“后”磁带时代集磁带磁盘技术之作：虚拟磁带库

来自：dostor 作者：不知　编辑：备份软件 http://www.oceanbackup.com
　　 磁带存储由于价格低廉、介质稳定、可以异地离线保存以及运输方便，一开始就成为了存储、备份和恢复的主要介质。但是近年来，随着磁盘存储取得长足发展，磁带在备份/恢复应用领域受到了巨大的冲击。有人甚至预测，磁盘存储马上就会取代磁带存储了。

　　 磁带存储过时了吗

　　 虽然磁盘存储的发展非常迅猛，但是许多用户还没有准备放弃磁带存储。据不完全统计，目前全球90%的数字信息仍主要存储在磁带设备上，磁盘存储的信息量只有10%左右。虽然磁带存储受到了一定程度的冲击，但是磁带依然是全球各大企业所采用的主要存储方式。

　　 此外，从应用趋势和市场看，磁盘的容量增长速度已经逐渐减缓，由以往的成倍增长到目前每年增长幅度为35%―45%。这让近年来容量和存取速度都突飞猛进的低成本磁带有了作为主要存储媒介的机会；其次，法规遵循亦是推动磁带市场增长的动力。法规遵循要求公司内部文件必须被保留2―5年，以供日后能够在很短的时间以内，调阅检查邮件纪录与内容，企业需要用成本比磁盘还便宜的磁带作为备份。

　　 而且，大部分用户仍然认为将磁带存储完全转为磁盘存储存在一定的风险，由于磁带存储的成本相对更低，加上磁带存储库容量、安全和它与磁盘存储的集成化等方面的改善，使得用户很难一下从磁带存储转向磁盘存储。

　　 虽然磁盘的主要优势在于其高性能。目前市场上的SATA2的传输速率可以达到300MB/s，这一点在很大程度上缓解了大型数据中心在备份时间方面的压力，而LTO 3磁带驱动器只能达到80MB/s的速度。另外，磁盘作为全密闭的电子设备，故障率要远远低于磁带设备，不但降低了维护成本，也减少了维护人员的工作压力。不过，一个不可回避的事实是，只有磁带设备才能实现数据和读写设备的分离，才可以无限地扩充容量――只需要购买磁带即可。而且相对于磁盘存储方式，磁带存储还拥有磁盘存储无法比拟的几大优势 ：

　　 1、磁带的价格低廉，相对于磁盘阵列系统来说，磁带库的成本相对较低，这符合当前经济环境日益严峻的要求；

　　 2、磁带介质稳定，不容易改写上面的数据，磁带存储数据可以保存大约30～50年；

　　 3、磁带是可移动介质，可以异地离线保存，运输方便，可以根据用户需求在不同存放地点之间搬运，这对数据的安全来说是非常有利的；

　　 4、磁带耗电少，并且不需要冷却系统，这符合目前能源紧张以及整体拥有成本的需求；

　　 5、磁带可以防护来自人为错误、设备损坏、病毒、自然灾害等因素造成的数据丢失，使数据保护更加安全。

　　 由此可以看出，磁带存储到目前为止仍未过时，他还有很大的发展空间。不过，虽然磁带存储具有磁盘存储无可比拟的优点，但是，他也不可避免的存在一些缺点，首先，磁带库和磁带驱动器都是机电设备，普遍存在机械故障率过高的问题；其次，磁带介质本身也比较脆弱，会产生磨损，容易受到温度、湿度以及粉尘、电磁等的影响；再次，使用磁带的过程中需要过多人工因素的参与，不但导致高昂的人工成本，也引入了诸多人为的不安全因素；最后，由于磁带存储器是一种顺序存储设备，因此他具有读写速度慢这一缺点，其存储的备份和恢复时间都比较长。
那么，有没有一种同时配备磁盘与磁带技术，以此来提高两者的优势并对这两者各自的弱点提供一个互补的环境呢？答案是肯定的，虚拟磁带库正是一种解决方案。

　　虚拟磁带库的优势

　　 虚拟磁带库的概念其实非常简单，它在本质上是磁盘阵列硬件设备，但是在软件功能上却模拟磁带备份的形式。因此，对于存储管理员来说，它就是一个磁带库，对它的管理如同管理一个物理磁带库一模一样。虚拟磁带库主要有以下几点优势：

　　 1、相对于机械磁带，虚拟磁带库使用了兼容磁带备份管理软件以及传统备份流程，这使得设备的可用性以及备份的可靠性得到了大幅提升；

　　 2、性能大幅提高，可支持接近磁盘阵列极限速度的备份以及恢复速度。而且免疫病毒，数据安全性等同普通磁带库；

　　 3、恢复工作极为简便，如果所需数据存在VTL当中，则不会涉及任何机械工作，恢复工作就像磁盘备份的速度一样；

　　 4、虚拟磁带库采用基于RAID保护的磁盘阵列，从而将备份的可靠性较常规磁带备份提高了若干量级。封闭式结构的磁盘介质本身的MTBF（平均无故障间隔）一般为开放式结构磁带介质的5倍以上；

