Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Ленточный накопитель что это такое


Ленточный накопитель: обзор, виды, характеристики и принцип действия

Ленточные накопители данных имеют свою уникальную историю совершенствования на техническом поприще. Впервые этот вид хранения данных появился в середине XX века и зарекомендовал себя в качестве неизменного устройства для записи, чтения и хранения данных.

Описание и принцип действия

Ленточный накопитель или стример является запоминающим устройством, которое работает по принципу магнитного фиксирования данных на носителе ленточного формата. После записи данных можно их использовать в различных целях, а принцип действия ничем не отличается от бытового магнитофона.

На сегодняшний день в некоторых областях до сих пор ленточные накопители находят широкое применение. Основное предназначение - это запись и чтение данных, а также их копирование и архивация. Запись происходит посредством запоминания информации, фиксируя ее на накопителе параллельно по всем дорожкам. При работе магнитно-ленточного накопителя сама лента может совершать движения в обоих направлениях. По сути, рабочий процесс напоминает использование магнитофона, так как в конце записи, когда кончается лента, аппарат двигает ее в обратном направлении.

Количество запоминающей информации зависит только от метража самой магнитной ленты. Именно длина ленты определяет размер записи данных.

В середине XX века компания Eckert-Mauchly Computer Corporation в первый раз сделала запись на ленточный накопитель компьютерных данных, а участвовал в этом аппарат ЭВМ UNIVAC I.

Носителем информации стал Vicalloy, который был выполнен из тонкой полоски металла шириной 12,65 мм, состоящей из никелированной бронзы.

До того как появились жесткие диски, ленточные накопители прочно засели в ЭВМ, выполняя функцию основного и долговременного носителя информации. Позже такого рода хранилища стали использоваться только в тех случаях, когда данными редко пользовались. Затем ленточные накопители стали портативным хранилищем для огромного объема данных.

Самая первая машина, появившаяся в 1951 году, называлась UNISERVO и могла хранить в себе объем данных, равный 224 килобайтам. Этот накопитель использовал в качестве материалов для ленты никель-фосфорную бронзу.

В следующем году IBM выпустила модель с семью дорожками на ленте, состав которой стал пластиковым. Такая лента хранила шесть битных байтов и один бит четности.

В 1958 году появляется более усовершенствованная модель с отдельными головками для записи и чтения. Улучшение заключалось в том, что ЭВМ могла считывать данные после их записи. Есть информация, что музей в Калифорнии как раз хранит информацию на таком накопителе.

Лента с девятью дорожками появилась в 1964 году. Принцип работы такой же, как и у модели 1952 года - 8 битных байтов и бит четности.

За десять лет, в период с 1970 по 1980 год, появилось множество моделей со следующими нововведениями:

На 2014 год существует уже модель, которая поддерживает работу с технологией LTFS, функционирующая по файловой схеме. То есть аппарат напрямую открывает доступ к нужной информации, избегая полной прокрутки ленты. Объем данных увеличился до 10 терабайт. На сегодняшний день существуют накопители и с большим объемом памяти, которые используются в промышленных масштабах.

Лента на девять дорожек

Так как в прошлом веке промышленные компьютеры могли занимать целую комнату средних размеров, то и применение НМЛ (накопителя на магнитной ленте) было широко распространено.

Наибольшей популярностью такой ленточный накопитель пользовался в СССР в 70-80-е годы прошлого века.

Использование аудиокассеты

Кассета для магнитофона имеет тот же принцип работы. Ее тоже можно назвать ленточным накопителем данных. Имея в доме примитивный магнитофон, любой мог записывать песни и слушать музыку.

До середины 90-х некоторые виды ЭВМ могли работать с такими накопителями, как аудиокассета.

Современные представители

Нынешние стримеры имеют возможность подключаться с помощью высокопроизводительного интерфейса SAS, который способен обеспечить скорость передачи данных от трех до шести гигабит в секунду. Более старые представители моделей IBM подключались через разъем FICON.

Описание технологии LTO

Современные представители магнитных накопителей придерживаются стандартов, именуемых LTO. Компания IBM представила ленточный накопитель (стример) LTO-5 TS2350, который имеет два разъема подключения SAS и один порт для выхода в интернет.

