наверх

Главная, «Журнал сетевых решений/LAN», № 07-08, 2003 589 прочтений

Тоньше, плотнее, точнее

Большинство пользователей представляют себе ленты...

Эльмар Терек

Большинство пользователей представляют себе ленты для резервного хранения данных только в виде картриджей, если представляют вообще. Каждая из них выглядит так же, как и все остальные. Однако применяемые внутри маленьких пластиковых коробочек технологии не могут различаться от системы к системе сильнее, чем уже различаются. Более того, производители постоянно разрабатывают новые концепции.

Привлекательными их, конечно, не назовешь, но без них очень сложно обойтись. Если необходимо хранить действительно большие объемы данных, то лучше магнитных лент ничего не придумать. Заметим, что само по себе хранение данных на ленточных носителях гораздо лучше их репутации. Развитие ленточных носителей несколько отстает в отношении емкости от жестких дисков, но производителям все снова и снова удается поднимать планку и расширять физические возможности своих продуктов (см. Рисунок 1). Тем не менее тем, кто хочет полностью сохранить содержимое жесткого диска емкостью 100 Гбайт на магнитной ленте, следует либо раскошелиться на профессиональное оборудование, либо удовлетвориться, в качестве альтернативы, записью на нескольких носителях. Слишком сильно сегодня различаются емкости. Но появление новых поколений ленточных накопителей уже не за горами.

Рисунок 1. Занимаемый объем резко уменьшается.

Несмотря на вечно повторяющиеся предсказания о неизбежном отказе от магнитных лент в качестве среды хранения данных, в компании Imation ежегодный прирост общего количества хранящихся данных составляет 22%. В 2006 г. их объем достигнет 8500 Пбайт, а в 2003 г. Imation рассчитывает на 2700 Пбайт. Специалисты компании Gartner Dataquest полагают, что даже с учетом застоя на рынке ленточных накопителей его объем не меньше 2,7 млрд долларов. Прежде всего изменения затронули области высокопроизводительных и корпоративных систем, в то время как информация с малых серверов хранится на громоздких ленточных накопителях устаревших модификаций. Скорее всего, магнитные ленты проиграют битву за домашние и отдельно стоящие компьютеры. В данном случае куда более выгодными, простыми в обслуживании и доступными являются оптические носители.

ПОСТОЯННАЯ СМЕНА

Совсем иначе обстоят дела в сетевой сфере, где ленточные накопители по-прежнему пользуются огромной популярностью. Чем выше предъявляемые требования к емкости и масштабируемости, тем яснее видны их преимущества. Однако и здесь ожидаются некоторые перемены. Если когда-то технология хранения цифровых данных (Digital Data Storage, DDS) была обязательной составной частью любой среды резервного копирования, то четвертая версия этой технологии станет, по всей видимости, последней. Патентообладатель Sony совместно с HP и Seagate в конце 2002 г. решили прекратить дальнейшие разработки в соответствующей области и передать эстафетную палочку другим технологиям. Альтернативные форматы были уже готовы к старту, среди них AIT-1 от Sony и VXA-1 от Exabyte.

Однако объявленные мертвыми живут долго, и в начале 2003 г. Seagate и HP сообщили о продолжении собственных работ по дальнейшему развитию технологии, что неудивительно ввиду огромной инсталлированной базы DDS. По данным производителя носителей Fujifilm, в одних только Соединенных Штатах установлены 7 млн ленточных накопителей DDS. Их число постоянно возрастает, поскольку накопителей современного поколения DDS-4 с емкостью 20 Гбайт несжатых данных на носитель вполне хватает для небольших сетей и отдельных рабочих мест.

Преемник, по правовым причинам названный DDS Gen 5, позволяет уместить на одной ленте до 36 Гбайт, т. е. почти в два раза больше. Однако скорость записи — 3 Мбайт/с несжатых данных — и форм-фактор совсем не изменились. Ленточные накопители DDS Gen 5 в состоянии считывать старые ленты вплоть до DDS-1, что является заманчивым аргументом для многих компаний. По утверждению НР, компания уже сейчас задумывается о следующем формате под названием DDS Gen 6, появление которого должно будет внести заметные улучшения в плане скорости записи данных.

Кроме этих производителей на рынке держится Travan, наследник технологии четвертьдюймовых картриджей (Quarter Inch Catridge, QIC). Признания добились многие форматы, а емкости 40 Гбайт вполне достаточно, чтобы их можно было использовать для серверов начального уровня. Ленты относительно простой конструкции никогда, однако, не встраиваются в библиотеки или автозагрузчики, чем поставлены определенные контролируемые границы емкости. Другое дело — масштабируемая линейная запись (Scalable Linear Recording, SLR). Технология SLR от компании Tandberg также является наследником QIC, однако гораздо прочнее закрепилась на рынке. Емкость ее актуальных продуктовых семейств достигает 50 Гбайт, а скорость передачи несжатых данных — до 5 Мбайт/с. SLR одновременно задействует несколько каналов записи и чтения, тем самым повышая плотность записи на носитель. Как и в случае с DDS, большинство ленточных накопителей SLR совместимо с более старыми моделями. На сегодняшний момент максимальная емкость автозагрузчиков для ленточных накопителей SLR составляет 800 Гбайт, что делает технологию крайне привлекательной для серверов начального уровня и вновь дает ей небольшую передышку.

