Хранение информации на ленточных накопителях
+7 (495) 514-70-07
Главная » Технологии » Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 5
Стандарты
дата картриджей
Наиболее распространенные стандарты дата картриджей
Производители дата картриджей
Наиболее распространенные стандарты дата картриджей
  • Дата картриджи LTO Ultrium
  • Дата картриджи IBM 3592/ IBM 3590
  • Дата картриджи 4mm / DDS / DAT72
  • Дата картриджи AIT / SAIT
  • Дата картриджи 8mm / ЕXABYTE
  • Дата картриджи QIC 1/4 Inch / TRAVAN
  • Дата картриджи DLT / SUPER DLT / S4
  • Дата картриджи SLR / TANDBERG
Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 5

Оглавление

Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 1

Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 2

Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 3

Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 4

Международный перспективный план развития систем хранения на магнитной ленте. Часть 5



1.4.6 Уголовное судопроизводство / судебная система

Большие объемы видео и фотоизображений используются такими государственными структурами, как полиция. К обрабатываемой информации относится видеосъемка регистраторами в патрульных автомобилях, а также записи камер фото-видеофиксации нарушений ПДД. Кроме того, во многих магазинах и зданиях в целях безопасности устанавливается система видеонаблюдения. Любая из вышеперечисленных записей может быть использована в качестве доказательства в суде. В настоящее время суды не рассматривают данные, которые были модифицированы от их первоначального вида неутвержденными/непроверенными средствами, такими как дедупликация, которые фактически собирают оригинальное изображение обратно (обычно применяется термин «восстановление»). Суды пока еще не доверяют источникам, если данные не могут или не подвергались воздействию процесса восстановления. Несмотря на то, что ситуация может в будущем измениться, сейчас использование дисковых систем для хранения для рассматриваемых структур является очень дорогим, учитывая необходимость в долгосрочном хранении данных (в течение многих лет). Емкость хранения ленточных носителей и возможность шифрования конфиденциальных данных делает магнитную ленту лучшим выбором для резервного копирования и/или архивирования данных для указанных структур. Количество данных, накапливаемых одним полицейским участком, подлежит измерению. Например, полицейское отделение в Финиксе, штат Аризона заявляет о наличии 20 TB, и это число увеличивается со скоростью 30% в год [51].

1.5 Оптимизация использования магнитной ленты

Важность использования магнитной ленты в защите данных в настоящее время снова возрастает, благодаря совпадению нескольких факторов, включая чрезмерное энергопотребление [52] дисковых систем, непрерывный и значительный рост [53] объемов генерируемых цифровых данных, а также растущее значение долгосрочного хранения информации [54] для соответствия регулятивным требованиям и целям оптимизации. Магнитная лента решает эти вопросы такими способами, которые не доступны дисковым решениям.

В то же время отмечаются посягательства дисковых систем на область, традиционно считавшуюся приоритетной для магнитной ленты - резервное копирование информации, что показано на рисунке 38, демонстрирующем растущую роль магнитной пленки [55].

Роль дисков и магнитной ленты в современном дата-центре

Рисунок 38: Роль дисков и магнитной ленты в современном дата-центре [55].

Диск имеет свойства, с которыми трудно сравниться, и которые позволили дискам занять свою нишу в процессе резервного копирования данных. Ключевым преимуществом диска является сочетание простоты и скорости считывания данных с носителя. Эти преимущества, будучи хорошо разрекламированными, перекрываются не имеющими широкой огласки, но не менее важными достижениями в технологии магнитной ленты. При этом лента расширяет свою роль в процессе защиты данных, будучи в некоторых случаях дополнением, а в других – заменой дисковых устройств в таких задачах как, скажем, архивирование.

Анализ использования магнитной ленты в хранении данных приведен в таблице 3, где представлены различные функции магнитной ленты в современных центрах обработки информации.

Таблица 3: Использование магнитной пленки в современных дата-центрах.

Резервное копированиеАрхивированиеСоответствие требованиям регулирующих органовАварийное восстановление
Зачем?Защита: данные копируются с тем, чтобы информация могла быть восстановлена, если какое-либо подмножество данных оказалось утерянным;
копии вторичных данных
Данные перемещаются с основного ЗУ на другой носитель для более долгосрочного хранения;
копия основных данных
Хранение данных в течение периода времени, определяемого законодательством;
данные копируются
Надежное хранение для восстановления в случае крупномасштабной потери данных;
данные копируются и переносятся на другую площадку
Требования к восстановлениюОсобые данные должны быть готовы к немедленному восстановлению;
минимальное время ожидания
Данные должны быть доступны, поэтому они хранятся в библиотеке;
допускается малое время ожидания;
восстановление данных с архивной пленки обычно [56] занимает менее двух минут
Допускается некоторое время ожидания;
данные должны быть извлечены в течение периода времени, определенного истребованием имеющихся по делу документов в электронной форме
Данные должны быть доступны;
восстановление данных происходит быстро (потоковая передача - одно из преимуществ ленты);
требует реализации плана извлечения лент с удаленной площадки и восстановления записанной на них информации
ДлительностьКраткий период от одной недели до года, после чего данные перемещаются в архивДолгосрочное хранение с промежутками между отрезками хранения более одного годаВ соответствии с регулятивными требованиями;
опционально разрушается по прошествии указанного периода (шифрованные данные на магнитной ленте уничтожить легко)
В соответствии с площадкой
Повторное использование носителейМагнитная лента используется повторно;
данные перезаписываются
Данные на хранении без перезаписиБез перезаписиВ соответствии с площадкой;
возможно переместить информацию с сайта на определенный период времени, а потом вернуть для повторного использования
ДоступностьДоступ к данным осуществляется через проприетарное программное обеспечение;
трудновыполнимый поиск, много версий/копий данных
Доступ к данным осуществляется через интерфейс файловой системы;
быстрый поиск
Доступ зависит от приложения или файловой системы;
легкий поиск
Доступ к данным осуществляется через стриминговое программное обеспечение. Возможность восстановления является более важной, чем возможности поиска
Пример«Чтобы защитить Вашу информацию от потерь, мы возвращаем ее на магнитную ленту. Так как кассеты хранятся автономно, то данные защищены от любой программной ошибки» [42]На площадках HPC магнитная лента используется для хранения данных в масштабах петабайт [57].Хранение больших архивов [58].Пример, связанный с устранением последствий урагана Катрина [59].

1.5.1 Свойства систем, направленные на оптимизацию эксплуатации магнитной ленты

Ключом к разумному внедрению магнитной ленты является оптимизация всего диапазона систем защиты данных. В этом контексте термин «система» определяется как среда защиты данных, включающая диск, магнитную ленту, сеть/глобальную сеть/протоколы/операционные системы и приложения, которые поддерживают защиту данных. Важным аспектом такой оптимизации может стать «ярусное хранение», которое подразумевает реализацию системы, направленной на обеспечение соответствия ценности данных используемому носителю, если ценность основана на свойствах самих данных. Ценность может зависеть от частоты использования, важности для обеспечения непрерывности коммерческой деятельности и/или дата создания, если новые данные запрашиваются чаще, чем старые. Вкратце, ярусное хранение использует оптимальную технологию хранения для каждого вида данных. Такой подход гораздо более эффективен, чем «всех под одну гребенку». Ключ к реализации ярусного хранилища – программное обеспечение, способное управлять размещение и миграцией данных между ярусами.

Ярусное хранилище:

  • Определяет иерархию в системе;
  • Использует магнитную ленту и диски;
  • Обеспечивает более дорогое хранение новой ценной и часто используемой информации;
  • Обеспечивает менее дорогое хранение для редко используемых и старых данных

«В NERSC более 13 PB данных хранятся на магнитной ленте: 30-40% эксплуатации этой ленты приходится на чтение. Измеренная и подтвержденная надежность решения составляет 99,945%, а стоимость в долларах США в расчете на GB насчитывает около 5 % от аналогичного значение для дискового хранилища».

Аналитик ESG Марк Петерс

Обычно данные, представляющие высокую ценность, хранятся на самых дорогих носителях, включая оптический канал связи, SAS и твердотельный накопитель. Такое ярусное размещение позволяет администраторам хранить на диске данные, к которым предъявляется требование мгновенной доступности, а также новые данные и информацию, к которой сложно получить доступ. Твердотельный накопитель иногда относят к нулевому ярусу, обычно это самое быстрое и дорогостоящее устройство. В качестве вторичного диска обычно выступает SATA – менее надежная, но более доступная технология [60]. Автоматизированные ленточные библиотеки являются наиболее надежным ярусом – на два порядка надежнее дисков SATA – и к тому же экономичным [40, см. также стр. 24-33 настоящего документа] хранилищем для данных, которым не критично время ожидание в течение нескольких минут. Ярусные системы хранения обычно конфигурируются на работу по схеме записи «с диска на диск и на пленку» (d2d2t). Такая схема позволяет администраторам воспользоваться преимуществами каждого вида носителей.

1.5.2 Интеллектуальное управление операциями ввода/вывода

В целях наиболее эффективного использования доступных носителей системные операторы должны использовать преимущества ключевых характеристик каждого типа носителя, включая скорость, долговечность, портативность, быстрый доступ к файлам и т.д. В данном отношении можно выделить следующие ключевые моменты:

  • Автоматизированная ленточная система подходит для быстрого резервного копирования и восстановления больших объемов информации (стриминг). Такой тип хранения также является наиболее приемлемым по цене, экологичным и портативным. Магнитной ленте свойственно некоторое время ожидания при обращении к тому или иному участку данных, поэтому данную особенность следует учитывать при работе в среде приложения. Магнитная лента является высоконадежным носителем. Самая большая кассета, доступная сегодня на рынке, обеспечивает большие значения емкости на штуку, чем дает самый емкий на текущий момент блин диска SATA. Ленточные кассеты могут хранить данные более 30 лет. Ленточные библиотеки обеспечивают целостность данных, возможности верификации, а также сохранение потребительских свойств на длительный срок.
  • Дисковые системы предоставляют удобный доступ к данным посредством интерфейса файловой системы без необходимости установки стороннего приложения для доступа к носителю и восстановления данных. Диски идеальны для данных, которые являются критически важными, часто используемыми или только что созданными, включая:
    • Основной диск, который обычно оснащен оптическим каналом связи, SAS и/или твердотельный диск. Основное дисковое хранилище дает максимально быстрый доступ к файлам.
    • Вторичный диск обычно используется только после того, как данные перемещены с основного диска, и перед или одновременно с перемещением данных на магнитную ленту.

За трехмесячный период к 90% данных [61] ни разу не обращаются. Вероятность повторного использования данных после указанного периода минимальна, что делает магнитную ленту первым кандидатом на хранение такой информации. Сохранение данных на сравнительно короткий промежуток времени на диске второго яруса значительным образом избавляет от административной проблемы с немедленным восстановлением данных. Своевременное перемещение на магнитную ленту освобождает дорогостоящее дисковое хранилище для новой/критичной информации. При хранении данных на диске, к примеру, в течении нескольких месяцев, происходит значительное упрощение операции резервного копирования, так что информация может быть перемещена на магнитную ленту во время еженедельного полного резервного копирования или по иному подобным образом сокращенному расписанию, вместо ведения ежедневных бэкапов.

Дисковые системы имеют свои недостатки, некоторыми из которых обычно пренебрегают. Первые два недостатка подтверждены и широко известны: диск гораздо дороже магнитной ленты (см. раздел «Преимущества магнитной ленты по стоимости и энергопотреблению при долгосрочном хранении данных» на стр. 24-33 настоящего документа) и требует постоянного электропитания, что добавляет к высокой стоимости приобретения дисков эксплуатационные расходы. Отметим, что в стоимость приобретения входит полный набор «тарелок» дисков, контроллеры и т.д.

Менее очевидными факторами являются, которые в некоторых случаях полностью противоречат общепринятому мнению, следующие:

  • Диск SATA, который обычно используется на втором ярусе вместо магнитной ленты, имеет меньший жизненный цикл, чем автоматизированные библиотеки и носители на магнитной ленте. Джейсон Хик (Jason Hick), руководитель группы систем хранения компании NERSC, рассматривает «ленточные накопители и библиотеки больше [в качестве] инвестиций, нежели затрат, особенно учитывая тот факт, что библиотеки и накопители обычно существуют до тех пор, пока вендоры предоставляют для них техническую поддержку (20 лет и 10 лет соответственно)» [56]. С другой стороны номинальное время жизни основного и вторичного дисков составляет 5 лет. Некоторые даже определяют максимальный срок использования диска перед полной заменой, который составляет 3 года [62].
  • Диск SATA имеет гораздо меньшую надежность по сравнению с ленточными носителями – при том, что надежность обеспечения целостности данных для дисков в 100 – 10 000 раз меньше, чем для магнитной ленты [23].
  • Скорость передачи данных с/на диск SATA меньше, чем у современных ленточных накопителей. Твердотельный диск является чрезвычайно быстрым, чего нельзя сказать о SATA, что, в свою очередь, сказывается на его стоимости. По сравнению с магнитной лентой, все типы дисков могут быстрее восстанавливать индивидуальные файлы, благодаря возможности дисков обеспечивать произвольный доступ. Однако, сравнивая производительность конкретных моделей, можно отметить, что ленточные накопители просто быстрее дисковых. Одним из самых быстрых жестких дисков, разрекламированным в недавнем тестировании, был привод SATA [63] с производительностью 157 MB/с [64]. Это значение производительности значительно уступает недавно выпущенному ленточному накопителю T10000C, для которого этот параметр составляет 240 MB/с [65] передачи несжатой информации, и модели TS1140 [66], передающей несжатый поток данных на скорости 250 MB/s. Тем не менее, дисковые системы часто объединяются в RAID-массивы с параллельной передачей данных с целью увеличения общей производительности системы.

Учитывая битовый коэффициент ошибок для каждого вида носителей, «…вероятность получить испорченные данные на диске в 100 раз превышают такую вероятность для накопителя стандарта LTO-5 и в 10 000 раз – если данные размещены на устройстве T1000C или TS1130!».

Аналитик Кертис Престон

Достоинства, недостатки и надлежащее применение дисков и магнитной ленты сведены в Таблице 4. Утверждения, сделанные в таблице 4 имеют подтверждения в настоящем документе.

Таблица 4: Различия характеристик магнитной ленты и дисков.

ДискМагнитная лента

Преимущества:

  • Быстрый доступ к одному файлу или группе файлов малого размера посредством функции произвольного доступа
  • Агрегация нескольких потоков данных (актуально для данных с малой скоростью передачи между аппаратными средствами)
  • Дедупликация данных для получения высоких значений коэффициента компрессии и удаленной репликации данных

Преимущества:

  • Хранение и восстановление больших объемов данных с высокой скоростью передачи
  • Минимальная стоимость хранения данных в расчете на GB, а также минимальное энергопотребление;
  • Данные на магнитной ленте имеют время жизни 30 лет и выше; время жизни оборудования также увеличено; надежность значительно выше, чем у дисков SATA.

Недостатки:

  • Более высокая стоимость в расчете на GB по сравнению с магнитной лентой
  • Требует постоянной подачи электроэнергии
  • Скорость передачи данных любого ленточного накопителя больше скорости для любого накопителя
  • Меньшее время жизни (обычно 3-5 лет)
  • Малая надежность

Недостатки:

  • Время ожидания, т.к. для получения доступа к одному файлу или группе файлов малого размера, размещенной на ленте; отметим, что среднее время доступа к кассетам, находящимся на хранении в библиотеке, т.е. не удаленно, не будет превышать двух минут
  • Лучше работает на больших скоростях передачи данных
  • Ограниченный набор приложений, которые выполняют запись на магнитную ленту в формате файловой системы; обычно данные, получаемые с магнитной ленты, должны вначале обрабатываться промежуточным приложением
  • Мнение о том, что с магнитной лентой сложнее работать - к настоящему моменту перестало быть правдой

Надлежащее применение:

  • Очень активные, новые или часто используемые данные
  • Потоковая агрегация данных до ленточных накопителей с большой скоростью
  • Удаление чрезмерного количества копий активных данных, сокращая объемы использования диска.
  • Единственная копия полностью дублируется с гораздо меньшей пропускной способностью, чем того требуют дублированные копии.

Надлежащее применение:

  • Хранение и восстановление объемных файлов или большого количества потоковых данных
  • Нечасто используемые данные
  • Данные, которые необходимо поместить на хранение на определенный промежуток времени и поддерживать их целостность.

1.5.3 Возможность получения доступа к файлам – «активный архив»

Заглядывая в будущее, можно предположить, что для управления данными, требующими долгосрочного хранения, будет применяться одно интегрированное решение с использованием как дисковых, так и ленточных накопителей:

Диски: для получения доступа к данным на диске используется интерфейс файловой системы. Преимущество такой структуры заключается в том, что данные могут помещаться на хранение и извлекаться через стандартный интерфейс системы файлов и директорий, с которым знакомо большинство пользователей.

Магнитная лента: в настоящее время данные обычно записываются на ленту с помощью собственного формата, специально адаптированного под приложение резервного копирования или другие приложения. Однако с развитием технологии появляется все больше возможностей для пользователей получить доступ к данным, хранящимся на магнитной ленте таким же образом, как осуществляется доступ к данным на дисках – посредством файловой системы. Такой подход значительно расширяет область применения носителей на магнитной ленте. В частности, магнитная лента теперь может выступать в качестве носителя для активных архивов, когда данные сохраняются на ленту в виде основной копии. Такая возможность видится еще более привлекательной, если учесть, что время доступа к файлу на магнитной ленте, уже хранящейся в библиотеке, составляет считанные минуты – обычно менее 2 минут. Некоторые пользователи, оперирующие большими объемами данных, такие как высокопроизводительные вычислительные центры, уже на протяжении многих лет используют магнитную ленту таким образом [67] – реализовав на ленточном оборудовании относительно естественный интерфейс в виде файловой системы, а затем осуществляя запись данных на ленту с помощью указанной модели.

