Стример streamer устройство для резервного копирования данных c винчестера на магнитную ленту
Несмотря на то, что облачные хранилища и другие новые технологии набирают обороты, все еще актуальным остается хранение на ленточных системах (стримерах, мультизагрузчиках и библиотеках).
Плёнка позволяет считывать и записывать информацию на линейных операциях со скоростями много быстрее чем у жестких дисков, но не выдерживают никакой конкуренции при случайном чтении и это не столь критично, поскольку магнитные носители нужны для архивов и резервных копий.
Еще один из плюсов: такие носители обычно хранятся без подключения к компьютеру, а значит недоступны для вирусов и злоумышленников.
Ленточные носители позволяют долго и безопасно хранить данные: например, на ленту можно записать архивные файлы или резервные копии, которые можно будет легко восстановить после кибератаки или случайного удаления. Если подсчитать, сколько стоит хранение одного гигабайта на разных носителях, ленточные будут самыми выгодными.
Один из ключевых факторов при выборе ленточных носителей — это объем хранения без сжатия и со сжатием (то есть в архивированном виде), а также скорость считывания.
Все перечисленные ниже модели поддерживают многократную запись. На таких лентах можно повторно сохранить данные, удалив имеющуюся информацию.
Комплекты ленточных носителей
Ленточные носители можно приобрести не только по одному, но и в комплекте из 20 штук. В нашем каталоге вы можете найти комплекты таких лент, как:
— HP Enterprise формата LTO-5 C7975AN объемом 1500 ГБ без сжатия и 3000 ГБ со сжатием , а также со скоростью считывания до 280 МБ/с;
— HP Enterprise формата LTO-6 C7976AN объемом 2500 ГБ без сжатия и 6250 ГБ со сжатием , а также со скоростью считывания до 400 МБ/с;
— HP Enterprise формата LTO-7 C7977AN объемом 6000 ГБ без сжатия и 15000 ГБ со сжатием , а также со скоростью считывания до 700 МБ/с;
— HP Enterprise формата LTO-8 Q2078AN объемом 12000 ГБ без сжатия и 30000 ГБ со сжатием , а также со скоростью считывания до 700 МБ/с.
Технология DDS
Формат хранения данных DDS (англ. Digital Data Storage ) был разработан в 1989 году компаниями Hewlett-Packard и Sony на базе формата DAT (Digital Audio Tape) разработанной компаниями Sony и Philips в середине 1980-х. По внешнему виду он напоминает уменьшенную в два раза аудиокассету, поскольку представляет собой четырёхмиллиметровую магнитную ленту, заключённую в защитный пластиковый корпус размера 73 мм × 54 мм × 10,5 мм. Как подсказывает само название, запись на магнитную ленту производится цифровым, а не аналоговым способом, при этом используется 16-битная импульсно-кодовая модуляция (PCM) без сжатия, как у CD, а частота дискретизации может быть как больше, чем у CD (44,1 кГц), так и меньше, а именно: 48, 44,1 или 32 кГц. Это означает, что запись производится без потери качества исходного сигнала, в отличие от более поздних форматов DCC (англ. Digital Compact Cassette ) и MD (англ. MiniDisc ). Накопители DDS используют технику записи, аналогичную применяемой в DAT-аудиомагнитофонах и основанную, как на перемещении носителя в горизонтальном направлении, так и головок чтения-записи — в вертикальном направлении.
Использование стримеров
Сегодня стримеры наиболее успешно используются для архивирования и в облачных хранилищах. Да, именно так: в облаках очень часто используются ленточные накопители. Рассмотрим эти и другие случаи применения стримеров:
- Архивирование — наиболее часто стримеры используются для долгосрочного архивирования данных. Данные, к которым предполагается частый доступ, лучше хранить на диске, а вот если нужно заархивировать данные, к которым некоторое время (например, до того момента, когда они понадобятся — при восстановлении из резервной копии) доступа не будет — это удел стримеров. Стримеры могут существенно разгрузить дисковую подсистему путем перемещения части данных на магнитную ленту.
- Большие данные — ленточные носители являются более экономичными хранилищами для неструктурированной информации. Даже у суперкомпьютера Cray имеются отсеки для магнитной ленты. Стримеры становятся выгодными при хранении огромных объемов — нескольких десятков петабайтов. Так, линейка HP StoreEver ESL G3 хранит до 75 Пб данных в единой системе. Модель Quantum Scalar i6000 также может хранить до 75 Пб данных.