Значительно отличается от предыдущей технологии улучшенная цифровая запись (Advanced Digital Recording, ADR): производитель Onstream вполне сознательно позиционирует этот стандарт как наследника DDS. Метод записи и форматы не имеют, правда, ничего общего, но с емкостью 60 Гбайт достаточно недорогие ленточные накопители ADR-2 представляют собой очень неплохой альтернативный вариант. Скорость передачи данных, конечно, не особо впечатляет, но ее показатели 4 Мбайт/с все же больше, чем у Travan и DDS.

ДИНОЗАВРЫ

Область начального уровня дополняют сверху различные 8-миллиметровые технологии, прежде всего Mammoth и VXA от Exabyte. Современная версия Mammoth-2 с емкостью 60 Гбайт и скоростью передачи несжатых данных 12 Мбайт/с позиционируется в среднем рыночном сегменте, а ленточные накопители VXA — в нижней ценовой категории. VXA-2 с довольно большой емкостью 80 Гбайт вот уже несколько месяцев доступны на рынке, однако их распространению препятствует весьма умеренная пропускная способность 6 Мбайт/с.

Exabyte раньше «играла в высшей лиге», но в последние годы компания утеряла свое технологическое лидерство. Ситуация должна измениться с появлением Mammoth-3, выход которого объявлен на 2003 г. И в этом случае производитель следует тенденции увеличения емкости отдельного носителя — в планах речь идет о 250 Гбайт несжатых данных. Кроме того, при пропускной способности в 24 Мбайт/с формат оставит далеко позади таких конкурентов, как SDLT и LTO. Но поскольку последние также собираются представить в скором будущем новые поколения своих продуктов, делать какие-либо заключения еще рано.

Третий игрок на рынке 8-миллиметровых технологий — Sony. Ее технология называется «улучшенная интеллектуальная лента» (Advanced Intellectual Tape, AIT), и совсем недавно была представлена версия AIT-3. Если первое поколение позволяло хранить 35, а второе — 50 Гбайт несжатых данных, то AIT-3 в состоянии уместить на одном носителе 100 Гбайт. Еще одно отличие от конкурентов — коэффициент сжатия технологии Sony равен 2,6, что, соответственно, повышает емкость до 90, 130 и 260 Гбайт. Суть этого кроется в методе адаптивного сжатия данных без потерь (Adaptive Lossless Data Compression, ALDC), обеспечивающем более высокие степени сжатия. Однако на него нельзя полагаться в полной мере. Степень сжатия очень сильно зависит от типа данных. При большой доле уже сжатых данных у ALDC могут возникнуть трудности с достижением заявленной степени сжатия. Одна из приятных особенностей AIT — обратная совместимость. При помощи ленточных накопителей AIT-3 можно считывать и записывать ленты AIT-1 и AIT-2.

Цифровая линейная запись (Digital Linear Tape, DLT) от Quantum считается наиболее важным форматом хранения данных в корпоративном сегменте. Он признан стандартом де-факто, когда речь идет о быстром надежном копировании данных большой емкости. Первоначальный формат DLT сменился на SDLT (Super DLT), при этом разработчики добились емкости 40 Гбайт несжатых данных. Ленточные накопители DLT 8000 продаются как и прежде и, по всей видимости, еще долго будут занимать место в серверных комнатах по всему миру. На рынке сейчас присутствуют два ленточных накопителя компаний Quantum и Tandberg с емкостью 110 и 160 Гбайт и пропускной способностью 11 и 16 Мбайт/с соответственно. Совсем недавно был представлен новый перспективный план, в соответствии с которым предусматривается переход к носителям емкостью 300 Гбайт и скоростью передачи данных 32 Мбайт/с уже в 2003 г. В максимальной конфигурации на носитель помещается более 1 Тбайт информации, а пропускная способность равна приблизительно 100 Мбайт/с. В SDLT применяется улучшенная металлопорошковая пленка (Advanced Metal Particle, AMP), на обратной ее стороне имеются оптические серво дорожки для более точного позиционирования ленты посредством лазера. Тем самым вся наружная сторона остается свободной для записи данных. Это имеет еще одно преимущество: информация с ленты SDLT может быть удалена при помощи сильного магнита. В случае прочих технологий магнит разрушает важные для позиционирования ленты серводорожки.