С масштабным и устойчивым ростом объемов данных в этой технологии теперь заинтересованы организации всех размеров. Выход в 2010 году накопителей стандарта LTO с новой файловой системой LTFS открыл всем пользователям возможности новых устройств. Работа системы LTFS [68] основана на свойстве дефрагментации ленты таким образом, чтобы один фрагмент содержал метаданные структуры файловой системы, а второй фрагмент содержал сами данные. Благодаря системе LTFS пользователи видят данные, записанные на магнитной ленте так же, как данные на диске. Выдвинуто предложение именовать метод использования магнитной ленты для хранения и вывода первичных данных «активным архивированием». Суть метода схематично изображена на рисунке 39 [69].

1.5.4 Управляемое планирование перемещения данных

Развитие любой технологии предполагает постоянную миграцию на новейшие версии аппаратного обеспечения, операционных систем и приложений. Такой переход является довольно дорогостоящим, но тем не менее, системы хранения данных на магнитной ленте должны своевременно модернизироваться так же, как и прочее аппаратное и программное обеспечение дата-центров.

Магнитная лента строго поддерживает обратную совместимость по чтению. Например, каждое поколение накопителей стандарта LTO поддерживает возможность чтения магнитных лент, записанных накопителями двух предыдущих поколений [69], обеспечивая совместимость с лентами шестилетней давности или даже старше, в зависимости от номера поколения и срока использования накопителей каждого поколения.

Роль дисков и магнитной ленты в будущих дата-центрах

Рисунок 39: Роль дисков и магнитной ленты в будущих дата-центрах [69].

Говоря о дальнейшем развитии, оборудование на магнитных лентах должно продолжать поддержку возможности чтения данных, записанных предыдущими поколениями накопителей. Также необходимо упростить процесс миграции данных на устройства новых поколений, чтобы пользователи не потеряли доступ к унаследованным от предыдущего поколения данным, одновременно пользуясь преимуществами носителей увеличенной емкости, повышенной производительности накопителей и пониженной стоимости в расчете на гигабайт информации. Переход на новые носители должен осуществляться как часть более широкой, правильно сформулированной стратегии модернизации дата-центров, которая охватывает всю инфраструктуру дата-центра, включая аппаратное обеспечение, операционные системы, программные приложения и периферийные устройства.

Рекомендация:

  • В качестве надлежащей практики рекомендуется реализовать непрерывную или плановую миграцию нестабильных данных; такой подход согласуется с проведением своевременной модернизации операционных систем и приложений для всех инфраструктуры информационных технологий.

1.6 Конкуренты магнитной ленты

Несмотря на то, что основным способом применения магнитной ленты на протяжении нескольких десятилетий было резервное копирование и восстановление информации, лента также может быть использована в качестве фактического метода долгосрочного хранения больших объемов данных. Как рассматривается в настоящем документе, технология хранения информации на жестких дисках эволюционировала до приложений краткосрочного резервирования и восстановления, а первичная роль магнитной ленты сместилась в сторону долгосрочного сохранения и вывода информации, в особенности для корпоративного сегмента. Помимо магнитной ленты, к выполнению требований долгосрочного хранения данных близки жесткие и оптические диски.

1.6.1 Жесткий диск

Системы хранения данных на жестких дисках представлены на рынке в трех категориях, соответствующих приложениям по сохранению данных: RAID-массивы, MAID-структуры и съемные кассеты магнитного диска.

По результатам нескольких недавних исследований, посвященных долгосрочному хранению данных, можно сделать однозначный вывод о том, что традиционное хранилище на жестких дисках, объединенных в RAID-массивы, обходится во много раз дороже аналогичной системы на ленточных накопителях, как в отношении стоимости начального оборудования, так и в отношении совокупной стоимости владения (TCO) за многолетний период. Например, в исследовании, проведенном Clipper Group, намеренно были сделаны допущения в пользу дисковых систем. В результате было подсчитано, что TCO систем с ростом емкости до 87 PB за 12 лет будет в 15 раз выше для дисков, чем для магнитной ленты [5]. Другое исследование, затронувшее рынок СМИ и развлечений [70] показало, что стоимость архивирования 1 PB данных на срок до 20 лет на дисках более чем в три раза превышает аналогичную стоимость для магнитной ленты. Третье исследование приложения по архивированию больших объемов научных данных в размере 13 PB и с ежегодным ростом на 60% показало, что стоимость магнитной ленты в расчете на GB в 20 раз меньше стоимости аналогичной системы на дисковых накопителях [56]. Согласно результатам анализа другого приложения с более скромной емкостью 20 TB, стоимость приобретения решения на дисках в 4-8 раз превысила стоимость соответствующей библиотеки на магнитной ленте [23]. Кроме ценового преимущества, магнитная лента опережает дисковые носители и по надежности информации, что выражается в меньшем на один-два порядка проценте систематических ошибок. К другим преимуществам ленты относится портативность, позволяющая перенести копию данных в другое место, что важно для целей защиты информации и аварийного восстановления.

