Накопители на магнитной ленте и электронный архив

Накопители на магнитной ленте и электронный архив

"Золотым веком" для магнитной ленты стала эпоха становления информационных технологий. Все необходимые для работы организации данные размещались тогда на жестких дисках, и только ленточные стримеры обеспечивали достаточную емкость для хранения архивной информации и резервных копий.

С тех пор даже в технической литературе часто путают резервное копирование и архивирование. Однако до последнего времени это смешение понятий практически не отражалось на архитектуре систем хранения данных. Сегодня же, когда гигантские объемы используемой информации сами по себе требуют построения иерархических систем хранения (HSM) с использованием самых различных носителей, каждый из терминов характеризует вполне определенный круг задач по переносу данных с одного накопителя на другой. Именно это и определяет оптимальный набор аппаратных средств в каждом конкретном случае. Итак:

Резервное копирование предназначено для создания копий данных, необходимых для оперативного восстановления работоспособности системы в случае аварии или других непредвиденных обстоятельств. При восстановлении теряются все изменения, которые были внесены с момента последнего резервирования. Главное требование к средствам резервного копирования - это высокая скорость потоковой передачи данных. Резервированию, как правило, подвергаются все данные, хранящиеся на жестких дисках, включая системную и служебную информацию.

Архивирование представляет собой перенос на другой накопитель данных, предназначенных для долговременного хранения, в целях увеличения надежности и снижения стоимости владения информацией. В современном архиве находится рабочая версия данных, доступная для ежедневной работы клиентов сети. Архивированию обычно подвергаются файлы с пользовательской информацией. Для архивных данных в зависимости от их ценности могут создаваться одна или несколько резервных копий на различных типах носителей. Учитывая большие объемы архивируемой информации и возможность одновременного обслуживания многих клиентов сети, на первый план выходит требование низкой стоимости хранения больших объемов данных и возможность произвольного доступа к файлам.

Наиболее эффективным решением для хранения электронного архива являются носители, основанные на современных CD/DVD технологиях, обеспечивающих произвольный доступ к данным и огромный объем хранимой информации (см.обзор "Перспективная Схема Корпоративного Электронного Архива"). Некоторые специальные задачи требуют применения более дорогих решений на основе MO/WORM?технологий.

Библиотеки и автозагрузчики современных магнитных лент с высокой плотностью записи и лучшей скоростью передачи информации при относительно небольшой стоимости являются лучшим выбором для применения в системах резервирования корпоративных данных, являясь альтернативой DVD при архивации сверхбольших файлов при локальном (или неинтенсивном сетевом) доступе.

Резервирование и архивирование - две чаши одних весов

Главное преимущество ленты - высокая потоковая скорость передачи данных - реализуется только при резервировании с сохранением информации в один файл. Пофайловое резервирование неизбежно приводит к потере производительности из-за необходимости открывать и закрывать каждый файл.

Резервное копирование осуществляется в соответствии с правилами, которые устанавливает администратор. Типовые схемы резервного копирования предполагают, что общая емкость носителя для хранения набора резервных копий кратна общему объему резервируемых данных.

Поэтому периодическое архивирование данных с первичных носителей на более дешевые накопители CD/DVD позволяет существенно снизить требования к емкости, а значит - к производительности ленточных систем резервного копирования.

Информация, хранимая на вторичных CD/DVD или МО накопителях, не требует собственно резервирования на случай системного сбоя, поскольку их статичные носители стабильны. Однако, чтобы снизить риск утраты данных в случае форс-мажорных обстоятельств, здесь тоже может быть применено резервное копирование. И, как это принято в практике защиты информации, такое копирование осуществляется на отличный от основной копии тип носителя. В этом случае также может быть использована магнитная лента. Вторая копия обычно хранится в режиме off-line на удалении от основного хранилища. В таких условиях низкая цена ленточных носителей (в расчете на единицу хранимой информации) может сделать этот тип памяти достаточно привлекательным выбором. В тоже время, во многих случаях библиотеки DVD-RAM сами могут оказаться эффективным решением для планового резервирования ответственных пользовательских и системных данных. В отличие от лент, DVD-носители полностью стандартизованы, и их применение в современной технике далеко выходит за рамки систем корпоративного хранения данных. Взрывной рост тиражей производства носителей для широких аудио-видео и пользовательского компьютерного рынков уже приводит к постоянному снижению цены перезаписываемых дисков DVD-RAM. И, следовательно, повышению эффективности применения новых решений для ранее "традиционных" ленточных задач.

С прогрессом новых DVD-технологий магнитные ленты из многих областей корпоративного хранения постепенно вытесняются вторичными дисковыми накопителями. Недостатки ленточных технологий - последовательный тип доступа к данным с длительным (до десятков секунд) временем реакции по каждому отдельному запросу, физический износ лент и головок, возрастающий при доступе к множеству мелких файлов из-за необходимости интенсивной перемотки, - ограничивают возможность применения лент в качестве многопользовательского сетевого ресурса интенсивного доступа.

В то же время технологии ленточных накопителей интенсивно развиваются.

Новые возможности старой ленты

Компания StorageTek разработала для своих ленточных библиотек дополнительное программно-аппаратное оснащение Virtual Storage Manager (VSM). VSM представляет собой систему со встроенным процессором и большим кэшем на жестких дисках. Объем кэша памяти может достигать 930 ГБ. Это позволяет уменьшить число непосредственных обращений к магнитной ленте и повысить эффективность системы. Однако стоимость такой системы достаточно велика и в зависимости от конфигурации может достигать $400 000.

Компания ADIC, в свою очередь, предложила технологию Infinite File Life. Система отслеживает и анализирует ошибки, возникающие при записи на магнитную ленту. Как только их интенсивность превышает допустимый уровень, система начинает автоматически копировать данные на свежие ленты, а старые ленты из библиотеки удаляются. Естественно, это ведет к снижению производительности, эффективной емкости системы и, как следствие, увеличению стоимости хранения. Однако такая система более устойчива к сбоям, связанным с физическим износом ленты.

Естественно, что использование дополнительных подсистем для увеличения надежности ленточного хранения данных ведет к увеличению стоимость систем, и их использование оправдано только для больших и ответственных приложениях. Насколько велика реальная сфера применения таких приложений?

Рисунок показывает, какое количество ленточных накопителей наиболее продаваемого DLT-формата используется в различных областях корпоративного хранения.

Как видим, небольшая доля ленточных накопителей используется в системах архивации данных. И это действительно целесообразно там, где отсутствует интенсивный доступ к данным, или необходимо хранить файлы очень больших размеров (например, видео), которые не вмещаются на один DVD или MO диск.

До появления новых технологий DVD ленточные накопители не имели альтернативы в области хранилищ для сверхбольших массивов информации (порядка десятков терабайт и выше), так как магнитооптические системы по своим стоимостным показателям были чересчур дороги и громоздки. Но сегодня еще есть объемы хранения, поддерживаемые ленточными библиотеками, и пока недостижимые для роботизированных DVD библиотек. Крупнейшие ленточные библиотеки, которые предлагаются сегодня на рынке, Scalar 1000 LTO (компания ADIC) и TimberWolf 9740 (компания StorageTek) достигают емкостей 188ТБ и 74.5ТБ соответственно. Многие системы обладают наращиваемой модульной структурой. Компания StorageTek, демонстрируя свои технические достижения, заявляет, что, комбинируя ее ленточные библиотеки, можно построить архив емкостью более 1 миллиарда терабайт. Хотя пока трудно себе представить соответствующую задачу, любопытно было бы оценить стоимость такого контекста и затраты на его поддержку.

Технология DVD вытесняет ленты и из этой ниши. Компания ASACA предлагает модульные системы с емкостью до 109 ТБ. Кроме того, если требования по скорости резервирования и восстановления не критичны, технология DVD-RAM может быть неплохой альтернативой магнитным лентам. Особенно в организациях, где создан большой архив с использованием CD/DVD библиотек, такой подход поможет исключить дополнительные инвестиции, получить более эффективную отдачу от вложенных средств.

С развитием DVD технологий ленточные накопители остаются эффективными для задач, где доминирует потоковая передача данных - резервирование и восстановление после сбоев, хранение петабайтных архивов и хранилища файлов гигабайтных размеров. Кроме того, сверхбольшие объемы хранения пока не достижимы для других технологий и здесь применение ленточных накопителей предопределено. Вероятно, такое распределение функций сохранится и в ближайшей перспективе, несмотря на очевидный прогресс DVD-технологий.

Читать еще по этой теме:

Причины потерь информации