Применяемые операционные системы

Работа с многозадачными и многопользовательскими операционными системами представляется простейшим способом, то есть используются такие команды, как tar и mt. Однако с операционной системой Мас первая команда не способна работать со стримерами, а вторая команда попросту отсутствует. Основной операционной системой, предназначенной для работы с магнитными лентами, является Linux и Mac OS X.

Для широкого круга операционных систем существуют специальные программы для обслуживания современных стримеров. С 2010 года компания IBM работает над реализацией ленточных накопителей в Windows.

Описание ленточной библиотеки

Принцип работы такой библиотеки заключается в том, что она функционирует одновременно с несколькими ленточными накопителями. Библиотеки такого масштаба являются абсолютно роботизированными. Такие хранилища работают с маркированными штрих-кодом кассетами, которые достает робот согласно заданной программе.

По сравнению с дисковыми носителями, такой вид хранения данных значительно выгоднее, так как для содержания ленточной библиотеки требуется меньшее количество затрачиваемого энергопотребления, а также общая стоимость оборудования гораздо меньше дисковых аналогов.

Положительные стороны и недостатки

Среди достоинств, как было указано выше, отмечается низкая себестоимость и содержание такого вида хранилища. Положительным моментом является и возможность бесконечной записи данных, то есть объем памяти практически безграничен. За счет монотонных операций и механического строения ленточные накопители способны прослужить достаточно длительное время, а именно - десятилетия.

К сожалению, есть и недостатки эксплуатации ленточной библиотеки - это малая скорость доступа к данным. Дело в том, что для чтения определенной информации ленте нужно время, чтобы прокрутиться к заданному месту. То же самое происходит, если активировать несколько запросов одновременно.

Несмотря на низкое потребление ресурсов, сама стоимость стримера очень высокая, поэтому цена устройства записи - это один из недостатков.

Стример - это... Что такое Стример?

Современный стример стандарта LTO и картридж к нему

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 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.

Достоинства:

Недостатки:

Базовые способы записи

Существует два базовых метода занесения информации на магнитную ленту в стримерах:

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.

Наклонно-строчная магнитная запись («Helical Scan»)

Основная статья: Наклонно-строчная видеозапись

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).

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.

9-дорожечная лента

9-дорожечная лента

Основная статья: 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

Основная статья: Компакт-кассета

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).

Технология DDS

DAT

Основная статья: Digital Audio Tape

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.

Технология QIC

Кассета QIC-80

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

Картридж SDLT

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.

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.

Технология LTO

Основная статья: LTO

Картридж 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].

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 Картридж 3592 JA/JW Картридж 3592 JB/JX Картридж 3592 JC/JY Картридж 3592 JK (short JC)
610 м 60 GB 100 GB 128 GB
610 м 300 GB 500 GB 640 GB
825 м 700 GB 1 TB 1.6 TB
4 TB
500 GB

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].

Программное обеспечение

Основная статья: Список ПО для резервного копирования

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.

Ленточная библиотека

Большая ленточная библиотека StorageTek Powderhorn. Высота 180 см

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).

См. также

Примечания

Ленточный накопитель - это... Что такое Ленточный накопитель?

Ленточный накопитель

Стример (от англ. streamer) — запоминающее устройство на магнитной ленте с последовательным доступом к данным, по принципу действия — обычный магнитофон.

Преимущества: большая ёмкость (до 4 Тб), невысокая стоимость информационного носителя, стабильность работы, надёжность.

Недостатки:

Основное назначение: Запись и воспроизведение информации, создание резервных копий данных.

В ЭВМ, выпускавшихся до момента появления и широкого распространения жестких дисков, устройства, аналогичные стримерам, использовались как основной постоянный носитель информации (ПЗУ). В дальнейшем, в мейнфреймах стримеры стали использоваться в системах иерархического управления носителями для хранения редко используемых данных.