Заглядывая в будущее, можно предположить, что, по меньшей мере, в течение следующей декады технология ленточных накопителей и носителей будет развиваться такими же темпами, что и дисковые системы. Традиционной метрикой для оценки уровня развития технологии является максимальная плотность записи хранимой информации. Такая метрика оказывает сильное влияние на величину стоимости в расчете на GB. За последние несколько лет наблюдалось некоторое ежегодное замедление роста плотности записи падение до уровня, который немного ниже последней исторической отметки 35%, как это показано на Рисунке 40 [71]. На рисунке 40 можно также заметить, что опубликованные данные по плотности записи на диск только на 34% (т.е. с коэффициентом 1,34) превосходит фактические значения плотности для актуальных продуктов. Такое расхождение возникло потому, что технология производства дисков стремительно приближается к уровню, за которым возникают некоторые фундаментальные технические сложности. Преодолеть эти сложности можно только посредством введения на рынок новых технических решений. Для сравнения, опубликованные технические возможности устройств на базе магнитной ленты в 9-14 раз превышают по своим параметрам новейшие продукты соответствующего сегмента. Уровень технического развития ленточных устройств еще очень далек от фундаментальных границ, поэтому в данной области существует замечательная возможность для совершенствования, как уже было показано в соответствующих разделах настоящего перспективного плана. Таким образом, можно заключить, что ленточные устройства сохранят свое ценовое преимущество над дисковыми системами или даже увеличат его в грядущем десятилетии.

Плотность записи на жесткий диск и магнитную ленту для демонстрационных и коммерческих моделей

Рисунок 40: Плотность записи на жесткий диск и магнитную ленту для демонстрационных и коммерческих моделей [71].

Некоторые компании предлагают специальную конфигурацию массивов жестких дисков, которая адаптирована к работе приложений долгосрочного архивного хранения [72, 73]. Такие системы, известные также под сокращением MAID, означающим «массивы с простаивающими дисками», используют самые дешевые дисковые накопители и обесточивают их в целях экономии энергии. Такой подход, в принципе, может дать некоторый выигрыш по цене в сравнении с традиционными дисковыми массивами (особенно при уменьшенном энергопотреблении), но такие системы все равно будут стоить больше решений на базе магнитной ленты. MAID-системы не получили существенного распространения на рынке, и за последние несколько лет ажиотаж вокруг них полностью спал.

Технология съемных кассет магнитного диска получила умеренную популярность, особенно в приложениях защиты данных предприятий малого и среднего бизнеса. Данные продукты, наиболее успешным из которых считается линия RDX®, непосредственно обращаются к рынку архивных решений и предлагают комбинацию из некоторых преимуществ дисковых устройств (быстрый доступ к отдельным файлам) и магнитной ленты (портативность). Технология RDX заключается в размещении 2,5-дюймового жесткого диска, изготовленного для мобильных устройств, в отдельном внешнем корпусе. Благодаря такой конструкции данная технология могла легко полагаться на будущий виток развития жестких дисков. Емкость кассет составляла от 40 GB до 1 TB. Продукты на базе RDX предлагали многие хорошо известные компании, включая Dell, Fujitsu, Hitachi Maxell, HP, IBM, Imation, NEC, ProStor Systems, Quantum, and Tandberg Data. Благодаря своему комбинированному подходу, поставки устройств RDX перевалили за отметку миллион кассет, что в сумме составляет емкость 200 PB и 250 000 клиентов по всему миру [74]. Последние товары в линейке достигают емкостей, превышающих предложения ленточных библиотек. Например, компания ProStor представила систему с максимальным количеством кассет до 100, что обеспечивает суммарную доступную емкость системы до 120 TB [75].

1.6.2 Оптический диск

Развитие оптических дисков началось еще в 1970-х годах, когда они использовались в коммерческих приложениях для долгосрочного хранения данных, в частности изображений документов. Начало развитию технологии положили коммерчески-ориентированные продукты на базе магнитооптических механизмов или с записью методом фазовых переходов. С 1990-х распространение этих специализированных коммерческих систем пошло на спад, и хранилища данных на оптических дисках главным образом основывались на ориентированных на пользователя технологиях типа CD, DVD и, последняя разработка, Blu-ray, который был внедрен в решения по хранению данных. Технология обладает отличной совместимостью между поколениями, но ценой такой совместимости является очень малый темп выхода на рынок новых поколений устройств, обычно с интервалом в 5-10 лет. Современное состояние технологии оптических дисков намного отстает от дисковых и ленточных решений по метрикам емкости и скорости передачи данных. Наиболее прогрессивный на сегодняшний день формат, называемый BDXL, предлагает емкость 128 GB на диск и скорость передачи данных до 18 MB/с [76]. Одна из компаний предлагает архивную библиотеку на базе носителей BDXL, которая может объединять в себе до 690 единиц носителей с общей емкостью до 69 TB [77]. На фоне такого развития можно отметить крайне низкий «рыночный спрос» на дальнейшее совершенствование технологии после Blu-ray, поэтому разработка новых продуктов с запасом по плотности записи и скорости передачи данных находится под вопросом. Разработки, основанные на прогрессивной форме оптической памяти с использованием принципа голограммы, обеспечивающего более высокие значения емкости и скорости передачи данных, в настоящее время не имеют продолжения.

В последнее время на рынке присутствовали предложения по организации системы архивного хранения данных, построенной с использованием гибридного подхода, который сочетает высокопроизводительное оборудование на базе дисковых массивов с библиотекой съемных оптических носителей для долгосрочного хранения данных [78]. В конечном итоге системы, построенные по такой концепции, столкнулись с указанными выше технологическими ограничениями оптических дисков и не будут представлять сколько-нибудь значимой конкуренции для продуктов, основанных на магнитной ленте.

1.7 Выводы и рекомендации

Преобладающее воздействие на сектор хранения данных на ленточных носителях оказывает ускоряющийся рост объемов данных, генерируемых частными пользователями и организациями. Большую часть этих данных пользователи желают или вынуждены сохранять. Требование к сохранению такой информации несет в себе необходимость обеспечения доступности технологий хранения данных вместе с постоянно увеличивающейся плотностью записи и емкости носителя. Согласно оценкам, доступная мировая емкость архивных хранилищ цифровых данных в ближайшие несколько лет превысит величину в десять зеттабайт (1 зеттабайт = 1021 байт), и это значение полностью не удовлетворит потребности в хранении всей генерируемой информации. Таким образом, в ближайшем обозримом будущем мы не избавимся от необходимости увеличения доступной емкости хранения. В последующих приближениях потребность в росте емкости хранения может быть не однородной и зависеть от конкретных параметров, которые должны быть оптимизированы для решения той или иной задачи, например, стоимость, производительность, надежность или защищенность данных, соответствие требованиям регулирующих органов, аварийное восстановление и т.д.

Принцип использования ленточных носителей для хранения информации в последнее время переживает некоторые изменения. Традиционно, одним из основных назначений магнитной ленты является выполнение функций резервного копирования и восстановления, т.е. гарантия того, что сбой в аппаратной или программной части системы не приведет к потере важной информации. За последние несколько лет стало ясно, что большая часть данных, отобранных для резервного копирования и восстановления, требуется лишь для кратковременного хранения, и что ценным преимуществом является способность искать и быстро восстанавливать малые блоки данных. Указанные аспекты позволили перевести функции резервного копирования и восстановления на решения на базе дисковых накопителей. Использование дисковых систем для этих целей в настоящий момент возрастает, тогда как роль ленточных носителей в процессе резервного копирования и восстановления сходит на нет. Несмотря на это, многие пользователи применяют оба вида носителей в специальном ярусном решении, когда большая часть информации восстанавливается с диска из соображений высокой производительности, а ленточные устройства обеспечивают безопасность хранения на случай сбоя в резервных данных, перемещенных на диски.

В течение того же периода времени можно было наблюдать, что особую важность приобрела такая функция хранилища, как долгосрочное сохранение (или архивирование) данных. Вместе с тем растет понимание того, что функции резервного копирования и архивирования разительно отличаются друг от друга, накладывая при этом разные требования к устройствам хранения. В контексте архивной функции можно сделать вывод, что объемы использования магнитной ленты остались довольно впечатляющими, и что в будущие периоды будет наблюдаться их существенный рост. Магнитная лента обладает рядом свойств, дающих ей преимущество перед дисками в отношении долгосрочного архивного хранения. К этим свойствам относится их довольно низкая стоимость (как приобретения, так и эксплуатации) и высокая надежность данных. Важным фактором установления низкой цены является более низкое по сравнению с дисками энергопотребление. Экономия электроэнергии дата-центром сама собой превратилась в важнейшую задачу, помимо серьезных финансовых последствий, поскольку центры обработки данных заинтересованы в доступности достаточного количества энергии для обеспечения будущей деятельности.

По вышеуказанным причинам использование магнитной ленты остается важным элементом деятельности большей части компаний в области информационных технологий. При этом фактическое снижение объемов использование ленты гораздо меньше, чем прогнозировалось в предыдущем перспективном плане INSIC. Общепринятым подходом к организации корпоративного хранилища в настоящий момент является использование дисковых и ленточных накопителей в одном интегрированном решении с реализацией защиты данных, максимально реализуя преимущества, предлагаемые каждой технологией хранения данных. Внедрение указанного подхода осуществляется с помощью организации ярусных хранилищ, использующих для управления архивными данными специально разработанные приспособления, позволяющие считать эти хранилища интеллектуальными передовыми системами. Архивное хранение данных на магнитной ленте стало стратегической частью деятельности многих отраслей промышленности, что нашло свое подтверждение в нескольких примерах, приведенных в настоящем документе.

Дальнейшим направлением развития вычислительной среды является рост общедоступных облачных хранилищ, темп которого в ближайшие несколько лет будет увеличиваться. Услуги облачного хранения данных предлагаются с различными бизнес-моделями и ценовыми схемами. Многие из предлагаемых сервисов чувствительны к затратам и/или критичным образом зависят от поддержания защищенности и целостности хранимой информации. Свойства магнитной ленты (низкая стоимость, высокая надежность данных, возможность шифрования) делают этот носитель идеальным для использования (не в открытом виде) в приложениях облачного хранения данных. Ожидается, что такие приложения для магнитной ленты будут расти вместе с развитием бизнеса удаленного хранения.

Авторы отчета ожидают, что магнитная лента продолжить занимать значительное место в средах хранения данных будущего. При этом потребуется уделять постоянное внимание совершенствованию технологии и облегчению ее использования. В первую очередь необходимо продолжать научно-исследовательскую деятельность с целью увеличения плотности записи на носитель и емкости устройств, чтобы сохранить существенное ценовое преимущество магнитной ленты над дисками. Для поддержания возросших показателей использования ленты в целях архивного хранения необходимо продолжать развитие организации данных на ленте и связанного с данным процессом программного обеспечения, что позволит осуществить быстрый доступ к определенным записям данных в архиве. Внедрению магнитной ленты в область архивирования будет способствовать согласование несобственных стандартизированных форматов данных и реализация их разработчиками как программного, так и аппаратного обеспечения. Также развитию отрасли способствует обеспечение пользователей магнитной ленты систематическим и гибким способом миграции клиентских данных на устройства новых поколений, одновременно с тем, как разработка новых ленточных накопителей и носителей расширяет обратную совместимость на три поколения или почти на десять лет. Наконец, несмотря на довольно позитивный прогноз, представленный в настоящем отчете, поставщики и производители должны приложить все усилия к процессу обучения пользователей и популяризации основных преимуществ систем хранения данных на магнитной ленте.

1.8 Благодарности

INSIC выражает свою признательность компаниям индустрии хранения данных, а также их сотрудникам - членам команды, которые нашли возможность собраться вместе и обсудить имеющиеся в наличии материалы, сделать свои комментарии и добавить свои мысли в настоящий перспективный план развития приложений и систем. Мы благодарим также производственных аналитиков и специалистов по приложениям хранения данных на магнитной ленте, которые принимали участие в работе над документом и поделились своими знаниями и взглядами на будущее ленточных хранилищ. В частности мы признательны специалистам-аналитикам Майку Кану (Mike Kahn) и Дэвиду Рейне (David Reine) из Clipper Group за их работу над моделью затрат для систем архивного хранения данных, Марку Петерсу (Mark Peters) и Лорен Уайтхаус (Lauren Whitehouse) из Enterprise Strategy Group за предоставление обширных материалов и отчеты, составленные по результатам многочисленных опросов клиентов, а также Роберту Аматруде (Robert Amatruda) из аналитической компании International Data Corporation за предоставление многочисленных отчетов и прогнозов в отношении как дисковых, так и ленточных систем хранения. Со стороны специалистов по приложениям большой вклад в нашу работу был сделан Томом Колином (Tom Coughlin) из компании Coughlin Associates, поделившимся своим мнением и материалами в отношении рынка СМИ и развлечений, Генри Ньюманом (Henry Newman) из Instrumental, Inc., специалистом по высокопроизводительным правительственным приложениям, а также Джейсоном Митчеллом из Центра обеспечения здравоохранения информационными технологиями Американской академии семейных врачей, который дал перспективу использования технологии хранения информации в области здравоохранения.

1.9 Список использованной литературы

Список использованной литературы

Хранение информации на ленточных накопителях.

DITAPE.RU
© 2009-2017
Проект компании DILARIS