ПОБЕДИТ ТОЛЬКО ОДИН

SDLT в последние месяцы ведет достаточно жесткую борьбу с открытым стандартом линейной записи (Linear Tape Open, LTO). На данный момент LTO, с точки зрения знатоков отрасли, немного впереди. Но очень многое зависит от того, кто первым представит на рынке перспективный план выпуска продуктов следующего поколения.

LTO Ultrium разрабатывался изначально в качестве противовеса стандарту DLT от Quantum. Эта инициатива IBM, HP и Seagate ставила целью избежать лицензионного регулирования со стороны Quantum и создать формат ленты, который поддерживался бы большинством производителей (на это указывает буква «О» в названии — от англ. Open). Ultrium с емкостью 100 Гбайт и пропускной способностью до 20 Мбайт/с присутствует на рынке в своем первом поколении. Однако сейчас происходит их смена.

Первые ленты LTO второго поколения уже появляются в каталогах дистрибьюторов, а ленточные накопители становятся доступными на рынке. Теперь носители Ultrium емкостью 200 Гбайт несжатых данных стали самыми вместительными. За позиционирование ленты в случае LTO отвечают пять магнитных серводорожек, записанных в процессе ее производства. Трапециевидные структуры в дорожках считываются головками, при этом измеряется время между концом первой стороны трапеции и началом второй. Если результаты головок отличаются друг от друга, то механизм позиционирования ленты корректирует ее положение соответствующим образом. Этот метод масштабируем и подходит для использования в следующих поколениях Ultrium. Еще один принципиально новый момент: память на картридже. Маленькие микросхемы EEPROM на ленте, считывание и запись которых происходит беспроводным образом без контакта с головкой, собирают данные об использовании, количестве ошибок и индексную информацию для быстрейшего позиционирования ленты.

Производители систем старшего класса представлены двумя компаниями — IBM и Storagetek. На практике их ленточные накопители встречаются только в крупных библиотеках. И хотя с точки зрения емкости их показатели достаточно скромны, скорость доступа к данным и пропускная способность у них на высоте. Носители 3590Н от IBM обладают емкостью 60 Гбайт, ленточные накопители обеспечивают пропускную способность до 14 Мбайт/с. Storagetek выпускает ленты 9949 также с емкостью 60 Гбайт, однако скорость передачи данных выше, чем у IBM, — до 20 Мбайт/с. Скоро на рынке должно появиться новое поколение с емкостью 200 Гбайт.

Еще не скоро можно будет увидеть действительно полезные продукты технологии O-Mass. Магнитооптические системы хранения (Opto-Magnetic Storage Systems, O-Mass) — инициатива компании Tandberg, в которой приняли участие и другие производители. Они объединили усилия, чтобы создать к 2005 г. ленточный накопитель с емкостью носителя 600 Гбайт при пропускной способности 64 Мбайт/с. С такими показателями технология обогнала бы LTO и SDLT и стала бы новой вершиной среди ленточных технологий. В максимальной конфигурации Tandberg планирует для O-Mass достижение емкости до 10 Тбайт. Столь высокие характеристики должны достигаться путем комбинирования оптических и магнитных методов. В случае обычных магнитных лент дорожки с данными в 100—200 раз шире одного бита; это сделано для компенсации механических неточностей, а также колебаний в результате изменений температуры и влажности. При магнитооптическом способе считывания вполне хватает ширины дорожек всего лишь в 20—30 раз больше одного бита. Это приводит к более эффективному использованию ленты и повышению плотности хранения.

ПОЧТИ ОПЕРАТИВНО

При всех стараниях и успехах в технологии ленточные накопители будут неуклонно отставать от жестких дисков в отношении емкости и времени доступа. Представители отрасли пришли к тому же заключению и вспомнили о старой, так и не получившей распространения концепции иерархического хранения информации (Hierarchical Storage Management, HSM). В соответствии с ней, данные — в зависимости от частоты использования — перемещаются постепенно на все более медленные носители.

Рисунок 2. Почти оперативное устройство хранения от Quantum.
На настоящий момент на рынке уже имеются первые устройства, работающие по схожему принципу. Он получил название «почти оперативная память» — хранилище, у которого «замаскированный» под ленточный накопитель массив дисков (см. Рисунок 2) служит в качестве промежуточного места хранения данных. «Маскировка» имеет то преимущество, что стандартное программное обеспечение для систем резервного хранения данных воспринимает почти оперативное устройство как самый обычный ленточный накопитель для резервного копирования и обращается с ним соответствующим образом. Это упрощает интеграцию в имеющиеся системы хранения.

Эльмар Терек — независимый автор. С ним можно связаться по адресу: redaktion@lanline.awi.dei>

Страница 1 2

Комментарии


20/05/2016 №05

Купить выпуск

Анонс содержания
«Журнал сетевых решений/LAN»

Подписка:

«Журнал сетевых решений/LAN»

на месяцев

c

Средство массовой информации - www.osp.ru. Свидетельство о регистрации СМИ сетевого издания Эл.№ ФС77-62008 от 05 июня 2015 г. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзором)