось решение для хранения больших массивов данных. В то время людей ещё не особо волновали проблемы резервирования - первоочередной потребностью были именно накопители с большими объёмами. Напомним, что жёсткие диски тогда были невероятно дороги, и их коммерческого использования ещё не было. Например, проект IBM Winchester Project ("Винчестер"), начатый в 1973 году, привёл к появлению жёсткого диска на 5 Мбайт только в 1979 году. По причине относительно низкой в то время цены устройств, стандарт QIC получил широкое признание.

Вообще, аббревиатура QIC расшифровывается как Quarter Inch Cartridge (картридж в четверть дюйма), что обозначает ширину магнитной ленты. Наиболее распространились в те годы компакт-кассеты DC2080 и DC2120. Кроме того, тогда существовало много стандартов плёнки, которая содержала от 20 до 50 дорожек. В начале 1990-х стали популярны стримеры QIC с интерфейсом для контроллера дисковода, хотя они и не слишком радовали потребителей своей производительностью (около 35 кбайт/с). Отметим, что сегодня любое DSL-подключение к Интернету работает и то быстрее.

К сожалению, проблемы совместимости между разными устройствами привели к тому, что флоппи-стримеры подходили только для полупрофессионального применения.

Travan

Стандарт Travan также базируется на QIC и представляет собой попытку внести ясность в хаос из более 120 стандартов QIC. Технически ленты Travan намного превосходят варианты QIC, поскольку они были специально разработаны для долговременного хранения и высокой надёжности. Но по этой же причине кассеты Travan стоят дороже.

DAT

DAT расшифровывается как Digital Audio Tape (цифровая аудио-кассета). Но на ленту записывается отнюдь не музыка, а данные в формате DDS (Digital Data Storage). Плёнка DAT имеет ширину 4 мм и, в отличие от QIC и Travan, использует спиральную развёртку. Поэтому стримеры DAT нельзя назвать очень быстрыми, но со своей задачей резервирования больших объёмов данных они справляются нормально. К тому же, цены на них отличаются от устройств QIC и Travan минимум в два раза.

Самая плохая особенность DAT заключается в высокой чувствительности. Сложный маршрут извлечения плёнки из кассеты и немалые силы трения (они создаются от соприкосновения шпинделя с плёнкой) приводят к износу и старению. Кроме того, головки чтения и записи быстро сбиваются с позиций, что приводит к возникновению частых ошибок.

8 mm / Mammoth / AIT

Магнитные ленты шириной 8 мм изначально были разработаны для видео. Подобно DAT, 8-мм плёнка тоже задействует спиральную развёртку, хотя она обеспечивает намного большую ёмкость.

8-мм плёнку используют два формата: Mammoth от Exabyte и AIT, решение от Sony и Seagate.

Стандарт	Ёмкость	Максимальная скорость чтения
8 mm	3,5 Гбайт	533 кбайт/с
8 mm	5 Гбайт	1 Мбайт/с
8 mm	7 Гбайт	1 Мбайт/с
8 mm	7 Гбайт	2 Мбайт/с
AIT-1	35 Гбайт	4 Мбайт/с
AIT-2	50 Гбайт	6 Мбайт/с
AIT-3	100 Гбайт	12 Мбайт/с
S-AIT	500 Гбайт	30 Мбайт/с
Mammoth	20 Гбайт	6 Мбайт/с
Mammoth 2	60 Гбайт	12 Мбайт/с

Помимо высокой ёмкости, ключевым преимуществом систем AIT можно считать дополнительный чип памяти в кассете под названием MIC (Memory in Cassette - "память в кассете"), который содержит, своего рода, таблицу содержания кассеты. В результате отпадает потребность в многократных процессах поиска - стример может сразу же переходить на нужную позицию. В то же время, приводам AIT не нужно считывать секторную информацию с ленты. Они точно высчитывают позицию по информации MIC. И ещё эта функция помогает гарантировать, что используется именно нужная плёнка.

SLR

Аббревиатура SLR расшифровывается как Scalable Linear Recording (линейная запись с масштабированием). Стандарт использует надёжный дизайн с минимумом движущихся частей, что позволяет гарантировать долговременную надёжность использования. С технической точки зрения, SLR базируется на стандартах QIC и ADR (см. описание ниже), с использованием нескольких головок. Предварительно записанные служебные дорожки позволяют точно позиционировать головки. К тому же, Tandberg подчёркивает способность выдерживать перепады температур и влажности.

	Ёмкость	Максимальная скорость чтения
SLR3	1,2 Гбайт	300 кбайт/с
SLR4	2,5 Гбайт	300 кбайт/с
SLR5	4 Гбайт	380 кбайт/с
SLR7	20 Гбайт	3 Мбайт/с
SLR50	25 Гбайт	2 Мбайт/с
SLR60	30 Гбайт	4 Мбайт/с
SLR75	38 Гбайт	4 Мбайт/с
SLR100	50 Гбайт	5 Мбайт/с
LR140	70 Гбайт	6 Мбайт/с

DLT

Уже по расшифровке аббревиатуры DLT (Digital Linear Tape - лента для цифровой записи с последовательным доступом) видно, что здесь используется линейный способ записи. Ширина ленты составляет полдюйма, а запись ведётся попарно, дорожка за дорожкой. Каждая из 128 или 208 дорожек имеет такую же длину, что и вся лента. После перестройки головок процесс продолжается в обратном направлении.

Технология стримера DLT существенно отличается от других: здесь лента тоже раскручивается с одной бобины перед тем, как её намотает другая бобина. Однако целевая бобина находится не в кассете, а является частью привода. Благодаря хитрой прокладке ленты трение сводится к минимуму, поэтому плёнка никогда не испытывает сильных нагрузок. В результате износ кассет DLT минимален, хотя он всё же сильнее, например, чем у SLR.

В отличие от других форматов, DLT имеет средства автоматической очистки и использует специальные электронные компоненты для обеспечения продолжительного времени работы.

Super DLT

Стандарт SDLT разработан для достижения единственной цели - ещё больших ёмкостей. Благодаря комбинации оптического и магнитного способов записи (LGRT - Laser Guided Magnetic Recording - магнитная запись с лазерной наводкой), он обеспечивает высокую точность.

ADR

Стандарт ADR (Advanced Digital Recording - расширенная цифровая запись) продвигается Philips и подразделением On-Stream. Уникальной особенностью этой технологии с использованием 8-мм плёнки является одновременная запись/чтение восьми из 192 дорожек данных, что обеспечивает высокую скоростью передачи при низкой скорости движения ленты.

В итоге мы получаем замечательный побочный эффект - относительно низкий механический износ. К тому же, коррекция ошибок ECC может применяться как горизонтально, так и вертикально. К примеру, на плёнке может быть испорчено 24 дорожки из 192, но данные при этом не потеряются.

Без сжатия ленты ADR способны хранить до 25 Гбайт. В будущем планируется увеличить ёмкость.

LTO

Стандарт LTO (Linear Tape Open) был разработан в качестве альтернативы DLT. Линейная запись и множество технических особенностей делают стандарт LTO весьма привлекательным, причём базируется он на надёжной технологии.

Основные итерации стандарта - это Accelis и Ultrium, которые можно легко лицензировать. Ultrium обеспечивает впечатляюще высокую ёмкость и скорость передачи данных.

	Ultrium-1	Ultrium-2	Ultrium-3	Ultrium-4
Ёмкость	100 Гбайт	200 Гбайт	400 Гбайт	800 Гбайт
Скорость чтения	20 Мбайт/с	40 Мбайт/с	80 Мбайт/с	160 Мбайт/с

VXA

Стандарт VXA, разработанный Exabyte, позволяет регулировать скорость ленты в зависимости от возможностей системы, что помогает избежать излишних остановок, перемоток и повторов.

VXA, в общем случае, разбивает длинные потоки данных на меньшие блоки и записывает их на ленту в формате Discrete Packet Format, обеспечивающим повышенную сохранность данных. Формат DPF предусматривает использование буфера для эффективной организации процесса записи на ленту. Помимо этого, ECC проверяется в горизонтальном, вертикальном и диагональном направлениях для каждого пакета.

Каждый пакет имеет размер 64 байт, и каждая дорожка содержит 387 пакетов. Если один из них будет записан неверно, то произойдёт повторная запись в ближайшем возможном местоположении.

Таким образом, привод VXA работает очень эффективно и обеспечивает высокую степень сохранности данных при возникновении дефектов плёнки. Причём, надёжность стандарта VXA была подтверждена на практике: сообщается, что ленты были восстановлены даже после пребывания в воде (хотя в нашей лаборатории мы подобную ситуацию не проверяли).

Тестовый стример: Tandberg SLR75

Привод использует технологию QIC 80. Данные записываются линейно на 192 дорожки плёнки. Помимо них, на ленту нанесены 24 служебные дорожки, позволяющие позиционировать головки чтения и записи. Картридж для лучшей надёжности усилен снизу металлической пластиной.

Теоретически, данные могут храниться в безопасности 10 лет, чего будет вполне достаточно по многим законам.

Уровень шума при записи или чтении данных был невысок, поскольку технология SLR предусматривает использование минимального числа движущихся деталей. Впрочем, резервное копирование чаще всего производится ночью, поэтому шум мало кого будет волновать.

Внутри привода число движущихся частей сокращено до минимума. На иллюстрации - головка чтения/записи.

LR75 распознаётся в большинстве программ по резервированию как SCSI-устройство. Благодаря 68-контактному интерфейсу SCSI, вы без проблем интегрируете стример в серверное окружение.

Тестовый сценарий: резервируем 28,4 Гбайт данных

Мы собрали на жёстком диске компьютера около 30 Гбайт разной информации. По сути, там находятся наши тестовые программы. Число файлов достигает 52 000.

Аппаратное обеспечение

Процессор Intel Pentium 4, 2,0 ГГц 256 кбайт кэш L2 (Willamette)

Материнская плата AOpen AX4PE Max, чипсет 845PE

Память 512 Мбайт DDR400/PC3200, Buffalo Tech.

Контроллер i845E UltraDMA/100-Controller (ICH4) Adaptec 39320-R, Ultra320 SCSI

Жёсткий диск IBM IC35L060AVVA07

Графическая карта ATi Radeon SDRAM, 32 Мбайт

Сеть 3Com 3C905TX, PCI, 100 Мбит/с

ОС Windows XP Pro 5.10.2600 Service Pack 1 Драйверы и программы

ПО резервирования Dantz Retrospect 6.0

Графический драйвер 5.1.2001.0 (Windows XP Standard)

IDE-драйвер Intel Chipset Installation Utility 5.1.1.1002

Версия DirectX 9.0a

Разрешение 1024x768, 16 бит, 85 Гц

Программные комплексы Arkeia, BrightStor, Dantz и Veritas позволяют превратить большинство стримеров в готовые решения по резервированию. Для нашего тестирования мы выбрали программу Retrospect от Dantz.

Будущее: уменьшаем источники ошибок

Независимо от применяемой технологии, пользователи, сами по себе, являются самым опасным источником ошибок в ИТ-сфере. Именно поэтому современные разработки направлены не только на увеличение ёмкости и скорости передачи, но и на создание сопутствующих средств безопасности, которые сократят последствия ошибок до минимума.

То есть даже самые дешёвые стримеры будут определять вставленную ленту и количество записей, чтобы вовремя определять выработку ресурса ленты.

Ещё одним шагом является повышение автоматизации процесса резервирования, чтобы свести шанс человеческого фактора к минимуму. Использование роботов-загрузчиков позволяет резервировать данные на несколько лент.

Заключение

Большое разнообразие стандартов, ёмкостей и скоростей передачи на рынке стримеров может легко испугать неподготовленного пользователя. Ситуацию может усложнить ещё и необходимость выбора интерфейса или варианта исполнения.

Кроме того, пользователю часто приходится выискивать крупицы истины в маркетинговой информации производителей, которые считают свои стандарты самыми лучшими на рынке. Поэтому и сравнивать разные стримеры между собой бывает весьма проблематично.

Основная мысль нашего заключения будет такова: вам придётся тщательно проштудировать все стандарты, каждый раз оценивая их пригодность для ваших нужд. Кроме того, достаточно важен и грамотный выбор программного обеспечения по резервированию.

Даже в недорогом сегменте стримеров сегодня появляются автоматические загрузчики (к примеру, ValueLoader от Quantum для DLT, LTO и 8 mm). Они сочетают в себе привод стримера и магазин на несколько кассет. Если установить подобное устройство в 19" стойку, вы получите надёжное и эффективное решение - и всего за несколько тысяч долларов. Вряд ли цена покажется вам высокой, если вы сравните её с ущербом от потери всех ваших данных.

Рисунок 1. Современный стример стандарта LTO с картриджем

Определение 1

Стример, ленточный накопитель (streamer ) – запоминающее устройство, использующее принцип магнитной записи на ленточный носитель, с последовательным доступом к данным. Принцип действия аналогичен бытовому магнитофону.

Стримеры используются для записи и воспроизведения информации, архивации и резервного копирования данных.

Достоинства и недостатки

Современные стримеры характеризуются следующими преимуществами:

большая ёмкость;
невысокая стоимость и удобные условия хранения картриджа;
стабильность работы;
надёжность хранения данных;
низкое энергопотребление.

Недостатки использования стримеров:

низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа к данным (лента должна прокрутиться к нужному месту);
достаточно высокая стоимость стримера.

Основные способы записи

Информация на магнитную ленту с помощью стримера может быть занесена двумя способами, используя:

линейную магнитную запись;
наклонно-строчную магнитную запись.

При использовании метода линейной магнитной записи данные записываются на ленту, которая может двигаться в обоих направлениях, в виде нескольких параллельных дорожек. Магнитные головки во время чтения и записи неподвижны. Когда лента заканчивается магнитная головка переходит на следующую дорожку, а лента двигается в противоположном направлении. В современных стримерах используется несколько головок, работающих с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). Подобная технология применяется в аудиомагнитофонах.

При использовании метода наклонно-строчной магнитной записи («Helical Scan») блок головок записи-воспроизведения размещается на вращающемся барабане, мимо которого проходит лента. Запись ведётся в одном направлении. При записи лента проходит вокруг блока головок под углом, ось цилиндра которого также наклонена под некоторым углом к ленте. Лента движется в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие наклонных дорожек на поверхности ленты. Подобная технология применяется в видеомагнитофонах.

Рисунок 2. Аудиокассета

Основным внешним запоминающим устройством в ПК $1970–1990$-х гг. был магнитофон, реже – специальные устройства на его основе с автоматическим управлением. Эта технология была недостаточно приспособлена для ПК, но была достаточно дешевой и доступной для домашнего использования. Для промышленных ПК использовались стримеры $TEAC \ MT-2ST$ c кассетами $CT-500H$, $CT-600H$ $50$ и $60$ Мб соответственно.

Технология DDS

Рисунок 3. DAT

Формат хранения данных $DDS$ (Digital Data Storage) разработали в $1989$ г. компании Hewlett-Packard и Sony на основе формата $DAT$ (Digital Audio Tape) компаний Sony и Philips в середине $1980$-х гг. Представляет собой $4$-хмиллиметровую магнитную ленту в пластиковом корпусе, по размерам в $2$ раза меньше аудиокассеты. Запись на магнитную ленту производится цифровым способом без потери качества исходного сигнала, в отличие от более поздних форматов $DCC$ (Digital Compact Cassette) и MD (MiniDisc). Накопители DDS используют технику записи, основанную на перемещении носителя в горизонтальном направлении и головок чтения-записи – в вертикальном.

Технология QIC

Рисунок 4. Кассета QIC-80

Для систем резервного копирования ПК в $1990$-е гг. были популярны стандарты $QIC-40$ и $QIC-80$ с кассетами ёмкостью $40$ и $80$ Мб. Поддерживалось аппаратное сжатие данных. Для работы с накопителями использовался стандартный $5$-дюймовый отсек флоппи-дисков. Позже были разработаны сходные стандарты торговых марок QIC и Travan с носителями ёмкостью до $10$ Гб.

Технология DLT

Рисунок 5. Картридж SDLT

Технология DLT разработана фирмой Quantum в начале $1990$-х гг. на основе технологии CompacTape для компьютеров VAX фирмы Digital Equipment Corporation. Данная технология получила свое развитие в технологии Super DLT (SDLT).

Носители линейка стандартов CompacTape/DLT/SDLT имели ёмкость от $100$ Мб до $800$ Гб.

С $2007$ г. развитие стандарта SDLT прекращено, но выпуск оборудования и носителей ещё продолжается.

Современные стандарты

Для подключения современных стримеров используется интерфейс SAS, который обеспечивает высокую скорость передачи данных ($3$ или $6$ Гбит/с). В более ранних моделях IBM используется подключение через интерфейс FICON.

Рисунок 6. Картридж LTO

Сегодня рынок стримеров представлен линейкой стандартов LTO (Linear Tape-Open).

Помимо оборудования LTO компания IBM разрабатывает стримеры собственного стандарта IBM $3592$ и совместимые ленточные библиотеки, которые используются в серверах и мейнфреймах. Разработанные 3 поколения стримеров (IBM $3592$, $TS1120$ и $TS1130$) используют картриджи ёмкостью до $4$ Тб.

Стандарт IBM $3592$ ориентирован на произвольный доступ к данным, обеспечивает удовлетворение более жёстких требований по количеству перезаписей носителя, оптимизирована производительность в старт-стопном режиме записи (глубокое кеширование данных и многоскоростное движение ленты). Используется линейный метод записи.

В стандарте IBM $3592$ предусмотрена возможность переформатирования магнитных носителей старого поколения под формат современных устройств.

Ленточная библиотека

Рисунок 7. Большая ленточная библиотека StorageTek Powderhorn (высота 180 см)

Ленточной библиотекой называется накопитель на магнитной ленте, который поддерживает работу одновременно с несколькими лентами.

Роботизированные ленточные библиотеки содержат хранилища с тысячами магнитных лент, из которых робот извлекает требуемую ленту и устанавливает в устройство чтения-записи. Кассеты в такой библиотеке идентифицируются по штрих-коду, который считывается роботом. В данное время доступны ленточные библиотеки ёмкостью более 70 петабайт при использовании $70$ тысяч кассет.

Что-то давно мы не рассказывали о классических системах резервного копирования данных – ленточных библиотеках. Ведь что бы не говорили некоторые вендоры СХД (сосредоточенные исключительно на дисковых устройствах), ленточные библиотеки остаются важнейшим средством резервного копирования и долгосрочного архивирования. В 2012 году был проведен опрос среди севроамериканских ИТ-директоров на предмет их планов по использованию лент. Так вот, 87% подтвердили, что будут увеличивать их применение или, как минимум, оставят его на прежнем уровне. А кто же является ведущим производителем ленточных библиотек? По данным storagenewsletter.com лидирует компания НР, в 2012 г. продавшая 31% устройств, почти в два раза больше ближайшего конкурента. Несмотря на то, что НР поддерживает стандарты DDS и LTO, сегодня мы поговорим только о последнем, т.к. продажи LTO составляют 94% от всех типов приводов.

В 2013 г. модельный ряд достаточно сильно изменился относительно прошлого года. Во первых, в конце 2012г. вышло новое поколение приводов LTO-6, что позволило увеличить емкость одного картриджа более чем в два раза по сравнению с LTO-5 – до 6.25ТБ (с учетом сжатия), а скорость записи выросла почти в полтора раза – до 1.44ТБ/час. Все это позволило значительно увеличить плотность хранения, при этом стоимость на террабайт снизилась.

Начиная с пятой версии стандарта Ultrium стала доступной файловая система Linear Tape File System (LTFS) на ленточных носителях. Эта файловая система позволяет работать с картриджами LTO-5 и 6 на внешних ленточных приводах как с USB устройством (флэш-памятью), так и с внешним диском. LTFS использует первые дорожки ленты для индекса файловой системы.

Эксклюзивная функция ленточных накопителей HP Ultrium - система сравнения и корректировки скорости записи на ленту с входящим потоком данных – позволяет устройству динамично и непрерывно синхронизировать свою скорость со скоростью передачи данных от сервера. Эта функция позволяет повысить скорость чтения и записи данных на ленту и надежность как самого накопителя, так и ленточного картриджа. Надежность накопителя и картриджа также обеспечивается специальным механизмом автоматического позиционирования картриджа при его загрузке и механизмом автоматической чистки головок чтения/записи.

Еще один новый полезный функционал – это фирменная утилита HP – TapeAssure. Она позволяет повысить эффективность использования ленточных библиотек и картриджей, обеспечивая проактивный мониторинг состояния, производительности, степени использования и исправности накопителей, а также средств резервного копирования. Данное программное обеспечение доступно для бесплатного скачивания.

НР продает как отдельные приводы (их можно установить в специальные рэковые полки), так и ленточные библиотеки. Ленточные библиотеки предназначены для автоматизированного резервного копирования данных. Одновременное использование нескольких лентопротяжных механизмов увеличивает производительность библиотеки и сокращает время, необходимое для записи и чтения резервных копий. Бибилиотеки оснащены внешними интерфейсами SAS, SCSI или Fibre Channel, обеспечивающими возможность одновременного подключения к нескольким серверам и интеграцию в сеть хранения SAN.

Спектр продуктов для автоматизированного резервного копирования включает устройства начального уровня: автозагрузчик Autoloader 1/8 G2 и ленточные библиотеки MSL2024 и MSL4048, ленточные библиотеки среднего уровня MSL 6480 и ленточные библиотеки корпоративного уровня ESL-G3.

Автозагрузчик поддерживает только один лентопривод с интерфейсом SCSI, SAS или FC и имеет только 8 слотов для лент.
Библиотеки серии MSL (включающей модели: 2024, 4048, 8048, 8096) могут поддерживать уже несколько лентоприводов (с интерфейсом SCSI, SAS или FC) и имеют существенно большую емкость благодаря увеличенному количеству слотов.
Модели MSL8048 и MSL8096, так же, как и линейка EML, снимаются с производства, они заменяются новой моделью MSL 6480, которая была анонсирована летом 2013г. и поддерживает масштабирование в рамках одной стойки до 7 модулей. Каждый модуль поддерживает до 6 приводов половинной высоты, до 80 картриджей, объемом до 240 ТБ (сжатие 1:2,5). При установке 7 модулей 6480 в одну серверную стойку можно получить до 42 приводов на стойку с общим объемом картриджей до 3,5 ПБ и скоростью записи до 60 ТБ/час

HP StoreEver MSL Tape Libraries

Библиотеки MSL поддерживают возможность создания нескольких виртуальных библиотек (партиций) внутри одного физического устройства. Также для увеличения емкости и быстродействия можно объединять две библиотеки MSL в одну логическую библиотеку с помощью специального механизма, устанавливаемого в слот лентопривода.

Библиотеки класса Hi-End - ESL-G3 - имеют только корпусное исполнение в отдельных модулях (шкафах). Эти библиотеки могут масштабироваться горизонтально, т. е. с помощью специальных механизмов можно объединить в единую библиотеку до 16 модулей. Такая единая библиотека будет обладать общим ленточным пулом, доступным для любого ленточного привода, независимо от того, в каком из отдельных модулей библиотеки ESL-G3 он расположен.

Библиотека ESL-G3 может поддерживать до 12 лентоприводов и до 306 слотов в управляющем модуле. Модуль расширения поддерживает до 12 лентоприводов и до 444 слотов. В максимальной конфигурации библиотека ESL-G3 может поддерживать до 96 лентоприводов и более 11000 слотов. ESL-G3 поддерживают только интерфейс FC – 4 Гбит/с или 8 Гбит/с.

ESL-G3 обладает высокой доступностью за счет лентоприводов, избыточных вентиляторов и источников питания горячей замены. Кроме того, библиотеки ESL-G3 поддерживают возможность резервирования каналов доступа как к стримерам, так и к роботу библиотеки.

В июне 2013 года для моделей ESL-G3 были анонсированы модули расширения высокой емкости (High Density Expansion Modules), вмещающие до 780 картриджей. С использованием этих модулей расширения число поддерживаемых слотов возросло почти в 2 раза с 7100 до 11600, что эквивалентно 72 ПБ данных (с учетом сжатия). Такая плотность была достигнута благодаря изменению конструкции модулей – теперь слоты расположены на вращающемся барабане, вдоль которого скользит робот. Роботы в библиотеке ESL-G3 теперь работают в режиме Active/Active (в предыдущих моделях Active/Passive), что позволило увеличить производительность библиотеки.

Таким образом, обновленный модельный ряд ленточных библиотек НР отлично подходит для организаций любых размеров – от малого офиса до корпоративного датацентра.

HP StoreEver MSL Tape Libraries