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          磁帶庫(kù)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

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          作者: 時(shí)間:2006-12-15 來(lái)源: 收藏
           前言

            一種技術(shù)的生命周期能否長(zhǎng)久的一個(gè)重要因素在于它適不適合應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展,以及為應(yīng)用所帶來(lái)的價(jià)值大小。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)的高速增長(zhǎng)帶來(lái)了存儲(chǔ)領(lǐng)域的崛起,數(shù)據(jù)的重要性又促使存儲(chǔ)應(yīng)用不斷拓展,而這些都為磁盤(pán)和磁帶技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的大好機(jī)遇,并使兩者之間的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇。競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致發(fā)展,落后就會(huì)被淘汰,這是任何事物發(fā)展的必然。從IBM發(fā)明的世界上第一臺(tái)磁帶驅(qū)動(dòng)器IBM 726開(kāi)始算起,磁帶技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)超過(guò)了50年的歷史??梢哉f(shuō)是圓滿(mǎn)完成了一種技術(shù)發(fā)展所擔(dān)任的歷史使命,越來(lái)越多的新技術(shù)、新產(chǎn)品開(kāi)始不斷沖擊著磁帶技術(shù),但是很“遺憾”的是到今天為止它也沒(méi)有被取代,依然散發(fā)著活力,勇于接受著來(lái)自各種新崛起的技術(shù)的挑戰(zhàn),雖然競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程中起起伏伏,然而終以其獨(dú)有的魅力向人們證實(shí)著它的不可替代性。

            在這里,我們以公正客觀的眼光對(duì)磁帶庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)作一次探討。

            敢問(wèn)路在何方

            磁帶庫(kù)是一種機(jī)柜式的、將多臺(tái)磁帶機(jī)整合到一個(gè)封閉系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份設(shè)備,是離線存儲(chǔ)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。它主要由磁帶驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械臂和磁帶構(gòu)成,可實(shí)現(xiàn)磁帶自動(dòng)卸載和加載,可以在存儲(chǔ)管理

          軟件的控制下實(shí)現(xiàn)智能備份與恢復(fù)和監(jiān)控統(tǒng)計(jì)等功能,能夠滿(mǎn)足高速度、高效率、高存儲(chǔ)容量的要求,并具有強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展能力。

            磁帶庫(kù)的技術(shù)指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量、驅(qū)動(dòng)器數(shù)量、單盤(pán)磁帶容量、驅(qū)動(dòng)器存取速度、連接方式和支持的管理軟件等。通常,磁帶庫(kù)按照容量大小分成三個(gè)級(jí)別:入門(mén)級(jí)、部門(mén)級(jí)和企業(yè)級(jí),也就是我們平常說(shuō)的低端、中端和高端。其中,入門(mén)級(jí)磁帶庫(kù)可以提供幾百GB至幾個(gè)TB容量,部門(mén)級(jí)磁帶庫(kù)的容量在幾個(gè)TB至幾十 TB,而企業(yè)級(jí)磁帶庫(kù)的容量在幾十TB至幾百TB甚至更高的PB級(jí)。

            不過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間,磁帶庫(kù)給人的感覺(jué)就是多個(gè)磁帶驅(qū)動(dòng)器的物理集合,許多工作都需要人工的干預(yù)并操作管理比較復(fù)雜,這些因素也極大的限制了它的發(fā)展。怎樣才能滿(mǎn)足日新月異的應(yīng)用系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展,磁帶庫(kù)如何能夠在這種激烈的競(jìng)爭(zhēng)中保持自己的實(shí)力并繼續(xù)帶動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展,如何更加滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的要求,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)等方面問(wèn)題擺到了各個(gè)磁帶庫(kù)廠商的面前。