- Центры данных облачных хранилищ — для экономии в таких центрах очень часто используются ленточные носители. Многие поставщики облачных сервисов, в том числе Google, используют ленточные хранилища. Исключения разве что составляет Amazon, которые заявили, что не используют стримеры. Стримеры также используют CERN, NASA, Argonne National Laboratory и даже телеканал Discovery.
- Суперкомпьютеры — ранее мы уже упоминали суперкомпьютер Cray, но это не единственный пример. Суперкомпьютер Blue Waters (NCSA) использует ленточную библиотеку Spectra 380B в качестве активного хранилища. Библиотека может хранить до 380 Пб данных и обеспечивает скорость чтения порядка 2.2 Пб/ч.
Ленточные накопители рано списывать со счетов. С успехом они могут использовать в корпоративном секторе и в облаках, что подтверждает практика. Конечно, обычным пользователям они не нужны свойственных ним недостаткам: низкой скорости случайного доступа и высокой стоимости самих устройств. Например, стример, изображенный на рис. 2, стоит более 3500 $. У обычных пользователей нет особой необходимости в подобных устройствах, поскольку им не нужно хранить петабайты данных.
Одна из инновационных услуг Xelent.Разрабатывая облачные решения для финансового сектора, мы учитываем высокие требования к безопасности корпоративных данных и соответствие предоставляемых инфраструктур требованиям ФЗ №152 от 27.07.2006 г.
СentOS сервер построен на базе Red Hat Enterprise Linux, отличающейся стабильностью и надежностью. Отличительной чертой этого серверного дистрибутива является высокая совместимость со всеми линукс-продуктами.
Облачные технологии внедряются в разные сфера бизнеса. Они позволяют сэкономить деньги на покупке софта, компьютеров, модернизации ИТ-инфраструктуры предприятия.
Fujifilm, HPE и Quantum анонсировали доступность кассет и стримеров новейшего стандарта LTO-9 для архивирования и резервного копирования данных. Картриджи на основе магнитной ленты девятого поколения теперь вмещают до 45 ТБ данных и поддерживают скорость до 1000 МБ/сек, существенно превосходя по этим параметрам современные жесткие диски.
Аудиокассета
В домашних персональных компьютерах 1970-х и начала 1980-х годов (вплоть до середины 1990-х) в качестве основного внешнего запоминающего устройства во многих случаях использовался обычный бытовой магнитофон или, изредка, специальные устройства на его основе с автоматическим управлением. Эта технология была недостаточно приспособлена для компьютерных нужд, зато была весьма дёшева и доступна для домашнего пользователя (так как сам аудиомагнитофон у многих из них уже имелся).
9-дорожечная лента
Широкое распространение ленточных накопителей было связано с большими ЭВМ и, в частности, мейнфреймами IBM. Начиная с представленного в 1964 году семейства IBM System/360, в фирме IBM был принят стандарт 9-дорожечной ленты с линейной записью, который впоследствии распространился также в системах других производителей и широко использовался до 1980-х годов. В СССР этот стандарт магнитных лент абсолютно доминировал, благодаря использованию ленточных накопителей семейства ЕС ЭВМ, в том числе и в составе компьютеров других архитектур.
Ленточные хранилища — каковы они сейчас
Существует множество современных носителей данных — оптические диски разных типов, флешки, жесткие диски, SSD. Со всеми этими носителями пользователи сталкиваются каждый день и представляют, как они выглядят. Но когда речь заходит о ленточных носителях, все представляют тот самый магнитофон «Беларусь», подключенный к ZX Spectrum.
Рис. 1. Прошлое
Как выглядят современные стримеры, знают немногие. На рис. 2 показано, как выглядит современный ленточный накопитель HP Ultrium 1760.
Рис. 2. Настоящее. HP Ultrium 1760
Устройство выглядит более современно, чем магнитофон «Беларусь» и обладает лучшими характеристиками. Принцип его работы остался прежним: данные хранятся на магнитной ленте с тем лишь отличием, что на современную кассету стримера можно записать гораздо больше данных, да и скорость работы самих устройств заметно выросла.
Ленточные носители как мера защиты от программ-вымогателей
Как отмечают в Fujifilm, общемировой объем постоянно генерируемых данных за последние несколько лет вырос экспоненциально за счет внедрения новых технологий: 5G, интернет вещей, искусственный интеллект.
По данным компании, 80% этих данных являются «холодными», то есть доступ к ним осуществляется редко, поэтому их спокойно можно хранить на ленточном носителе, совокупная стоимость владения которым значительно ниже по сравнению с другими устройствами. К традиционным преимуществам таких носителей относятся большая емкость и высокая надежность, к недостаткам – низкая скорость произвольного доступа.
Ленточные носители сегодня используются, в частности, для создания так называемых хранилищ с воздушным зазором (air gap), то есть физически изолированных от Сети. Такой подход помогает защитить данные от действий программ-вымогателей, которые проникают в компьютерную инфраструктуру организации, ограничивают доступ пользователя к ней и требуют выкуп за его восстановление.
Содержание
Перспективы
В настоящее время компаниями IBM Research и FujiFilm представлена технология, позволяющая записывать до 35 терабайт данных на ленточном картридже, сопоставимом по размерам с LTO. Открытым, однако, пока остаётся вопрос об обеспечении достаточной пропускной способности интерфейса подключения устройства и блоков самого устройства: современным устройствам LTO-5, ориентированным на подключение по интерфейсу 6 Гбит/с SAS с фактической пропускной способностью 140 Мбайт/с, потребовалось бы около 3 суток для записи 35 терабайт данных [4] . Однако позиции ленточных библиотек в настоящее время значительно ослабляются очень быстрым прогрессом в ёмкости и стоимости конкурирующих с ними дисковых накопителей [источник не указан 259 дней] .
Ленточные носители
Наименьший объем ленточных носителей в каталоге — 800 ГБ без сжатия и 1600 ГБ со сжатием . В таком объеме представлена лента HP Enterprise формата LTO-4 C7974A , которая обеспечивает скорость считывания до 240 МБ/с.
В объеме 1500 ГБ без сжатия и 3000 ГБ со сжатием представлено еще четыре модели:
Все перечисленные выше ленты обеспечивают скорость считывания до 280 МБ/с.
Другой распространенный объем ленточных носителей — 2500 ГБ без сжатия и 6250 ГБ со сжатием . Перечисленные ниже пять моделей такого объема поддерживают скорость считывания до 400 МБ/с:
Перейдем к лентам объема 6000 ГБ без сжатия и 15000 ГБ со сжатием — это модели IBM формата LTO-7 38L7302L и HP Enterprise формата LTO-7 C7977A . Оба носителя поддерживают скорость считывания до 700 МБ/с.
В том же объеме, но с большей скоростью считывания до 750 МБ/с представлены еще две модели: Fujifilm формата LTO-7 18545 и Fujifilm формата LTO-7 16456574 .
Наибольший объем для ленточных носителей — 12000 ГБ без сжатия и 30000 ГБ со сжатием . Если вам необходима лента с таким объемом памяти, вы можете выбрать HP Enterprise формата LTO-8 Q2078A со скоростью считывания до 700 МБ/с или Fujifilm формата LTO-8 18585 со скоростью считывания до 750 МБ/с.
Магнитная лента — это довольно старая технология хранения данных, которая не перестает обновляться и развиваться
И это еще не все опции для хранения: также вы можете выбрать USB-накопитель или карту памяти .
Стример или стриммер (от английского streamer) — это запоминающее устройство, основанное на магнитной ленте с последовательным доступом к данным. По своему принципу действия стример похож на обычный магнитофон.
Применяется для операций резервного копирования и архивирования данных с жестких дисков на магнитную ленту. Основными преимуществами стримера являются большая ёмкость (до 900 Гб) и невысокая стоимость информационного носителя (картридж), надежность и стабильность работы. К недостаткам стримера относятся низкая скорость доступа к данным из-за последовательного доступа и большие размеры.
Накопители на магнитной ленте называют также устройствами внешней памяти последовательного доступа, так как удаленные фрагменты данных могут быть прочитаны только после считывания предшествующих им (менее удаленных) данных. Все файлы, размещенные на сменной кассете, будут сохраняться без каких-либо потерь независимо от того, включен компьютер или нет. В качестве носителей информации применяются сменные кассеты различного размера с магнитной лентой емкостью от 20 Мбайт до 2 Гбайт.