　　 5、兼容性好，标准的FC、SCSI或iSCSI接口设备，兼容流行的主机设备和操作系统；

　　 6、实用性好，与现有磁带库应用方式一致，不用更改现有存储应用软件的管理策略，保护用户投资；

　　 7、虚拟磁带库用电子化的“机械手”和“磁带驱动器”，代替了机械磁带库中裸露、易损的机械装置，基于RAID保护的磁盘阵列具备降级工作能力，且具自动报警和在线热恢复能力。

　　 从以上虚拟磁带库的优势可以看出，虚拟磁带库不仅解决了传统磁带库维护负担高、备份失效率高以及备份恢复能力不佳的问题，而且也改变了磁盘备份容易被误删除或被病毒感染以及不便于在SAN环境中统一管理和优化使用的劣势。

　　虚拟磁带库的分类

　　 目前，市场上的虚拟磁带库按照架构可以分为三种类型：磁盘阵列型、应用服务器型和备份软件型。

　　 1、磁盘阵列型

　　 磁盘阵列型虚拟磁带库是以磁盘阵列为基础发展的虚拟磁带库，通过内建于磁盘阵列控制器内的虚拟软件，将存储空间仿真成磁带库具备的所有特征。这一类型的虚拟磁带库用户以大型企业为主，采用光纤信道主机接口，支持FC SAN储域网络环境，存储容量通常在数十TB以上，有的甚至可达上百TB。

　　 2、备份软件型

　　 备份软件型虚拟磁带库，其实就是将磁带库模拟软件直接安装在备份服务器上，把备份服务器的某些文件系统分区模拟成磁带库，从而使备份软件以磁带库方式使用磁盘文件系统。由于纯粹是依靠软件来达成仿真磁带的目的，运用上相当具有弹性，不但没有最大容量限制，可仿真的磁带库数量、磁带数量与每卷磁带容量也都是无限的，只要存储空间足够，也不限定需要采用何种品牌的存储系统，不过，这类方案的限制是无法和其它品牌的备份软件搭配使用。

　　 由于备份软件型虚拟磁带库下的备份磁盘暴露在主机的操作系统下，因此在这种方案下的数据安全性值得怀疑。举例来说，如果备份服务器被病毒感染，该病毒完全可能在损毁磁盘上数据的同时，损毁备份磁盘上的数据。而且，备份软件型方案还占用主机资源，使性系统性能受到限制。因此，这种方案主要用于备份缓存，即先备份到磁盘，然后在服务器不忙时再将备份转移到物理磁带库上。

　　 3、应用服务器型

　　 这种方案实际上是另外一种虚拟磁带库的软件实现方案，通过把虚拟磁带库管理软件安装在一台独立的专用服务器内，而将该服务器及所连接的磁盘存储设备模拟成磁带库。在这种方式下，备份服务器或其它应用主机通过FC或SCSI与专用的服务器连接，此时专用服务器及所连接的磁盘存储系统一起实现虚拟磁带库。

　　 与备份软件型虚拟磁带库方案不同的是，备份服务器或应用服务器把专用服务器及其磁盘阵列当作一台磁带库设备，实现了虚拟磁带库设备与主机设备的物理和逻辑上的分离。主机对这种方案下的虚拟磁带库的读写方式是数据块级读写，比备份软件类型的读写速度快，并且不会从主机方对备份数据产生误删除操作，主机上的病毒也不会影响备份数据。

　 这种方案的不足之处在于，他需要利用一台具有一定扩充能力的PC服务器作为虚拟磁带库管理器，系统优化性略低，另外控制器部分采用PC服务器结构，不够精简，而且PC服务器以及其连接的磁盘阵列管理不统一，不是一体化结构，还容易产生PC服务器和后端存储的不兼容问题。

　　企业如何选择虚拟磁带库

　　 企业在购买虚拟磁带库之前，首先要考虑一下当前的备份窗口，恢复点对象和恢复时间对象。如果备份对象适合磁带，那再购买VTL可能就没有必要了，因为磁盘存储带来的性能并不会对你的业务产生什么帮助。另外，我们需要知道的是，虚拟磁带库并非与所有的备份软件都兼容，一定要确保购买的虚拟磁带库与你现有的备份软件兼容。

　　 当您计划购买虚拟磁带库时，应该先估算一下所需要的虚拟磁带库容量，因为虚拟磁带库的存储容量也不是无穷的，这种考虑到存储长期的扩展性是一种很有远见的表现。另外，虚拟磁带库还要具备数据压缩技术，以扩展磁盘容量，以便在更少的磁盘空间内存储更多的数据。

　　 我们还需要知道的是，虚拟磁带库不能永远保存备份数据。一旦保存的备份数据过期了，就必须从虚拟磁带库上卸载这些备份数据，以便腾出空间存储新的备份。而在很多情况下，简单地删除存储备份数据是不合适的，这些备份将被卸载到 SATA磁盘阵列或磁带库中进行归档。被虚拟磁带库代替的磁带系统通常被重新部署成归档存储系统，创建磁盘―>磁盘―>磁带（D2D2T）的架构。

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