Благодаря эволюционному развитию базовых технологий ленточных накопителей среднего диапазона некоторые проблемы, вызывающие сегодня нарекания пользователей, скорее всего, будут решены. Это значит, что ленточные технологии и впредь будут использоваться — по меньшей мере на протяжении еще десяти лет.

Многие системные администраторы — насколько имеющаяся информация позволяет мне об этом судить — с удовольствием отказались бы от использования накопителей на магнитных лентах. Такая позиция понятна: управление ленточными системами резервного копирования информации обходится дорого, процесс восстановления данных протекает медленно и не дает достаточно надежных результатов, к тому же администраторов постоянно донимают проблемы учета картриджей и организации их хранения за пределами места эксплуатации. Потому-то и живут многие системные администраторы надеждой, что когда-нибудь в вычислительных центрах на смену ленточным устройствам, основанным на технологии 50-летней давности, придут дешевые дисковые накопители.

«Ленты нужны нам лишь в тех ситуациях, когда восстановление данных с дисков невозможно, — поясняет технический директор компании Deloitte Consulting Эрик Эриксен. — Это как неизбежное зло».

В последнее время все более популярными становятся RAID-массивы с интерфейсом ATA. Однако, несмотря на это, большинство специалистов вовсе не считают, что дни ленточных технологий, особенно если речь идет об архивировании данных, сочтены. И пусть администраторы жалуются, сколько их душе угодно, но факт остается фактом: магнитные ленты до сих пор применяются повсеместно, и обходится их использование в 10-50 раз дешевле, чем жестких дисков. Кроме того, магнитные ленты обеспечивают надежную защиту информации, поскольку данные, хранящиеся автономно на съемных носителях, физически недоступны ни для хакеров, ни для вирусов.

Если верить разработчикам и аналитикам, благодаря эволюционному развитию базовых технологий ленточных накопителей среднего диапазона, достижениям в разработке средств управления и появлению комбинированных подсистем «Диски + ленты» некоторые проблемы, вызывающие нарекания пользователей, скорее всего, будут решены. Это в свою очередь значит, что ленточные технологии и впредь будут использоваться — по меньшей мере на протяжении еще десяти лет.

Вместительнее и быстрее

Производители ленточных накопителей среднего диапазона стандартов DLT (Digital Linear Tape), LTO (Linear Tape-Open) и AIT (Advanced Intelligent Tape) планируют существенно увеличить емкость и быстродействие своих изделий. В перспективных форматах, таких как SuperDLT (SDLT), SuperAIT (S-AIT) и LTO Ultrium 2 (LTO-2), используются ленты шириной в полдюйма. Все они обещают рост емкости и производительности в несколько раз по сравнению со стандартными — DLT, AIT и LTO.

Возьмем для примера формат DLT, разработанный в середине 80-х. Типичный картридж первоначально вмещал около 96 Мбайт данных. Сегодня картридж SDLT вмещает 160 Гбайт. В течение ближайшего десятилетия вместимость картриджей SDLT должна достигнуть 2,5 Тбайт, а пропускная способность — 250 Мбайт/с. Емкость носителей формата LTO к 2011 году может вырасти до 10 Тбайт.

По заявлениям поставщиков, картриджи емкостью в 1 Тбайт могут появиться в продаже уже в начале будущего года. Представители таких компаний, как Quantum, Certance и Storage Technology (другое название — StorageTek), полагают, что ленточные накопители будут обладать более чем достаточным потенциалом для того, чтобы и в дальнейшем удовлетворять потребности пользователей. Что ж, надо признать, что это довольно серьезное заявление.

По оценкам Gartner, объемы данных, аккумулируемых средним предприятием, ежегодно удваиваются. Чтобы справиться с растущими потребностями, ленты должны будут вмещать более тысячи дорожек и стать не толще целлофановой пленки (то есть иметь толщину порядка 6-7 микрон). И кроме того, утверждает Джефф Лафлин, директор по бизнес-стратегии в области ленточных устройств компании StorageTek, производителям пора уже всерьез задуматься о переходе на стримеры и картриджи, поддерживающие возможность записи данных на обеих сторонах ленты.

Правда, пока сама StorageTek по-прежнему предлагает использовать ленты с односторонней записью — даже в T9940B, накопителе класса hi-end, который может работать с картриджами емкостью 200 Гбайт. В таких картриджах применяется лента с 576 дорожками, толщина ее составляет 9 микрон. Лафлин полагает, что скорости передачи данных будут возрастать соразмерно увеличению емкости ленты.

«Никогда еще в истории отрасли на исследования и разработки в области магнитных лент не расходовалось так много средств, как сегодня, — указывает он. — Недалеко то время, когда пропускная способность при передаче данных от носителя к считывающей головке достигнет 100 и даже 200 Гбайт/с».

Интеллектуальнее

Производители устройств хранения данных на магнитных лентах заявляют, что благодаря новейшим программным средствам управления пользователи смогут не только восстанавливать данные с лент, но также и с большей легкостью управлять сеансами резервного копирования, получая предупреждения о возможных проблемах и отказах в процессе резервирования данных. Недавно компании ADIC (Advanced Digital Information) и Quantum пополнили свои портфели технологических решений новыми программными средствами управления, поддерживающими работу с ленточными библиотеками.

В автоматизированных ленточных библиотеках и автозагрузчиках ADIC реализована поддержка всех важнейших — по состоянию на сегодня — «картриджных» форматов. Однако Дейв Увелли, исполнительный директор этой компании, утверждает, что нынешние форматы картриджей и современные технологии накопителей уходят в прошлое. Поэтому ADIC время делает ставку на новые — «интеллектуальные» системы ленточных библиотек, которые будут предоставлять пользователям подробную информацию о накопителях и лентах (к примеру, об ошибках, связанных с выходом из строя портов коммутаторов, об остановках накопителя или о том, что жизненный цикл картриджа с лентой близок к своему завершению).

В качестве примера «интеллектуального» устройства архивации можно назвать разработанную в ADIC библиотеку лент Scalar i2000. Это изделие предназначено для замены сервера управления внешними библиотеками. Среди возможностей системы Scalar i2000 — передача на пейджер или по электронной почте сообщений о срыве операций резервирования, разбиение библиотек на логические разделы, выполнение комбинированных проверок носителей информации, производительности системы, а также предварительных проверок готовности системы к работе.

Quantum представила комплект инструментов DLTSage, включающий в себя программные средства профилактики и упреждающей диагностики ленточных накопителей. Этот продукт предназначен для применения вместе с ленточными устройствами формата SDLT, что обеспечивает контроль операций резервного копирования данных. Кроме того, программы, входящие в состав DLTSage, могут заблаговременно сообщать системным администраторам о том, где и когда возможно появление ошибок.

Время комплексных решений

В ближайшее время производители ленточных устройств планируют уделять большое внимание разработке и выпуску новых комбинированных систем для сетей хранения (Storage Area Network, SAN), в которых дисковые накопители будут использоваться в сочетании с лентами. Ожидается, что такие системы позволят быстрее (и удобнее) выполнять резервирование, а также восстановление данных. ADIC, к примеру, уже этой осенью выпускает свою «ленточно-дисковую библиотеку».

«Это будет не просто перенос информации на ленту. Достаточно легко представить диск в RAID-массиве, который позволяет осуществлять операции ввода/вывода данных с производительностью, сравнимой с пропускной способностью кабельных интерфейсов, и ленточную библиотеку, в которой одновременно автоматически архивируются эти же данные с помощью программного инструментария управления системами хранения», — поясняет Лафлин.

Впрочем, как полагает Эриксен, в конечном счете ключевыми критериями при выборе ленточных систем по-прежнему останутся их масштабируемость и эффективность при восстановлении данных. «Нам требуется универсальное решение, пригодное для различных случаев, вне зависимости от того, в чем состоят наши потребности на текущий момент», — добавляет он.

Как выбрать нужный формат

Сегодня мы говорим о ленточных накопителях форматов SDLT, LTO-2 и S-AIT как о перспективных решениях. Но не получится ли так, что они канут в Лету уже в ближайшем будущем? Так уже не раз бывало в компьютерной индустрии, когда технологии, характеризовавшиеся как перспективные, под влиянием различных факторов в одночасье исчезали из поля зрения производителей. Скорее всего, с этими ленточными форматами подобного не произойдет, утверждают разработчики и аналитики. Согласятся ли с этим пользователи? Некоторые из них, похоже, уже готовы к тому, чтобы остановить свой выбор на одном из трех названных форматов, оставив остальные «за бортом».