На магнитной ленте имеются технологические отверстия. В месте установки кассеты имеется небольшое зеркальце и два фотодатчика (инфракрасный излучатель и инфракрасный приемник). Датчик-излучатель посылает инфракрасный луч на это зеркальце, а датчик приемник принимает отраженный от зеркальца сигнал. Когда кассета вставлена в стример, полотно магнитной ленты перекрывает инфракрасный луч. Вблизи конца ленты луч проходит через технологическое отверстие, отражается и попадает на приемник. Стример останавливает свою работу. Если инфракрасный излучатель или приемник загрязнены, то стример по окончании ленты может не остановиться и тогда произойдет "слет" кассеты накопителя.
Достоинства и недостатки
Технология хранения данных на магнитной ленте в ходе развития вычислительной техники претерпела значительные изменения, и в разные периоды характеризовалась различными потребительскими свойствами. Использование современных стримеров имеет следующие отличительные черты.
- большая ёмкость;
- низкая стоимость и широкие условия хранения информационного носителя;
- стабильность работы;
- надёжность;
- низкое энергопотребление у ленточной библиотеки большого объёма.
- низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа (лента должна прокрутиться к нужному месту);
- сравнительно высокая стоимость накопителя (стримера).
Современные стандарты
Современные стримеры, как правило, подключаются через высокопроизводительный интерфейс SAS, обеспечивающий передачу данных со скоростью 3 или 6 Гбит/с. Старшие модели IBM имеют возможность подключения через интерфейс FICON.
Наклонно-строчная магнитная запись («Helical Scan»)
Если используется данный метод, то блок головок записи-воспроизведения (БГЗВ) размещается на вращающемся барабане, мимо которого механизм протягивает ленту, при чтении и записи. Запись при этом ведётся в одном направлении. В зависимости от используемого формата записи лента проходит вокруг БВГ под некоторым углом, причём ось самого цилиндра БГЗВ также наклонена под небольшим углом к ленте. Лента при записи-чтении движется в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие наклонных дорожек на поверхности ленты. Аналогичная технология применяется в видеомагнитофонах. Наклонно-строчный метод был изобретён, чтобы добиться более высокой плотности записи, чем при линейном методе, без необходимости уменьшения зазора в головках и увеличения скорости движения ленты (однако в настоящее время эти технические ограничения преодолены и в рамках линейного метода).
Рекордная емкость ленточного носителя
Технология хранения данных на магнитной ленте обладает огромным потенциалом. Раскрыть его, в частности, пытаются IBM и Fujifilm, которые в течение многих лет работают над увеличением емкости ленточных накопителей.
Так, в конце 2020 г. партнеры создали образец, способный вмещать рекордные 580 ТБ. IBM и Fujifilm удалось добиться плотности записи 317 Гбит на квадратный дюйм. Такой результат стал возможным благодаря применению феррита стронция в качестве покрытия поверхности ленты, а также уменьшению ширины дорожки записи до 56,2 нм. Закономерно для работы с такой лентой понадобилась новая головка, обладающая повышенной точностью перемещения в 3,2 нм.
Data Fusion Awards: синергия разнородных данных становится неотъемлемой частью бизнеса, науки и государства
Суммарная длина магнитной ленты, способной удержать в себе 580 ТБ информации, составила 1,255 км.
В 2015 г. компании добились плотности записи 123 Гбит на квадратный дюйм и получили итоговую емкость в 220 ТБ для несжатых данных. В данном случае частицы феррита стронция еще не применялись – использовалась лента на основе феррита бария, который применяется в том числе и в лентах LTO-9.
IBM также сотрудничает с Sony. В 2017 г. компании создали ленточный носитель с плотностью записи 201 Гбит на квадратный дюйм и емкостью 330 ТБ.
Содержание
В ЭВМ, выпускавшихся до момента появления и широкого распространения жестких дисков, накопители на магнитной ленте (НМЛ), аналогичные стримерам, использовались как основной постоянный носитель информации (ПЗУ). В дальнейшем, в мейнфреймах НМЛ стали использоваться в системах иерархического управления носителями для хранения редко используемых данных. Некоторое время они достаточно широко применялись в качестве съёмного ЗУ при переносе большого количества информации.