            從去年9月份開(kāi)始,主要的磁帶庫(kù)廠商都推出了最新一代的磁帶庫(kù)產(chǎn)品,如IBM 3592、昆騰MAKO、ADIC Scalar i2000、StorageTek Stream Line 8500、Spectra Logic T950,以及HP發(fā)布的下一代磁帶庫(kù)體系架構(gòu)——HP StorageWorks擴(kuò)展磁帶庫(kù)架構(gòu)。上述新品并不是簡(jiǎn)單地對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的升級(jí),而是采用了全新的架構(gòu)或突破性的技術(shù)。比如IBM 3592容量更大,且磁帶介質(zhì)可根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行初始化,可同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)容量和訪問(wèn)速度的雙重要求。HP公布的StorageWorks下一代磁帶庫(kù)體系架構(gòu),該架構(gòu)進(jìn)一步滿(mǎn)足了特定企業(yè)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)對(duì)可靠性、互操作性及更先進(jìn)功能的需求。

            從磁帶庫(kù)產(chǎn)品的發(fā)展來(lái)看,除了容量更大、訪問(wèn)速度更快以外,磁帶庫(kù)的混裝驅(qū)動(dòng)器功能、iSCSI連接、虛擬分區(qū)、數(shù)據(jù)特殊保護(hù)、智能管理、多機(jī)械臂技術(shù)等方面將更適合網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境中的應(yīng)用,成為未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

            從用戶(hù)實(shí)際的應(yīng)用角度來(lái)看,根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行要求,選擇什么樣的磁帶驅(qū)動(dòng)器,什么樣的連接技術(shù)(光纖、SCSI、iSCSI等),混合環(huán)境的應(yīng)用方式(虛擬磁帶庫(kù)分區(qū)功能)以及一些數(shù)據(jù)的特殊保護(hù)方式(WORM功能)等方面都會(huì)成為每個(gè)用戶(hù)特有的需求。

            混裝磁帶驅(qū)動(dòng)器

            混裝磁帶驅(qū)動(dòng)器并不是全新的技術(shù),但在用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用中基本沒(méi)有真正使用過(guò),其實(shí)每一種磁帶驅(qū)動(dòng)器都有自己的特性和適合的應(yīng)用模式。用戶(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)也存在著多樣性,因此選擇多種磁帶驅(qū)動(dòng)器混合使用將能夠提高應(yīng)用系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。在磁帶驅(qū)動(dòng)器選擇方面,目前市場(chǎng)上主流的磁帶機(jī)產(chǎn)品,如LTO、 SDLT/DLT,再加上AIT/SAIT以及STK公司的T9840和T9940等產(chǎn)品,種類(lèi)繁多。磁帶驅(qū)動(dòng)器的讀、寫(xiě)性能是一對(duì)矛盾,不可兼得。如果某種需求主要考驗(yàn)磁帶機(jī)寫(xiě)的功能,而讀的性能成為次要因素,則選擇磁帶長(zhǎng)、單軸的LTO或SDLT就比較適合;如果用戶(hù)的數(shù)據(jù)需要?dú)w檔,則主要考驗(yàn)磁帶機(jī)讀的功能,要求磁帶的加載快、定位快、多軸的T9840/T9940或者AIT/SAIT就比較適合;

            iSCSI連接

            在連接方式上,人們利用很熟悉的光纖(Fabric)和SCSI技術(shù),將磁帶庫(kù)廣泛應(yīng)用于SAN、NAS等網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境之中。鑒于目前復(fù)雜和多樣的市場(chǎng)環(huán)境和存儲(chǔ)方案,兼容性已經(jīng)成為產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的主要課題。一些技術(shù)領(lǐng)先的磁帶庫(kù)廠商一直致力于高性能接口技術(shù)的研發(fā),以使其產(chǎn)品可以在NAS、SAN 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供多種接口的選擇,同時(shí)還要保證用戶(hù)在不需要第
          三方設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)多種接口的快速支持。

            隨著技術(shù)發(fā)展,目前磁帶庫(kù)廠商在接口技術(shù)方面都不約而同的提出支持iSCSI技術(shù)連接方式,以適應(yīng)今后IP SAN的發(fā)展。不難看出,這也是磁帶庫(kù)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)之一。分析機(jī)構(gòu)曾對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究,并預(yù)測(cè)光纖通道在2007年將被基于其主要競(jìng)爭(zhēng)技術(shù) iSCSI的IP SAN超過(guò)。對(duì)于具有如此美好前途的新技術(shù),磁帶庫(kù)當(dāng)然不會(huì)拒絕。2003年Spectra Logic新推出的T950產(chǎn)品可以提供基于光纖、SCSI和iSCSI等不同技術(shù)的連接模塊,用戶(hù)可以根據(jù)情況混合使用。隨著iSCSI標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),其他磁帶設(shè)備制造商也在積極研發(fā)相關(guān)技術(shù),以使其產(chǎn)品能夠提供對(duì)iSCSI接口的支持。相信不久的將來(lái),會(huì)有越來(lái)越多的磁帶庫(kù)廠商都支持iSCSI。

            虛擬分區(qū)

            磁帶庫(kù)虛擬分區(qū)技術(shù)其實(shí)也并不是最新的技術(shù),但在實(shí)施和管理方面存在一定的難度。隨著用戶(hù)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,往往在應(yīng)用系統(tǒng)中DAS、NAS和SAN 并存,因此通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置在一臺(tái)磁帶庫(kù)中就實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境的支持也將會(huì)成為磁帶庫(kù)管理技術(shù)的一個(gè)重要的特點(diǎn)。劃分一定數(shù)量的驅(qū)動(dòng)器,一部分的磁帶數(shù)量以及通過(guò)那

          一種方式進(jìn)行連接等主要三方面將一臺(tái)磁帶庫(kù)可以虛擬成多臺(tái)磁帶庫(kù)供多個(gè)系統(tǒng)共同使用,當(dāng)然虛擬磁帶庫(kù)之間也可以通過(guò)軟件控制使他們變成邏輯上獨(dú)立的設(shè)備以保護(hù)彼此系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)安全性。

            數(shù)據(jù)特殊保護(hù)

            WORM(Write Once Read Many)技術(shù)即磁帶只能寫(xiě)入一次數(shù)據(jù)而不能重復(fù)寫(xiě)入,這種技術(shù)保證了特殊的重要數(shù)據(jù)的備份安全?,F(xiàn)在,不僅磁盤(pán)陣列廠商開(kāi)始將WORM技術(shù)作為新產(chǎn)品的賣(mài)點(diǎn),磁帶廠商也開(kāi)始將目光投向WORM。SONY公司在去年12月發(fā)布的SAIT磁帶機(jī)中,已經(jīng)開(kāi)始提供WORM功能,IBM發(fā)布3592磁帶機(jī)時(shí)也提供了WORM功能。 所有這些都使得磁帶庫(kù)在廣闊的固定內(nèi)容存儲(chǔ)領(lǐng)域占有了一席之地。未來(lái),WORM功能也許會(huì)成為磁帶庫(kù)設(shè)備的必備功能。

            智能管理

            磁帶庫(kù)的智能管理是充分發(fā)揮管理軟件的功能,加強(qiáng)磁帶庫(kù)的管理,以及連接性能,使得數(shù)據(jù)備份更安全更可靠。智能化是分層次的,并不是硬件設(shè)備的完全自動(dòng)化。其最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是:無(wú)論用戶(hù)過(guò)去或?qū)?lái)使用什么樣的主機(jī)平臺(tái)、存儲(chǔ)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)連接方式,都可以輕松地加入進(jìn)來(lái),并與用戶(hù)原有的環(huán)境融合。用戶(hù)對(duì)于設(shè)備的管理始終是透明的,硬件產(chǎn)品的差異性已經(jīng)不再重要。用戶(hù)現(xiàn)有的應(yīng)用軟件和將來(lái)新增的軟件都可以與硬件設(shè)備無(wú)縫連接,不需要額外的開(kāi)發(fā)。存放到智能磁帶庫(kù)上的數(shù)據(jù),其遷移復(fù)制的可靠性很高,數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)從舊的介質(zhì)上遷移到新的介質(zhì)上,或復(fù)制到多盤(pán)磁帶中,用戶(hù)可以隨時(shí)安全地取回所要的數(shù)據(jù)。智能存儲(chǔ)對(duì)于用戶(hù)意味著更低的總體擁有成本、更高的性能、更高的可靠性、更加簡(jiǎn)便的管理和無(wú)縫的互操作性。這一點(diǎn)在ADIC公司推出的全新架構(gòu)產(chǎn)品Scalar i2000上得到了很好的體現(xiàn)。

            i2000是圍繞ADIC 的 iPlatform? 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的,它將先進(jìn)的智能管理功能集成到磁帶庫(kù)之中,可在總體上加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,簡(jiǎn)化管理,減少對(duì)外部服務(wù)器和軟件的需求。iPlatform? 是圍繞一臺(tái)服務(wù)器級(jí)主控制器和一系列分布式控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的,所有這些設(shè)備均通過(guò)一個(gè)嵌入式通信區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接在一起。該體系結(jié)構(gòu)集成了以前產(chǎn)品中需要外部服務(wù)器和外部軟件的先進(jìn)功能。集成的功能包括磁帶庫(kù)分區(qū)、混合介質(zhì)操作、主動(dòng)式系統(tǒng)監(jiān)控和基于策略的用戶(hù)報(bào)警。

            多機(jī)械臂技術(shù)

            磁帶庫(kù)最重要的四個(gè)模塊就是磁帶驅(qū)動(dòng)器模塊、連接模塊、電源和風(fēng)扇模塊以及機(jī)械臂模塊。為避免單點(diǎn)故障的發(fā)生,每一個(gè)的重要模塊都需要具有冗余性,我們可以看到前三種模塊都已經(jīng)基本解決。但由于機(jī)械臂的特殊性,它的冗余問(wèn)題一直都沒(méi)有得到真正的解決,我們知道機(jī)械臂的速度是影響磁帶庫(kù)性能的主要因素之一,因此多機(jī)械臂并行工作不僅可以保證機(jī)械臂的冗余性,同時(shí)也會(huì)將磁帶庫(kù)性能提高到一個(gè)新的層次。這方面StorageTek公司新推出的Stream Line 8500是一個(gè)很好的證明。

            STK Stream Line 8500是一種全新架構(gòu)的新一代磁帶庫(kù)產(chǎn)品,與其他廠商相比,除了在智能管理、虛擬化存儲(chǔ)等方面的技術(shù)發(fā)展之外,將多機(jī)械臂技術(shù)作為主要的技術(shù)提供給用戶(hù)。它在一個(gè)庫(kù)體中最多可以支持到八個(gè)機(jī)械臂并行工作,同時(shí)可以通過(guò)彩色的觸摸屏就可以方便的對(duì)它進(jìn)行管理和操作。這在性能的系統(tǒng)的安全性等方面對(duì)其他磁帶庫(kù)來(lái)講是一個(gè)很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

            迎接磁盤(pán)系統(tǒng)備份的挑戰(zhàn)

            磁盤(pán)和磁帶是兩種不同的存儲(chǔ)設(shè)備,應(yīng)該說(shuō),它們不是對(duì)立的,它們各自有其鮮明的特點(diǎn),因此決定了它們應(yīng)該應(yīng)用在存儲(chǔ)系統(tǒng)的不同方面,它們是互補(bǔ)的。不過(guò),磁盤(pán)成本的不斷下降,特別是SATA技術(shù)的出現(xiàn),可以提供了大容量、低成本、相對(duì)較高性能的磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì),引起了人們的惶恐:如此發(fā)展下去,磁帶是否會(huì)被取代?其實(shí)早在20年前,面對(duì)磁盤(pán)等新存儲(chǔ)技術(shù)的迅速崛起和發(fā)展,有人就已經(jīng)開(kāi)始預(yù)言磁帶技術(shù)早晚要被更先進(jìn)的存儲(chǔ)介質(zhì)取代。不可否認(rèn),磁盤(pán)技術(shù)的發(fā)展速度令人矚目,但磁帶技術(shù)也是今非昔比,體積不斷縮小,性能不斷提高,而價(jià)格卻不斷降低,其誘人的高性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于磁盤(pán),因此時(shí)至今日磁帶技術(shù)依然具有旺盛的生命力,仍以其獨(dú)有的魅力屹立于存儲(chǔ)市場(chǎng)。

            磁盤(pán)是重要的存儲(chǔ)設(shè)備,它有許多優(yōu)點(diǎn),速度快、高可用是其中最主要的特點(diǎn)。但在數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)遷移應(yīng)用中,磁帶的優(yōu)勢(shì)非常明顯,它主要集中在兩方面,一是具有高可靠性,它是實(shí)現(xiàn)脫機(jī)備份的最有效的手段,而這種獨(dú)立的脫機(jī)備份杜絕了數(shù)據(jù)丟失的一切可能性;二是成本低,雖然磁盤(pán)存儲(chǔ)的成本一再降低,不斷對(duì)磁帶存儲(chǔ)構(gòu)成威脅,但令磁帶擁護(hù)者欣慰的是,至今一臺(tái)典型磁帶庫(kù)每GB的成本較之一套R(shí)AID系統(tǒng)還是要低得多,它們之間的比例大約是11美元比41 美元,而磁帶存儲(chǔ)的平均成本甚至每MB僅半美分。

            據(jù)IBM磁帶專(zhuān)家預(yù)測(cè),未來(lái),磁帶的基本介質(zhì)成本不會(huì)增加,而單位密度將達(dá)到與磁盤(pán)相當(dāng),到2006年,每GB的成本將有望降到5美

          分以下。同時(shí),磁帶的便捷性和可實(shí)現(xiàn)的“無(wú)限容量”使它在數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)安全和災(zāi)難恢復(fù)中所體現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值越來(lái)越高。

            磁盤(pán)系統(tǒng)備份始終屬于在線方式,依然受到電力因素、硬件設(shè)備故障等因素的影響,不能百分之百的數(shù)據(jù)安全。磁帶備份從起初設(shè)計(jì)出來(lái)的時(shí)候就注定是離線方式,備份出來(lái)的數(shù)據(jù)可以拿到任何地方,通過(guò)相對(duì)應(yīng)的設(shè)備即可讀出,及時(shí)當(dāng)磁帶庫(kù)出現(xiàn)了故障,也不會(huì)影響到數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤和丟失。據(jù)分析,在導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的基本因素中,單純以磁盤(pán)為基礎(chǔ)的備份方式只能避免其中約占41%的硬件、軟件和電源方面的問(wèn)題,而這種方式對(duì)于由人為失誤、病毒、黑客入侵以及自然災(zāi)害引起的約59%的數(shù)據(jù)丟失則無(wú)法完全避免。因此,用戶(hù)在搭建存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí),只有根據(jù)需求,選擇相應(yīng)的磁帶和磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備,才能最有效地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高可靠性。

            技術(shù)總是在不斷發(fā)展和進(jìn)步,磁帶技術(shù)之所以50年不衰,同樣源于它的不斷更新?lián)Q代,積極發(fā)展新技術(shù),從而使磁帶的性能,包括容量、速度、體積和價(jià)格已今非昔比,因此才具有如此長(zhǎng)久的生命力,也正像專(zhuān)家們所斷言的,至今還沒(méi)有任何一種技術(shù)和解決方案能完全取代磁帶的地位。

           

           





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