Несмотря на усовершенствования в программных средствах для работы с устройствами SDLT, в последнее время растет число пользователей, приобретающих накопители LTO-2. Как считает Боб Аматруда, аналитик компании Freeman Reports, формат LTO-2 завоевывает популярность потому, что его открытая архитектура позволяет выбирать изделия различных производителей. Изделия стандарта LTO-2 выпускают и HP, и IBM, и Certance, тогда как накопители форматов DLT и SDLT поставляет только Quantum. В июле Quantum оснастила накопители SDLT «интеллектуальными» средствами самодиагностки; специалисты полагают, что это будет способствовать увеличению объемов продаж. Кроме того, по словам представителей Quantum, компания планирует выпустить в ближайшее время еще по меньшей мере четыре версии устройств SDLT. При этом надо отметить, что Quantum уже сейчас контролирует 31% рынка ленточных средств резервного копирования — больше, чем кто-либо из конкурентов.

Тем не менее Джон Пиринг, президент компании StorServer, решения которой поддерживают все три упомянутые ленточные технологии, отдает предпочтение формату LTO. «Это открытый формат, поэтому он перспективнее, к тому же емкость нынешних картриджей LTO составляет 200 Гбайт, тогда как новейшие картриджи для накопителей Quantum SDLT 320 обеспечивают возможность хранения лишь 160 Гбайт данных», — добавляет он.

Эрик Эриксен из Deloitte утверждает, что в будущем он намерен отказаться от применения четырех эксплуатируемых ныне ленточных библиотек HP, каждая из которых включает в себя восемь накопителей SDLT, и перейти к использованию одной универсальной ленточной библиотеки HP или ADIC Scalar 10K. Накопители LTO привлекают его большей вместимостью. Кроме того, по словам Эриксена, его решение продиктовано не столько открытостью формата LTO-2, сколько обеспечиваемыми им эффективностью сжатия и высокой скоростью передачи данных — по этим показателям LTO по состоянию на сегодняшний день превосходит формат SDLT. К тому же, утверждает Эриксен, по масштабируемости новые библиотеки LTO-2 превосходят старые системы, использующиеся в его компании.

«Когда реализуешь потоковый обмен информацией между несколькими ленточными накопителями, важно иметь возможность быстро восстанавливать данные», — поясняет он.

А вот для Фила Эндрюса, директора суперкомпьютерного центра университета Сан-Диего, эти обстоятельства не столь важны. Эндрюс решил не переходить на формат LTO Ultrium, поскольку считает, что этот формат не обеспечивает необходимой надежности при хранении данных: «Вообще-то мы подумывали о переходе на LTO, но, поскольку в нашем центре хранится важная информация по многим научно-исследовательским проектам, приходится проявлять осторожность».

Хотя по состоянию на сегодняшний день LTO превосходит формат SDLT как по емкости, так и по производительности, аналитики утверждают, что неоспоримого лидера по этим параметрам все же нет. Вперед вырывается то одна, то другая ленточная технология, и решающее значение в определении потребительских предпочтений, возможно, будут иметь другие факторы.

Как бы то ни было, пусть SDLT и LTO-2 идут «ноздря в ноздрю» в том, что касается емкости и производительности, формат S-AIT оставил их позади, когда в декабре прошлого года разработавшая его компания Sony Electronics представила на суд ИТ-общественности накопитель емкостью 500 Гбайт с пропускной способностью 30 Мбайт/с. Видимо, S-AIT сохранит за собой лидерство на протяжении некоторого времени.

По стоимости изделия формата S-AIT тоже предпочтительнее конкурентов. Ленточный картридж формата S-AIT можно купить за 80 долл., тогда как цена картриджа LTO-2 составляет около 120 долл., SDLT — около 130 долл. Sony намеревается развивать и поддерживать стандарт S-AIT по меньшей мере в изделиях шестого поколения, утверждает Стивен Бейкер, вице-президент американского отделения Sony, курирующий средства хранения данных. Впрочем, формат S-AIT привлекает далеко не всех пользователей, поскольку, как и в случае с форматом SDLT, эти накопители выпускаются только одним производителем.