9-дорожечная лента
Широкое распространение ленточных накопителей было связано с большими ЭВМ и, в частности, мейнфреймами IBM. Начиная с представленного в 1964 году семейства IBM System/360, в фирме IBM был принят стандарт 9-дорожечной ленты с линейной записью, который впоследствии распространился также в системах других производителей и широко использовался до 1980-х годов. В СССР этот стандарт магнитных лент абсолютно доминировал, благодаря использованию ленточных накопителей семейства ЕС ЭВМ, в том числе и в составе компьютеров других архитектур.
Аудиокассета
В домашних персональных компьютерах 1970-х и начала 1980-х годов (вплоть до середины 1990-х) в качестве основного внешнего запоминающего устройства во многих случаях использовался обычный бытовой магнитофон или, изредка, специальные устройства на его основе с автоматическим управлением. Эта технология была недостаточно приспособлена для компьютерных нужд, зато была весьма дёшева и доступна для домашнего пользователя (т.к. сам аудиомагнитофон у многих из них уже имелся).
Технология QIC
В 1990-е годы для систем резервного копирования персональных компьютеров были популярны стандарты QIC-40 и QIC-80, использовавшие небольшие кассеты физической ёмкостью 40 и 80 Мбайт соответственно. Поддерживалось аппаратное сжатие данных. Накопители этих стандартов устанавливались в стандартный 5-дюймовый отсек и подключались к интерфейсу контроллера флоппи-дисков. В дальнейшем появилось большое количество сходных стандартов под торговыми марками QIC и Travan, определяющих носители ёмкостью до 10 Гбайт.
Технология DLT
Технология DLT была представлена фирмой Quantum (англ.) в начале 1990-х годов на основе более ранней технологии CompacTape для компьютеров VAX фирмы Digital Equipment Corporation, ленточное подразделение которой приобрела Quantum. Дальнейшим развитием DLT явилась технология Super DLT (SDLT). Линейка стандартов CompacTape/DLT/SDLT определяет носители физической ёмкостью от 100 Мбайт до 800 Гбайт.
Технология LTO (современный стандарт)
В настоящее время на рынке доминируют стримеры, соответствующие линейке стандартов LTO (Linear Tape-Open).
- возможность записи до 160GB данных на одну кассету (при сжатии 2:1);
- скорость записи составляет 49.3GB/ч. Т.е. 160GB данных могут быть записаны за 3,2 часа;
- два варианта интерфейса подключения - SCSI или USB.
Интерфейс USB 2.0. позволяет осуществлять подключение устройства в режиме “plug-and-play”. Пользователь может начать процесс резервного копирования уже через 60 секунд после установки стримера на площадке Достоинства и недостатки
Технология хранения данных на магнитной ленте в ходе развития вычислительной техники претерпела значительные изменения, и в разные периоды характеризовалась различными потребительскими свойствами. Использование современных стримеров имеет следующие отличительные черты.
- большая ёмкость;
- низкая стоимость и широкие условия хранения информационного носителя;
- стабильность работы;
- надёжность;
- низкое энергопотребление у ленточной библиотеки большого объёма.
- низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа (лента должна прокрутиться к нужному месту);
- сравнительно высокая стоимость накопителя.
Существует два базовых метода занесения информации на магнитную ленту в стримерах:
- линейная магнитная запись;
- наклонно-строчная магнитная запись.
При использовании данного метода записи данные записываются на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Лента имеет возможность двигаться в обоих направлениях. Считывающая головка во время чтения неподвижна, также как и записывающая во время записи. По достижении конца ленты считывающая/записывающая головка сдвигается на следующую дорожку, а лента начинает двигаться в противоположном направлении.Технология по сути аналогична бытовому аудиомагнитофону. Возможно применение нескольких головок, которые работают с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). В современных устройствах этот метод доминирует.
Если используется данный метод, то блок головок записи-воспроизведения (БГЗВ) размещается на вращающемся барабане, мимо которого механизм протягивает ленту, при чтении и записи. Запись при этом ведётся в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие коротких поперечных дорожек на поверхности ленты. Технология по сути аналогична бытовому видеомагнитофону. Наклонно-строчный метод был изобретён, чтобы добиться более высокой плотности записи, чем при линейном методе, без необходимости уменьшения зазора в головках и увеличения скорости движения ленты (однако в настоящее время эти технические ограничения преодолены и в рамках линейного метода).