См. также

Компоненты персонального компьютера Системный блок Компьютерная память

Оперативная память • Твердотельный накопитель (Флеш-память) • Жёсткий диск

Запоминающие устройства

Дисковод (Дискета) • Стример • Оптический привод (CD • Blu-ray Disc)

Устройства вывода

Монитор • Акустика • Принтер • Графопостроитель (плоттер)

Устройства ввода Игровые устройства

Джойстик • Руль • Штурвал • Педали • Пистолет • Геймпад • Дэнспад • Трекер

Прочее

Wikimedia Foundation. 2010.

Современные стримеры: выбираем ленточный накопитель

Аббревиатура SLR расшифровывается как Scalable Linear Recording (линейная запись с масштабированием). Стандарт использует надёжный дизайн с минимумом движущихся частей, что позволяет гарантировать долговременную надёжность использования. С технической точки зрения, SLR базируется на стандартах QIC и ADR (см. описание ниже), с использованием нескольких головок. Предварительно записанные служебные дорожки позволяют точно позиционировать головки. К тому же, Tandberg подчёркивает способность выдерживать перепады температур и влажности.

 Ёмкость Максимальная скорость чтения
SLR3 1,2 Гбайт300 кбайт/с
SLR4 2,5 Гбайт300 кбайт/с
SLR5 4 Гбайт380 кбайт/с
SLR7 20 Гбайт3 Мбайт/с
SLR50 25 Гбайт2 Мбайт/с
SLR60 30 Гбайт4 Мбайт/с
SLR75 38 Гбайт4 Мбайт/с
SLR100 50 Гбайт5 Мбайт/с
LR140 70 Гбайт6 Мбайт/с
DLT

Уже по расшифровке аббревиатуры DLT (Digital Linear Tape - лента для цифровой записи с последовательным доступом) видно, что здесь используется линейный способ записи. Ширина ленты составляет полдюйма, а запись ведётся попарно, дорожка за дорожкой. Каждая из 128 или 208 дорожек имеет такую же длину, что и вся лента. После перестройки головок процесс продолжается в обратном направлении.

Технология стримера DLT существенно отличается от других: здесь лента тоже раскручивается с одной бобины перед тем, как её намотает другая бобина. Однако целевая бобина находится не в кассете, а является частью привода. Благодаря хитрой прокладке ленты трение сводится к минимуму, поэтому плёнка никогда не испытывает сильных нагрузок. В результате износ кассет DLT минимален, хотя он всё же сильнее, например, чем у SLR.

В отличие от других форматов, DLT имеет средства автоматической очистки и использует специальные электронные компоненты для обеспечения продолжительного времени работы.

Стандарт ЁмкостьМаксимальная скорость чтения
DLT2000 15 Гбайт1,25 Мбайт/с
DLT4000 20 Гбайт 1,5 Мбайт/с
DLT7000 35 Гбайт5 Мбайт/с
DLT8000 40 Гбайт6 Мбайт/с
Super DLT

Стандарт SDLT разработан для достижения единственной цели - ещё больших ёмкостей. Благодаря комбинации оптического и магнитного способов записи (LGRT - Laser Guided Magnetic Recording - магнитная запись с лазерной наводкой), он обеспечивает высокую точность.

 SDLT 220 SDLT 320SDLT 600SDLT 1200 SDLT 2400
Ёмкость 110 Гбайт160 Гбайт300 Гбайт600 Гбайт *1,2 Тбайт **
Максимальная скорость чтения 11 Мбайт/с16 Мбайт/с36 Мбайт/с50 Мбайт/с100 Мбайт/с
Картридж SDLT ISDLT ISDLT IISDLT IIISDLT IV
* 2005, ** 2006      
ADR

Стандарт ADR (Advanced Digital Recording - расширенная цифровая запись) продвигается Philips и подразделением On-Stream. Уникальной особенностью этой технологии с использованием 8-мм плёнки является одновременная запись/чтение восьми из 192 дорожек данных, что обеспечивает высокую скоростью передачи при низкой скорости движения ленты.

В итоге мы получаем замечательный побочный эффект - относительно низкий механический износ. К тому же, коррекция ошибок ECC может применяться как горизонтально, так и вертикально. К примеру, на плёнке может быть испорчено 24 дорожки из 192, но данные при этом не потеряются.

Без сжатия ленты ADR способны хранить до 25 Гбайт. В будущем планируется увеличить ёмкость.

LTO

Стандарт LTO (Linear Tape Open) был разработан в качестве альтернативы DLT. Линейная запись и множество технических особенностей делают стандарт LTO весьма привлекательным, причём базируется он на надёжной технологии.

Основные итерации стандарта - это Accelis и Ultrium, которые можно легко лицензировать. Ultrium обеспечивает впечатляюще высокую ёмкость и скорость передачи данных.

 Ultrium-1Ultrium-2Ultrium-3Ultrium-4
Ёмкость100 Гбайт200 Гбайт400 Гбайт 800 Гбайт
Скорость чтения 20 Мбайт/с40 Мбайт/с80 Мбайт/с160 Мбайт/с
VXA

Стандарт VXA, разработанный Exabyte, позволяет регулировать скорость ленты в зависимости от возможностей системы, что помогает избежать излишних остановок, перемоток и повторов.

VXA, в общем случае, разбивает длинные потоки данных на меньшие блоки и записывает их на ленту в формате Discrete Packet Format, обеспечивающим повышенную сохранность данных. Формат DPF предусматривает использование буфера для эффективной организации процесса записи на ленту. Помимо этого, ECC проверяется в горизонтальном, вертикальном и диагональном направлениях для каждого пакета.

Каждый пакет имеет размер 64 байт, и каждая дорожка содержит 387 пакетов. Если один из них будет записан неверно, то произойдёт повторная запись в ближайшем возможном местоположении.

Таким образом, привод VXA работает очень эффективно и обеспечивает высокую степень сохранности данных при возникновении дефектов плёнки. Причём, надёжность стандарта VXA была подтверждена на практике: сообщается, что ленты были восстановлены даже после пребывания в воде (хотя в нашей лаборатории мы подобную ситуацию не проверяли).

Тестовый стример: Tandberg SLR75

Накопители на магнитных лентах или диски? Будущее ленточных носителей и сферы их применения

Один информационный вестник, не будем называть имени (все совершают ошибки), активно обсуждал увядание сектора хранителей на магнитной ленте в 2012 году. По их мнению, всё, что оставалось производителям магнитных носителей, это просто уйти из бизнеса. Они подчёркивали, что резервное копирование сместилось в сторону VLT, и что для магнитных накопителей это означает конец. В статье была поставлена под вопрос конкурентоспособность магнитных носителей в сравнении с дисками - одним из аргументов против магнитных накопителей был более медленный доступ к ним по сравнению с ними. Наконец, в этой статье было сказано, что единственный производитель магнитных накопителей, скорости которых были сопоставимы со скоростями классических дисков, это SpectraLogic, поскольку новости относительно других производителей оказывались совсем уж безрадостными. У всех бывают плохие дни. Оглядываясь на результаты прошлого 2014 года, можно выделить несколько моментов, почему приведённые в статье выводы были ошибочными:

• Резервное копирование. В этом авторы отчасти оказались правы. Десятилетиями магнитные ленты были основным носителем для сохранения информации, однако этому, как и многому другому, приходит конец. Резервное копирование быстрее делать на винчестер и дешевле – в смысле краткосрочного хранения – в облако. Целевой рынок – предприятия малого и среднего бизнеса, небольшие объёмы информации которых можно заливать прямиком в облачное хранилище без потери производительности. Однако более крупные предприятия производят большие объёмы данных, которые необходимо хранить в течение длительного периода времени. Именно для них становятся актуальными носители на магнитных лентах, предоставляющие большую плотность хранимых данных и более экономные в плане стоимости.

• Надёжность. Надёжность магнитных лент действительно имела плохую репутацию некоторое время, в основном из-за DLT поколений. Однако с развитием и стабилизацией LTO стандарта это больше неактуально. Магнитные накопители доказали свою надёжность, которая даже превосходит надёжность дисков, особенно дешёвых. National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) сообщил о том, что картриджи для магнитных лент примерно на 4 порядка надёжнее, чем их аналоги для SATA.

