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深入探讨虚拟磁带库的具体应用

Watchstor.com  佚名丨2009-10-30 15:53 标签:磁带 VTL 

虚拟磁带库的应用帮助企业在存储中节省了大量的人力物力,为企业的利益增长带来直接的帮助。下面我们就来分析一下虚拟磁带库在实际应用中的价值体现。VTL的本体是磁盘阵列,可利用磁盘可随机读写的特性,有效提高还原性能,因此VTL适于保存还原机率较高的近期生产数据,也就是作为后端真实磁带的缓冲(Buffer),以便缩短备份窗口,所有备份数据将先写进速度较快的VTL,然后再于其他时间转存到真实磁带上。

外表是磁带、内在是磁盘,兼具既有环境与创新存储应用

虚拟磁带库(Virtual Tape Library ,VTL)可利用仿真SCSI指令的方式,将磁盘仿真成磁带设备,从而在不改变原有磁带备份架构的前天下,以磁盘取代磁带,达到缩短备份窗口、提高备份成功率、加速还原时间、读取归档数据效率等优势。

对前端的备份服务器或应用服务器来说,VTL和真实磁带设备是完全一样的,前端完全不会知道后端的"磁带",实际上是VTL系统以磁盘仿真出来的空间,因此VTL能相当程度地替代真实磁带的作用。

然而随着信息管理法规的要求,长期存档与法规稽核的需求日益增加,磁盘作为长期归档媒体仍有成本过高的问题,相对的,单位成本更低的磁带,更适合这种环境的使用,所以真实磁带设备在现今企业环境中,仍占有一席之地。实际上,通常是由VTL与真实磁带构成三层式的备份架构,也就是所谓的磁盘到磁盘到磁带(D2D2T),最前端是在线应用服务器的高性能磁盘,最末端是真实磁带设备,而采用中低价位SATA磁盘构成底层的VTL,则介于两者之间。

虚拟磁带库的本体是磁盘阵列,可利用磁盘可随机读写的特性,有效提高还原性能,因此VTL适于保存还原机率较高的近期生产数据,也就是作为后端真实磁带的缓冲(Buffer),以便缩短备份窗口,所有备份数据将先写进速度较快的VTL,然后再于其他时间转存到真实磁带上;而磁带属于抽取式媒体,易于扩充容量(只需购买新的磁带),单位成本低,适合用于数据的长期保存。两者如能相辅相成,即可兼顾效率与成本的需求。

直接磁带输出

传统上要将数据从VTL转存到磁带,都必须通过前端的备份服务器来执行,因此会占用备份服务器的作业时间与处理资源,当备份服务器执行VTL转存真实磁带作业时,就没办法执行原来的正常备份工作。

因此新一代VTL可支持"直接磁带输出"功能。直接从虚拟磁带库把数据转存到后端真实磁带上,不会占用前端备份服务器的资源,也不会干扰到备份服务器原来排定的备份工作。

重复数据删除

这项技术可通过对原始数据的分解与特征值演算,除去数据中的冗余部分,让有限存储空间发挥出数倍甚至数十倍的存储效率,大幅提高磁盘有效的存储容量。

对VTL来说,由于可容纳的数据量提高,因此使用者原来每隔几天或每周就需要执行一次的转存磁带作业,可改为间隔1个月甚至是半年之久。由于留存在硬盘上的数据量增多,也提高了数据还原或检索的速度。

I/O负载平衡

传统虚拟磁带库仿真出来的磁带,均位于磁盘上的固定位置,某些情况下,可能会发生许多的备份数据流均集中到一个磁盘的问题,以致形成性能瓶颈。

I/O负载平衡技术则采用动态的I/O分配,虚拟磁带并不位于固定的位置,系统可以自动分配备份数据流写入磁盘阵列的位置,备份数据流可动态地平均分布在多个磁盘 LUN 中,避免形成磁盘LUN瓶颈。

硬件压缩

压缩是磁带机必备的基本功能,仿真真实磁带设备的VTL自然也须提供这项功能。但软件压缩会造成处理器的负担,因此也降低了虚拟磁带库整体性能。某些情况下启用软件压缩甚至会使 VTL 吞吐量降低一半,若对不易压缩的离散数据启用软件压缩,那VTL的吞吐量甚至会下降 85% 。导入专用的压缩芯片/卡,可在不影响处理器性能的情况下执行压缩工作,比起使用软件压缩的VTL,吞吐量可高出数倍。

无服务器磁带备份

传统磁带设备或VTL的作业控制都需依赖备份服务器,因此会对备份服务器造成负担,使得备份服务器形成备份作业的性能瓶颈。而无服务器磁带备份则不占用备份服务器资源,直接将数据备份到磁带或VTL上。如NDMP协议在备份中的应用,就是一种典型的无服务器磁带备份。支持NDMP协议的存储设备,可直接将数据输出到后端的磁带设备或VTL上,而无须备份服务器介入。

虚拟磁带销毁

真实磁带可通过消磁等方式彻底清除数据,而VTL的本体是磁盘,因此在淘汰磁盘或是更新设备时,若要确保留在旧磁盘中的数据不致遭到非法复原,除了以物理方法销毁外,必须通过符合美国国防部档案销毁标标准DoD 5220-22M的工具,通过多次随机数清除与磁盘复写动作,彻底清除VTL中保存的数据,这种作业就称为虚拟磁带销毁,可依需要设定销毁特定虚拟磁带数据,而无须更动整个系统。

磁带整合

一种磁带数据转存作业,将多卷存放数据量小的磁带,合并成单卷数据大的磁带输出,藉以节省媒体与管理成本。除了节省数据占用的磁带数目外,也能在不同规格磁带间转移数据。过去这类作业多半由备份软件负责,但许多新型虚拟磁带库也已内建这项功能,如可仿真成小容量的虚拟磁带执行前端的备份工作,而在需要转存成真实磁带时,则先转换成大容量的磁带格式,再行输出。

磁带缓冲

一种VTL与真实磁带搭配的作业方式,当备份数据写入VTL成为虚拟磁带后,可一并输出成真实磁带,如此VTL就好像是后端真实磁带的快取一样。一旦数据写进VTL(快取)后,马上就转到真实磁带上,然后把VTL清空。也可以让数据保留在VTL中一段时间,在保留时间内,如果需要还原数据,可以直接从VTL中读取,而不用去找磁带,所以还原时也更方便。某些厂商把这功能称为Shadow Tapes。

按需扩容

虚拟磁带库须事先在磁盘区规画出一定数量的虚拟磁带,规画的磁带数量越多,占用空间越大,如果一时之间没把这些虚拟磁带空间用满,就会形成浪费。而按需分配容量技术切出来的虚拟磁带容量是"虚拟"的,直到数据实际写到那卷虚拟磁带对应的磁盘区后,系统才会实际配给容量;接下来可以视写入数据量的多少,逐次分配对应的磁盘容量给虚拟磁带使用,可大幅提高容量利用率,减少浪费。

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