Современные стримеры, как правило, подключаются через высокопроизводительный интерфейс SAS, обеспечивающий передачу данных со скоростью 3 или 6 Гбит/с. Старшие модели IBM имеют возможность подключения через интерфейс FICON.
В настоящее время компаниями IBM Research и FujiFilm представлена технология, позволяющая записывать до 35 терабайт данных на ленточном картридже, сопоставимом по размерам с LTO. Открытым, однако, пока остаётся вопрос об обеспечении достаточной пропускной способности интерфейса подключения устройства и блоков самого устройства: современным устройствам LTO-5, ориентированным на подключение по интерфейсу 6 Гбит/с SAS с фактической пропускной способностью 140 Мбайт/с, потребовалось бы около 3 суток для записи 35 терабайт данных[2].
Стри́мер [1] (от англ. streamer ), также ле́нточный накопи́тель — запоминающее устройство на принципе магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступом к данным, по принципу действия аналогичен бытовому магнитофону.
Основное назначение: запись и воспроизведение информации, архивация и резервное копирование данных.
Технология QIC
В 1990-е годы для систем резервного копирования персональных компьютеров были популярны стандарты QIC-40 и QIC-80, использовавшие небольшие кассеты физической ёмкостью 40 и 80 Мбайт соответственно. Поддерживалось аппаратное сжатие данных. Накопители этих стандартов устанавливались в стандартный 5-дюймовый отсек и подключались к интерфейсу контроллера флоппи-дисков. В дальнейшем появилось большое количество сходных стандартов под торговыми марками QIC и Travan, определяющих носители ёмкостью до 10 Гбайт.
Мифы о стримерах
Два наиболее частых мифа: низкая производительность и низкая надежность. Но сейчас мы их развеем. Начнем с производительности. Бытует мнение, что магнитные ленты медленнее дисков. Но только при работе со случайным доступом к данным — головка диска может перемещаться в разные секторы быстрее, чем головка магнитной ленты. При последовательном доступе к данным производительность ленточных накопителей выше, поэтому их лучше применять для бэкапов, архивирования, хранения больших объемов данных в облачном хранилище.
Кассеты действительно были ненадежны, пока не появился стандарт LTO. Центр NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center) доказал, что картриджи для магнитных лент в 4 раза надежнее, чем жесткие диски SATA, особенно в сравнении с дешевыми жесткими дисками.
Если говорить о сроке хранения данных, то нужно помнить, что и жесткие диски, и магнитные ленты по своей природе — магнитные, но у жесткого диска есть еще и вращающиеся части, которые могут выйти из строя, что предоставляет больше опасности для хранимых данных. В среднем продолжительность жизни LTO составляет 15 — 30 лет, что опять же хорошо для хранилищ на базе облаков.
Магнитная лента жива
Участники консорциума LTO (Linear Tape-Open) вывели на рынок носители на магнитной ленте стандарта LTO Ultrium и устройства для их считывания (стримеры) девятого поколения.
Ленточный носитель стандарта LTO-9 способен вместить до 45 ТБ данных в сжатом виде и до 18 ТБ в несжатом. Это на 50% больше по сравнению с носителями предыдущего, восьмого поколения.
Скорость передачи данных в LTO-9 также существенно выросла – с 750 МБ/с для сжатых данных и 360 МБ/с для «сырых» до 1000 МБ/с и 440 МБ/с соответственно. Таким образом, максимальная скорость записи и последовательного чтения новых магнитных накопителей достигает 3,6 ТБ в час.
Стримеры LTO-9, как заявляет LTO в своем пресс-релизе, будут полностью совместимы с картриджами LTO-8. Кроме того, заявлены поддержка аппаратного шифрования данных и файловой системы LTFS, которая позволяет обращаться к содержимому ленту как к обычному дереву каталогов, программная защита от перезаписи (WORM).
Консорциум LTO занимается развитием одноименного стандарта и включает 11 участников. В их числе – Facebook, Fujifilm, HPE, IBM, Maxell, Quantum, Sony и TDK.