На это есть несколько причин – можно рассмотреть критерий качества передачи данных (BER) и феномен деградации хранимых данных. Параметр BER предсказывает процент порченых бит от общего числа записанных бит информации. Магнитные ленты показывают 10-кратное улучшение этого показателя в сравнение с лучшими винчестерами. Деградация данных – постепенное снижение качества среды хранения информации на магнитном носителе – также очень важный показатель качества носителя данных в терминах долгосрочного хранения. И ленты, и винчестеры по природе своей устройства магнитные, но вращающийся диск винчестера представляет больше опасности для хранимой информации (продолжительность жизни LTO – 15-30 лет).

• Продажи. После небольшого провала в продажах, в 2013 году продажи магнитных накопителей остановились, а в 2014 снова пошли в гору. LTO -достаточно чётко описывает состояние рынка магнитных лент. LTO-6 дисков было продано в общей сложности на 100,000 Пб ёмкости меньше, чем лент. LTO-4 также немного сбавили темпы, а вот объёмы продаж LTO-5 выросли. LTO-6 продаётся быстрее благодаря новому фрэймворку. Также одной из причин возросшей популярности стала цена за гигабайт. Производители дисков не упустили шанса упомянуть о снижении цены на свои винчестеры, но ленточные накопители всё равно остались дешевле: картридж для магнитной ленты на 1.5 Тб стоит порядка $40, что в сравнении со схожей ёмкостью - в два раза меньше цены для HDD.

• Производительность. Производители винчестеров любят избитое клише: «магнитные ленты медленнее дисков». По большому счёту это неверно: производительность зависит от скорости дисковой системы или автозагрузки/библиотеки и типа передаваемых данных. Диск, как правило, быстрее при работе со случайным доступом к данным, когда головка диска может перемещаться в разные секторы быстрее, чем головка магнитной ленты. Тем не менее, производительность магнитных ленточных накопителей, как правило, выше при последовательном доступе к данным. Именно поэтому их удобно использовать для бэкапов, архивирования и хранения больших объёмов данных.

Наиболее частые случаи использования магнитных лент

Сегодня магнитные накопители успешно используются в следующих случаях: архивирование, облака (да, вы не ослышались, в облачных хранилищах). Производители дисков отрицают это, но посудите сами: производителям, которые не предлагают покупателям магнитные накопители, выгодно, чтобы последние навсегда исчезли. Такие производители будут спорить, что они не продают ленточные магнитные накопители по той простой причине, что не верят в их возможности. Хотя, с точки зрения ёмкости лент, их экономичности и надёжности такие утверждения просто несправедливы.

Архивирование

Самый распространённый вариант использования – долгосрочное архивирование. Классический пример – долгосрочное хранение архивов данных. Активное архивирование также один из вариантов, когда лента принимает часть данных с диска, таким образом, разгружая его, и предоставляет данные для использования аналитическими программами или загрузки в другие системы. За примерами далеко ходить не надо. National Geographic’s NG Global Media управляет огромными массивами медиа данных. Television MediaCore – её подразделение, предоставляющее медиа сервисы своим клиентам. Как правило, они генерируют порядка 5-10 Тб контента в день и архивируют примерно 90% от этого количества на ленточные магнитные библиотеки Spectra Logic. Архивы остаются постоянно доступными, в то время как значительный процент объёма данных находится в прямом доступе и повторно используется. Суперкомпьютер Blue Waters центра суперкомпьютерных вычислений (NCSA) использует ленточную библиотеку Spectra 380B в качестве активного хранилища. Библиотека обеспечивает скорости чтения/записи порядка 2.2 Пб/ч и может хранить 380 Пб данных. Национальный институт здоровья (NIH) использует магнитную библиотеку Oracle для активного архивирования в своих центрах обработки данных, а также для долгосрочного хранения. Огромные объёмы данных остаются доступны для прямого доступа и анализа медицинскими исследователями по всему миру. Некоторые провайдеры услуг на базе дисков и облачных хранилищ пытаются противопоставить магнитные ленты и облака друг другу, заявляя что-то наподобие: «хранение данных в облаках быстрее и дешевле, чем на магнитных лентах». Это неверный аргумент в пользу облачных хранилищ по той простой причине, что магнитные носители используются в облаках. Центры данных облачных хранилищ часто владеют огромными библиотеками магнитных лент для долгосрочного и экономичного хранения информации. Исключением является разве что Glacier: Amazon клянётся, что не применяет магнитные ленты, в то же время скромно отмалчиваясь, а что же именно она использует. Однако, многие основные поставщики облачных сервисов, включая Google, пользуются преимуществами магнитных накопителей. Примеры научных сообществ, сочетающих облака и магнитные носители, включают CERN, лабораторию Argonne National Laboratory и NASA, а канал Discovery, пожалуй, самый яркий пример в этой области.

Большие данные

Ленточные серверы являются наиболее экономичными хранилищами для неструктурированных данных. Даже производитель суперкомпьютеров Cray использует магнитные ленты для хранилищ в своём 4-отсековом архиве. Для анализа больших данных ключевым является активное архивирование и картриджи большой ёмкости для огромных наборов данных. Промышленная линейка HP StoreEver ESL G3 хранит до 75 Пб данных в единой системе. Крупнейшая промышленная модель Quantum Scalar i6000 также расширяется до 75 Пб. В прошлом году Oracle представила магнитный диск StorageTek, способный хранить 8.5 Тб сырых данных со скоростями доступа до 252 Мб/с. В этом году IBM и Fujifilm анонсировали прототип картриджа, способного хранить 85.9 млрд. бит данных на квадратный дюйм, что эквивалентно 154 Тб несжатых данных. IBM также сотрудничает с Sony, анонсировавшей магнитный носитель с плотностью данных в 148 Гб на квадратный дюйм или 185 Тб в одном картридже.

Что дальше?

• “Flape”. Не очень удачный термин, сочетающий два слова – флэш (flash) и магнитная лента (tape). Хоть IBM и не использует этот термин, у них есть наработка, объединяющая систему FlashSystems V840 с магнитной лентой. Флэш система имеет достаточную ёмкость и производительность для систем Tier 0 и Tier 1. Она интеллектуально переносит данные прямиком на второстепенный уровень, которым может являться диск или магнитный носитель. IBM предлагает использовать здесь магнитные накопители в целях экономии и надёжности долгосрочного хранения данных.

• Взлёт LTFS. LTFS – это по своей сути грандиозно. Вкратце, файловая система LTFS хранит данные на магнитном носителе вместе с метаданными, которые позволяют пользователям получать доступ к файлам на ленте без необходимости использования бэкап-приложений или специфических версий. Это решает насущную IT проблему необходимости поиска нужных файлов через бэкап-каталог с целью их восстановления с магнитной ленты. IBM разрабатывает магнитную систему, интегрирующую LTFS и GPFS, кластерную файловую систему IBM. Новая система облачит магнитные носители в форму винчестеров для серверов и задаст общее пространство имён диску и магнитной ленте для глобального управляемого хранилища.

• Технические преимущества. LTO-6 всё ещё держится. Каждое новое LTO поколение делает серьёзный скачок в повышении плотности. И LTO-7 уже на подходе, а LTO-9 и 10 – в планах на ближайшее будущее. Ленточные картриджи также постоянно совершенствуются. IBM, Oracle, Quantum, Spectra Logic и прочие производители делают существенные подвижки в плане повышения ёмкости, надёжности и долговечности, улучшая жизненный цикл управления данными и повышая скорости доступа к информации. Поставщики также улучшают характеристики энергопотребления и технологии охлаждения, делая библиотеки магнитных накопителей всё более экономичными.

Экономия за счёт роста Экономия на магнитных лентах это экономия за счёт роста. Чем больше масштаб предприятия, объём, необходимый для хранения данных, тем больше выгода от использования магнитных накопителей по сравнению с обычными дисками. Диски быстро становятся более дорогими, поскольку 80% информации на них записывается один раз и дальше просто хранится, как архив, а износ самого диска за счёт наличия внутри подвижных конструкций при этом продолжается – таким образом, компания теряет деньги на неразумное обслуживание архивов данных. А с ростом объёмов информации, которую необходимо хранить, преимущества магнитных носителей становятся всё более очевидными.

Вывод из всего сказанного очень прост – магнитные накопители не умирают, их продажи не уменьшаются и на пенсию они пока не собираются.

Получайте новости с allbackup на почту

Что такое стример в компьютере? - База ответов на любые вопросы

За последние десятилетия компьютерная техника несколько раз сменила формат внешних носителей информации. Если полвека назад для этого использовались перфоленты и перфокарты, затем – магнитные дискеты, после которых наступила очередь лазерных дисков, то сегодня в приоритете твердотельные накопители. Между тем, в некоторых информационных системах до сих пор в ходу совершенно особые устройства для хранения и записи информации – стримеры.

Что такое стример?

В английском языке слово «streamer» обозначает длинную узкую ленту. Сегодня стримерами чаще всего называют людей, ведущих прямую видеотрансляцию каких-либо событий в сети Интернет. Однако в профессиональной среде компьютерщиков этим словом обозначают информационный накопитель, в котором информация фиксируется на магнитную ленту.

Устройство записи и считывания принципом работы напоминает бобинный магнитофон: лента, покрытая ферромагнитным составом, проматывается через блок магнитных головок, при помощи которых отдельные участки ленты намагничиваются, и таким образом осуществляется фиксация цифровой информации.

Для чего нужны стримеры?

Сегодня стримеры – достаточно редкий тип оборудования, используемый для создания и хранения резервных копий важной информации. Достоинством магнитной ленты является сохранность данных даже при полностью обесточенном оборудовании, благодаря чему при возникновении аварийной ситуации, связанной с отключением компьютерной системы, важнейшие массивы и базы остаются защищенными от утери.

Использование стримеров в качестве информационных носителей для постоянной работы нерационально, так как поиск, считывание или запись нужных фрагментов данных на магнитной ленте занимает намного больше времени, чем при использовании современных жестких дисков или твердотельных накопителей.

Свойства современных стримеров

В отличие от техники предыдущих поколений, стримеры современного типа оперируют достаточно большими объемами записи данных. Увеличение объема накопителей достигнуто благодаря современной цифровой технологии LTO. Их важнейшие характеристики:

— на кассету можно записать до 160 ГБ данных, сжатых 2:1;

— запись осуществляется со скоростью 49,3 ГБ/час (одна кассета заполняется за 3,2 часа); — стример подключается к компьютеру через USB или SCSI.

Устройство подключается и работает в режиме plug-and-play, что позволяет начать резервное копирование уже через минуту после установки новой ленты.

Преимущества стримеров

К преимуществам последнего поколения стримеров специалисты относят:

— высокую емкость стандартной кассеты с магнитной лентой;

— небольшую стоимость магнитной ленты и ее неприхотливость к условиям хранения;

— стабильность и надежность работы;

— минимум энергопотребления для хранения объемных массивов данных.

Следует напомнить, что кассета магнитной ленты для хранения не требует подключения к электропитанию и абсолютно не потребляет электроэнергии.

Недостатки стримеров

Основным недостатком, от которого стримеры никогда не смогут избавиться, является невысокая скорость доступа к данным: для того, чтобы отыскать нужный фрагмент записи, лента должна быть перемотана к тому участку, на котором он записан.

И еще одно обстоятельство: несмотря на то, что магнитная лента обходится очень дешево, изготовление самого стримера обходится в существенную сумму.

Как стримеры записывают информацию?

Запись информации в стримере осуществляется одним из двух основных способов: линейным либо наклонно-строчным.

— Линейный способ записи данных на магнитную ленту происходит так: информация наносится в виде параллельных дорожек, идущих вдоль ленты. При записи лента движется вперед или назад относительно неподвижной записывающей или считывающей головки. Когда дорожка доходит до конца ленты, запись продолжается на следующей дорожке, при этом лента начинает двигаться обратно. Современные стримеры используют технологию нескольких головок, ведущих одновременную работу с рядом параллельных дорожек.

— Наклонно-строчный способ записи данных аналогичен системе бытового видеомагнитофона. Головки записи и чтения располагаются на барабане, который вращается во время промотки мимо него магнитной ленты. Данные пишутся в виде поперечных дорожек, расположенных с небольшим наклоном. Это позволяет уплотнить запись, не уменьшая зазоров в головках и не ускоряя ее движение. Современные блоки головок для стримеров используют как линейный, так и наклонно-строчный способы записи данных.


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.