Типы магнитных лент

Магнитные ленты используются в качестве носителя для резервных копий практически столько же, сколько существуют сами компьютеры. Однако объемы жестких дисков растут, а базы данных превращаются в гигант??ские хранилища информации, поэтому процесс записи на ленты усложняется, к тому же все труднее становится обеспечивать более высокую скорость записи. Вместо 10-дюймовых бобин полудюймовых лент для мэйнфреймов стали использоваться удобные и быстрые картриджи. За истекшие десятилетия сменилось много форматов картриджей, и сейчас одновременно активно используются сразу несколько их вариантов. Каковы же различия между ними и для каких задач оптимально использовать каждый из них?

Linear Tape-Open (LTO)

Этот формат разработан совместно Hewlett-Packard, IBM и Seagate Removable Storage Solutions (в настоящее время Certance) в 1997 году. Слово «открытый» в его названии означает широкую совместимость лент и лентопротяжных устройств: исторически сложилось, что ленты одного типа читаются устройством только этого же типа.

В LTO используется линейная многоканальная запись по принципу серпантина (в прямом и обратном направлении) на полудюймовых лентах с магнитным сервомеханизмом для коррекции ошибок и выполнения аппаратного сжатия. Встроенная электроника обеспечивает сохранение и извлечение информации о характере использования и других сведений о картридже.

Digital Linear Tape (DLT)

Этот формат разработан корпорацией Digital Equipment в 80-х годах в порядке адаптации более старой технологии, предназначенной для мэйнфреймов, при которой лента наматывалась на бобину. По информации, представленной на сайте www.dlttape.com, на сегодняшний день в мире продано более 2 млн. лентопротяжных устройств DLT и более 90 млн. картриджей. Последняя разновидность технологии, SDLT 320, предусматривает использование специальных серводорожек на обратной стороне ленты для выравнивания магнитных записывающих головок. Современные устройства SDLT могут считывать записи, сделанные с использованием более ранней технологии DLT.

Advanced Intelligent Tape (AIT)

Технология, разработанная в 1996 году корпорацией Sony, предполагает использование записи методом спирального сканирования на 8-миллиметровой ленте, подобным тому, что используется в видеосистемах Hi-8. В кассетах AIT плотность записи выше, а магнитная лента — уже. Они меньше, чем картриджи всех других типов, что позволяет создавать ленточные библиотеки, которые хранят больше данных и занимают меньше места.

Кассеты AIT оснащены микросхемой памяти, на которой записывается информация о формате и о размещении файлов. Благодаря этому запись на ленты AIT выполняется быстрее, поиск файлов занимает вдвое меньше времени, чем с применением других технологий.

Super AIT (SAIT-1) — практически то же самое, что и AIT-3, однако, в этой технологии используется полудюймовая лента, что обеспечивает емкость 500 Гбайт без сжатия.

VXA

Оригинальная технология, разработанная компанией Ecrix, VXA поддерживает считывание и запись данных пакетами. Она обеспечивает различную скорость; скорость передачи данных может быть согласована со скоростью работы управляющего компьютера, поэтому, в отличие от других устройств, действующих только с постоянной скоростью, VXA-устройство не должно останавливаться и ждать, если компьютер передает данные с более низкой скоростью. Это уменьшает износ ленты и лентопротяжек. Головки VXA считывают данные, записанные на любое место ленты, не просматривая дорожки от начала до конца.

Travan

В технологии Travan используется линейная одноканальная запись на 0,25-дюймовую ленту. Емкость ее ниже, но оборудование дешевле, что делает ее оптимальной для удаленных офисов, небольших организаций и резервного копирования информации с индивидуальных рабочих станций.

Mammoth

Эта технология представлена в 1996 году компанией Exabyte и ориентирована на серверы среднего уровня. В новейших устройствах Mammoth-2 используется метод многоканального спирального сканирования 8-миллиметровой ленты, поддерживается коррекция ошибок и сжатие ALDC.

Форматы носителей на магнитных лентах