Ленточное хранилище. Ленточный накопитель: обзор, виды, характеристики и принцип действия. Современные стримеры: выбираем ленточный накопитель

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.

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.

    • 30.06.2010

    Юрий Левин, NStor

    В 1997 году три крупнейших производителя накопителей на магнитной ленте - IBM, HP и Seagate заключили соглашение, результатом которого стало создание новой открытой технологии для стримеров Linear Tape Open, положенной в основание стримеров LTO . Создание такой технологии позволило, во-первых, обеспечить массовое производство совместимых носителей данных от разных производителей, во-вторых - расширить диапазон создаваемых накопителей и в-третьих - обеспечить защиту инвестиций партнеров и клиентов. На основе LTO-технологии созданы два формата - Ultrium и Accelis .

    1. Устройства Accelis , ориентированные на минимальное время доступа и максимальную скорость. Причем, для получения минимального времени доступа исходное положение ленты в картридже - не начало, а середина ленты. В настоящее время данная спецификация не используется.

    2. Устройства Ultrium , ориентированные на максимальную емкость. Конструкция картриджа и привода напоминает DLT-SDLT, но меньшие размеры по высоте в дальнейшем дало формату неоспоримое преимущество, что позволило потеснить формат DLT-SDLT-"DLT-S4" с рынка 1/2U автозагрузчиков.

    Особенности технологии LTO:

      Поддержка большого количества параллельных каналов на ленте

      Пленка полудюймовой ширины (как в видеомагнитофоне Digital Betacam) обеспечивает потрясающую надежность, износостойкость, усилие на разрыв и минимальный угол отклонения (биения).

      Высокая плотность записи информации на ленту

      Улучшенный алгоритм сжатия информации - распознает сжатые данные и отключает компрессию, алгоритм компрессии 2:1

      Динамическое перемещение данных из испорченных областей на ленте, при поломке сервомеханизма или одной из головок чтения-записи.

      LTO-CM (LTO Cartridge Memory) - чип для хранения информации о размещении данных на носителе. Использует бесконтактный радио-интерфейс для передачи данных. Высокая целостность данных при записи достигается благодаря двухуровневой коррекции ошибок. Алгоритм контроля и коррекции ошибок обеспечивает надежное восстановление информации даже при потере данных одной из восьми дорожек. Кроме того, существует возможность чтения во время записи - RWW (Read While Write), что позволяет выполнять верификацию данных в реальном масштабе времени. Динамическая перезапись сбойных блоков обеспечивает качественное копирование информации даже при выходе из строя одной или нескольких головок. Сдвоенная сервосистема гарантирует (за счет избыточности) нормальное функционирование накопителя даже в случаях выхода из строя одной из систем или повреждения части сервоинформации, записанной на магнитной ленте.

      На всех LTO Ultrium реализована технология Write Once Read Many (WORM)

      Поддержка большого количества паралельных каналов на ленте до 8 в первом поколении и до 64-х в четвертом

    Устройства LTO Ultrium сочетают в себе преимущества открытого формата LTO при доступной цене носителя, возможность широкой интеграции, как в одноюнитовые автолоудеры, используемые в небольших предприятиях, так и в ленточные библиотеки энтерпрайз уровня, используемые в датацентрах. Также, они легко встраиваются в серверные и другие конструктивы благодаря различным интерфейсам SCSI, SAS , FC и форм-факторам, например, в Blade-серверы компании HP. Совместимость практически со всеми операционными системами Microsoft® Windows, HP-UX, Tru64, Red Hat Linux, SUSE Linux, IBM-AIX, Sun Solaris придает формату ещё большую привлекательность и гибкость. При этом стандарт DLT-SDLT будет проигрывать по кол-ву слотов в устройствах, так как картриджи ЛТО чуть ниже по размеру SDLT(DLT-S4)и для их размещения в ленточных библиотеках требуется меньше места. Все ленточные приводы LTO-Ultrium поддерживают технологию WORM , однократной записи и множественного чтения.

    В настоящее время основные производители LTO-Ultrium - это Hewlett-Packard, IBM, Quantum, Tandberg. На сегодняшний день, выпущено 4 поколения устройств формата LTO:

    LTO-1 (Generation-1), (100/200Гб)

    Ленточные приводы первого поколения LTO-1, Ultrium 215 кэш 16 Mb (7,5/15 МБ/сек, 100/200 ГБ), появились в конце 2000 года, имелась возможность записи на кассеты 50/100 Гб, в дальнейшем эти кассеты не использовались. Второе поколение стримеров LTO-1 Ultrium 230 кэш 16 Mb (15/30 МБ/сек, 100/200 ГБ) вышло примерно через год, от предыдущего, оно отличалось в два раза большей скоростью и полноразмерной высотой, оба поколения были оснащены только интерфейсом SCSI LVD/SE. В настоящий момент выпускается LTO-1 Ultrium 232 кэш 64Мб (16/32 МБ/сек, 100/200 ГБ), он имеет помимо SCSI, интерфейс FC у IBM.

    LTO-2 (Generation-2), (200/400Гб)

    Стримеры первого поколения LTO-2 Ultrium 460 полной высоты (30/60 МБ/сек, 200/400 ГБ), оснащены интерфейсом Wide Ultra 160 SCSI LVD/SE, FC Второе поколение стримеров LTO-2 Ultrium 448 кэш 64Мб (24/48 МБ/сек, 200/400 ГБ), оснащены интерфейсом Wide Ultra 160 SCSI LVD/SE, а так же 3Gb/s SAS, 80-контактный SCA (SCSI и питание)

    LTO-3 (Generation-3), (400/800Гб)

    Стримеры первого поколения LTO-3 Ultrium 960 кэш 128Мб полной высоты (160/320 МБ/сек, 400/800 ГБ), оснащены интерфейсом SCSI LVD/SE, FC, а так же у фирмы Quantum существует вариант LTO-3A Drive Gigabit Ethernet (NAS). Второе поколение ленточных приводов LTO-3 Ultrium 920 кэш 64Мб (160/320 МБ/сек, 400/800 ГБ), оснащены интерфейсом Wide Ultra 320 SCSI LVD/SE, а так же 3Gb/s SAS , FC, 80-контактный SCA (SCSI и питание)

    LTO-4 (Generation-4), (800/1600Гб)

    Стримеры первого поколения LTO-4 Ultrium 1840 кэш 128Мб полной высоты (160/320 МБ/сек, 800/1600 ГБ), оснащены как интерфейсом Ultra320 SCSI LVD/SE, FC, так и интерфейсом 3Gb/s SAS.

    Второе поколение ленточных приводов LTO-4 половинной высоты (160320 МБ/сек, 800/1600 ГБ пока оснащено только интерфейсом 3Gb/s SAS . В ленточные приводы LTO-4 уже встроено аппаратно 256 битное кодирование. Шифрование данных на базе аппаратных средств с использованием 256-битной системы AES обеспечивает простую и эффективную защиту конфиденциальных данных и предотвращает несанкционированный доступ к ленточным картриджам. Функция Data Rate Matching (коррекция скорости передачи данных, DRM). Позволяет ленточному накопителю регулировать скорость привода, от 40 до 120 МБ/с (исходная), что позволяет обеспечить стриминг приводов, увеличить производительность, а также сократить число запусков/остановок, в результате чего повышается надежность приводов и носителей

    LTO-5 (Generation-5), (1600/3200 ГБ)

    Носитель — картридж Ultrium 105x102x22 мм, старшие модели могут читать и писать картриджи младших форматов.

    Совместимость

    Накопители и носители информации LTO различных производителей совместимы между собой, с учётом поколения.

    Стандарт LTO регламентирует поддержку в накопителях чтения на 2 поколения назад и записи на 1 поколение назад (то есть, например, накопитель LTO-5 должен иметь возможность читать картриджи LTO-5, LTO-4 и LTO-3 и писать картриджи LTO-5 и LTO-4).

    Поколение
    Параметр LTO-1 LTO-2 LTO-3 LTO-4 LTO-5 LTO-6 LTO-7 LTO-8
    Год появления 2000 2003 2005 2007 2010 План План План
    Физическая ёмкость 100 GB 200 GB 400 GB 800 GB 1.5 TB 3.2 TB 6.4 TB 12.8 TB
    Максимальная скорость (Mбайт/с) 15 40 FH: 80

    HH: 60

    		FH: 120

    HH: 80

    		180 270 315 472
    Поддержка WORM Нет Нет Да Да Да Да Да Да
    Поддержка шифрования Нет Нет Нет Да Да Да Да Да
    Поддержка разбиения на разделы (partitioning) Нет Нет Нет Нет Да Да Да Да
    Толщина ленты 8.9 мкм 8.9 мкм 8 мкм 6.6 мкм 6.4 мкм
    Длина ленты 609 м 609 м 680 м 820 м 846 м
    Дорожки 384 512 704 896 1280
    Головки 8 8 16 16 16
    Проходы на полосу 12 16 11 14 20 (?)
    Линейная плотность (бит/мм) 4880 7398 9638 13300 15143
    Кодирование RLL 1,7 PRML PRML PRML NPML

    Модельный ряд ленточных приводов LTO Ultrium

    Модель

    Емкость

    Скорость

    Средняя стоимость накопителя

    MTBF hours

    Duty cycle

    Среднее время доступа

    Буфер

    Используемые картриджи

    Ultrium 232 (LTO-1) 100/200 16/32 1500 250000 100% 142s 64 LTO Ultium 1
    Ultrium 230 (LTO-1) 100/200 15/30 1500 250000 100% 71s 16 LTO Ultium 1
    Ultrium 448 (LTO-2) 200/400 24/48 1800 250000 100% 64 64 LTO Ultium 1, LTO Ultium 2
    Ultrium 460 (LTO-2) 200/400 30/60 2100 250000 100% 46 128 LTO Ultium 1, LTO Ultium 2
    Ultrium 960 (LTO-3) 400/800 80/160 2900 250000 100% 53 128
    Ultrium 920 (LTO-3) HH 400/800 60/120 2800 250000 100% 53 64 LTO Ultium 3, LTO Ultium 2, Read LTO Ultrium 1
    Ultrium (LTO-4) HH 800/1600 120/240 4500 250000 100% 53 128
    Ultrium 1840 (LTO-4) 800/1600 120/240 4700 250000 100% 53 128 LTO Ultium 3, Read LTO Ultium 2, LTO Ultrium 1

    LTO Roadmap


    Дальнейшее развитие формата кажется довольно перспективным, удачные инженерные решение в сочетании с поддержкой таких производителей оборудования как Hewlett-Packard, IBM, Quantum, Tandberg , а так же производителей носителей MAXELL, Fuji, Sony. Все эти факторы позволяют LTO-Ultrium лидером в своем классе, и отвоевывать новые позиции у других форматов. Практически не осталось форматов могущих посоревноваться с LTO-Ultrium, сочетанием таких факторов, как потрясающая скорость чтения-записи, поиска и надежности носителя и оборудования, а так же стоимости 1 Гб информации хранимых на лентах этого формата.

    ОБЗОР 2017 ГОДА ТЕХНОЛОГИЙ ЗАПИСЕЙ НА ЛЕНТУ: LTO, IBM 3592, ORACLE STORAGETEK T10000

    Получайте новости с allbackup на почту

    - А давай займёмся тем, что делать нельзя!
    - Лет-то тебе сколько?
    - Семнадцать!
    - Пиши: «Деление на ноль»

    С белой завистью читаю какие у людей вкусные станки токарные да CO₂ лазеры. У меня тоже в голове тараканы с кошку, породы только другой… А, где наша не пропадала! Гнилые помидоры на изготовку, представляю то, чего на муске ещё не бывало! (И вряд ли кому понадобится)

    Ленточный привод, стандарт LTO-4, SAS подключение, для дома-для семьи.

    Что ЭТО?

    Если у вас под 100 гигабайт фоток, то вы бекапите их на внешний жёсткий диск и в облако. Если несколько терабайт - то на диски, потом строите NAS. Если вам не повезло иметь хобби, создающее дома десятки терабайт информации, вы
    • либо плюёте на бекап и испытаете нравственные страдания - вот сгорит БП...
    • либо строите второй NAS, и заставляете страдать кошелёк, см цены дисков
    • либо ищете дешёвый, хоть и сумасшедший способ. У меня таким стал ленточный накопитель.

    Доставка

    Была год назад, но помню как наяву. Француз отправил курьерской почтой, EMS приняла в тёплые жвала на границе, изменила трек номер на свой собственный и утащила на другой конец Москвы. Я нашёл только чудом, тк написал в своём блоге о проблеме и добрый человек, знающий почтовый потрох, рассказал как вычислить трек EMS. По этому треку и нашёл. В общем, довезли за неделю и ещё две я с собаками разыскивал. А опыта потому что нет:(Но разыскал.

    Упаковка

    Привод француз замотал надёжно, в несколько слоёв пупырки и положил в коробку. У EMS практически не было шансов.

    Устройство

    Сам привод стоит как приличный смартфон, если брать бу в Европе. В США номинал ниже, доставка много дороже. Вот скриншот моего заказа , продаёт всякую серверную мелочовку.

    Понятно, товар штучный, надо искать и не стесняться торговаться. Ну и что, что новое стоит в десятки раз дороже. Есть опасность взять убитый затёртый до дыр привод, мне повезло. В принципе, родной софт производителя показывает степень износа. Можно попытаться стрясти эту инфу с продавца. Обычно не получается, даже если продавец честный:)

    Остаётся вопрос кассет

    Огромное счастье в том, что LTO - жёстко соблюдаемый стандарт. И кассеты любого производителя подойдут к любому устройству того же поколения или на единицу более молодого. А прочитать (но не записать) их сможет и привод на два поколения моложе. То есть кассеты LTO-4 прочитает и запишет привод LTO-4 и LTO-5, а только прочитает LTO-6

    Кассеты LTO-4 вмещают 1.6 маркетинговых терабайт, которые соответствуют 800 GiB ( по 10 млрд. байт в каждом)

    Новые кассеты стоят каких-то нездоровых денег. Но именно 4 поколение сейчас выводится из промышленной эксплуатации и пару раз записанные кассеты списываются и продаются на авито по 300-400 руб. за штуку. Я, правда, брал несколько десятков и выторговал по 200 руб/шт. На e-bay кассеты стоят много дороже.

    Сам привод выполнен в стандартном форм-факторе 5.25" выглядит как крупный DVD привод. Я купил встраиваемый (internal) и впихнул eго в попавшийся под руку корпус. Попадаются в родном корпусе, external, но дороже и придётся раскошелиться на кабель.





    Можно впихнуть и в корпус самого NAS, что даже проще. Но ящик получился слишком тяжёлый, а живёт у меня на шкафу. Кроме того, лентопротяг нужен лишь изредка - что его всё время включённым держать.

    Типа подключения доступно три.
    SCSI - самый дешёвый вариант, наплачетесь при поиске карт в современные компьютеры.
    SAS - рекомендуемый, SAS карты, конечно, в десктопы не ставят. Но SAS карты умеют управлять SATA дисками и довольно популярны в узких кругах NAS-остроителей
    FC - тяжёлый корпоратив. Контроллеры в принципе доступны. Но страшно.

    Программное обеспечение

    Для управления лентой под Windows есть несколько приложений пользовательского класса, но одно другого хуже. Да и вряд ли вы будете это делать под Windows. Есть и приложения промышленного класса за промышленные деньги.

    Под *nix, во-первых, работают стандартные коробочные утилиты - tar прежде всего. Но это жёсткая командная строка. Учитывая очень невысокую скорость записи - удовольствие ниже среднего. Есть развёрнутые системы, Bacula к примеру. Но пока настроишь, порвёшь не один бубен, а результат кратно избыточен для дома. Я ограничился tar

    Впечатление

    Устройство работает, поставленную задачу решает. Развлечение получилось на полную катушку и даже не закончилось. Сейчас из коры и палок собираю внешний вариант, показанный на фото. Пришлось закупать USB-Ethernent переходник, ., но это я здесь не умещу.

    Порекомендовать нормальному юзверю такое решение я НЕ решусь. Если тараканы в голове меньше ладони - не беритесь. В этом случае стоит подождать снижения цен на LTO-5. Эти приводы умеют трактовать ленту как устройство прямого доступа, вроде медленного жёсткого диска, понимают оглавление. С ними работать намного проще. Да и скорость выше и объём удвоился.

    Планирую купить +59 Добавить в избранное Обзор понравился +168 +307

    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.