Технология LTO была разработана в 1998 г. совместно тремя крупнейшими производителями накопителей на магнитной ленте – IBM, HP и Seagate. Позже соответствующее подразделение Seagate было куплено корпорацией Quantum.
Базовые способы записи
Существует два базовых метода занесения информации на магнитную ленту в стримерах:
- линейная магнитная запись;
- наклонно-строчная магнитная запись.
Технология IBM 3592
Компания IBM поставляет в настоящее время, помимо оборудования LTO, стримеры собственного закрытого стандарта IBM 3592 (Jaguar), представленные современной моделью IBM TS1140 [3] , а также совместимые ленточные библиотеки. Это оборудование используется в серверах и мейнфреймах. К линейке IBM 3592 относятся модели стримеров собственно 3592 (1 поколение), TS1120 (2 поколение), TS1130 (3 поколение) и TS1140, а также ленточные библиотеки на их основе. Картриджи имеют физическую ёмкость до 4 Тбайт.
Будучи, в отличие от стандарта LTO, ориентирован не только на архивацию и резервное копирование, но и на произвольный доступ к данным, стандарт IBM 3592 обеспечивает удовлетворение более жёстких требований по количеству перезаписей носителя. Также в IBM 3592 использован ряд решений для оптимизации производительности в старт-стопном режиме записи, такие как глубокое кеширование данных и многоскоростное движение ленты (6 или 7 скоростей, в зависимости от модели стримера).
IBM 3592 использует линейный метод записи.
Отличительной особенностью стандарта IBM 3592 является заложенная в него возможность переформатирования магнитных носителей старого поколения под формат более новых устройств с соответствующим повышением информационной ёмкости (в отличие от других современных стандартов, обеспечивающих совместимость новых устройств со старыми носителями только в старом формате). В общем случае предусматривается совместимость на 2 поколения вперёд, конкретные допустимые режимы использования конкретного носителя в конкретном устройстве определяются по таблице:
Длина ленты (м) | Стример 3592 J1A | Стример TS1120 | Стример TS1130 | Стример TS1140 |
---|---|---|---|---|
Картридж 3592 JJ/JR | 610 м | 60 GB | 100 GB | 128 GB |
Картридж 3592 JA/JW | 610 м | 300 GB | 500 GB | 640 GB |
Картридж 3592 JB/JX | 825 м | 700 GB | 1 TB | 1.6 TB |
Картридж 3592 JC/JY | 4 TB | |||
Картридж 3592 JK (short JC) | 500 GB |
Ленточная библиотека
Накопитель на магнитной ленте, поддерживающий работу одновременно с несколькими лентами, называется ленточной библиотекой. Роботизированные ленточные библиотеки могут содержать хранилища с тысячами магнитных лент, из которых робот автоматически достаёт требуемые ленты и устанавливает в одно или несколько устройств чтения-записи. С программной точки зрения такая библиотека выглядит, как один накопитель с огромной ёмкостью и значительным временем произвольного доступа. Кассеты в ленточной библиотеке идентифицируются специальными наклейками со штрихкодом, который считывает робот. В настоящее время (2010 год) коммерчески доступны модели ленточных библиотек с ёмкостью до 70 петабайт при использовании 70 000 кассет [6] .
Ленточная библиотека имеет значительные преимущества перед дисковым массивом по стоимости и энергопотреблению при больших объёмах хранимых данных. Например, согласно расчётам 2008 года издания Clipper Notes [7] , для поддержания в постоянном доступе архива размером 6,6 петабайт в течение 5 лет, стоимость дисковой системы (RAID-массивов, контроллеров, разветвителей, дисков, питания, охлаждения и пр.) составит 14,7 млн долларов (в том числе стоимость электроэнергии — 550 тыс. долларов), в то время как стоимость ленточной библиотеки — менее 700 тыс. долларов (в том числе стоимость электроэнергии — 304 доллара). Недостатком ленточной библиотеки является время произвольного доступа к данным, которое в нормальном режиме функционирования может достигать нескольких минут, а также падение производительности на порядки при увеличении количества различных одновременных запросов более числа наличествующих устройств чтения-записи (когда кассеты оказываются стоящими в очереди к устройству).
Многие помнят ПК вроде «Спектрум», к которым подключался обычный кассетный магнитофон, выполняющий роль ленточного хранилища. На обычных кассетах были записаны программы и данные пользователей. Работать было неудобно, но другого выхода не было. Спустя десятилетия ленточные хранилища возвращаются. Но актуальны ли они сейчас?
Технология DLT
Технология DLT была представлена фирмой Quantum (англ.) в начале 1990-х годов на основе более ранней технологии CompacTape для компьютеров VAX фирмы Digital Equipment Corporation, ленточное подразделение которой приобрела Quantum. Дальнейшим развитием DLT явилась технология Super DLT (SDLT).
Линейка стандартов CompacTape/DLT/SDLT определяет носители физической ёмкостью от 100 Мбайт до 800 Гбайт.
С 2007 года развитие стандарта SDLT фирмой Quantum прекращено в пользу LTO, но оборудование и носители записи ещё выпускаются.
Лента против жестких дисков
Накопитель на магнитной ленте – это весьма давняя технология. Магнитная лента была разработана в 30-е годы XX века и первоначально использовалась для хранения аудиозаписей. Первый случай ее использования для записи и хранения именно компьютерных данных был зафиксирован в 1951 г.
Модуль «Управление уязвимостями» на платформе Security Vision: как выявить и устранить уязвимости в своей ИТ-инфраструктуре
Жесткие диски (HDD) на сегодняшний день обеспечивают меньшую по сравнению с LTO-9 емкость – устройств вместительнее 30 ТБ на рынке не представлено.
В ноябре 2019 г. Seagate заявила о том, что планирует начать производство 50-терабайтных винчестеров с использованием технологии HAMR в 2026 г. Планку во все те же 50 ТБ для себя установила и Western Digital, также освоившая HAMR.
Технология LTO
В настоящее время на рынке доминируют стримеры, соответствующие линейке стандартов LTO (Linear Tape-Open).
Представленный фирмой IBM стример LTO-5 TS2350 оснащён, помимо двух интерфейсов SAS, также интерфейсом Ethernet. Однако, в настоящее время (июнь 2010-го) этот интерфейс не может использоваться, он объявлен зарезервированным для будущих версий прошивок [2] .
Программное обеспечение
В Unix-подобных операционных системах простейшая, но достаточная во многих случаях, работа со стримером поддерживается из командной строки при помощи команд tar и mt (исключением является Mac OS X, в которой mt отсутствует, а tar не поддерживает стримеры). Более развитые средства резервного копирования обеспечиваются специальными программами, доступными для всех распространённых операционных систем.
В 2010 году фирмой IBM представлена свободно распространяемая файловая система LTFS (англ.) для ленточных накопителей, поддерживающих разбиение на разделы (partitioning), к которым относятся стримеры стандарта LTO-5, а также IBM 3592/TS1120/TS1130 [5] . Эта файловая система позволяет обращаться к содержимому ленты, как к обычному дереву каталогов с файлами. В настоящее время LTFS реализована IBM для платформ Linux и Mac OS X, ведутся работы над реализацией для Windows.
История
Магнитная лента была впервые использована для записи компьютерных данных в 1951 году в компании Eckert-Mauchly Computer Corporation на ЭВМ UNIVAC I. В качестве носителя использовалась тонкая полоска металла шириной 12,65 мм, состоящая из никелированной бронзы (называемая Vicalloy). Плотность записи была 128 символов на дюйм (198 микрометров / символ) на восемь дорожек.
В ЭВМ, выпускавшихся до момента появления и широкого распространения жестких дисков, накопители на магнитной ленте (НМЛ), аналогичные стримерам, использовались как основной долговременный носитель информации. В дальнейшем, в мейнфреймах НМЛ стали использоваться в системах иерархического управления носителями для хранения редко используемых данных. Некоторое время они достаточно широко применялись в качестве съёмного ЗУ при переносе большого количества информации.
Линейная магнитная запись
При использовании данного метода записи, данные записываются на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Лента имеет возможность двигаться в обоих направлениях. Считывающая магнитная головка во время чтения неподвижна, также как и записывающая во время записи. По достижении конца ленты считывающая/записывающая головка сдвигается на следующую дорожку, а лента начинает двигаться в противоположном направлении. Технология по сути аналогична бытовому аудиомагнитофону. Возможно применение нескольких головок, которые работают с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). В современных устройствах этот метод доминирует.
Читайте также: