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虚拟磁带库技术在性能上超越机械磁带库

WatchStor.com  佚名丨2009-12-10 15:56 标签:磁带 VTL 

虚拟磁带库技术一个我们经常会忽略的技术,但是我们的重要数据在存储的时候,虚拟磁带库技术是一项十分好用的技术,不仅几个低廉而且还能很好的存储我们的数据。

虚拟磁带库技术当数据从用户业务系统中产生以后,就开始面临着严峻的数据保护问题。长期以来,用户已经习惯了采用磁带库进行主要的数据保护工作,但是随着磁带库管理工作中存在的问题日益严重,人们正在尝试新的途径来改善数据保护工作,其中虚拟磁带库技术(Virtual Tape Library,VTL)是一个十分成功的解决方案。

虚拟磁带库技术的概念非常简单,它本质上是磁盘阵列硬件设备,但是在软件功能上模拟磁带备份的形式,因此对于存储管理员来讲,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。

可以说,虚拟磁带库技术已经成为当今存储界最为热门的话题之一,VTL的崛起,正在深刻地改变着传统的备份市场格局和用户的数据保护模式。进入2005年,传统机械磁带库厂家纷纷推出虚拟磁带库技术作为高端产品系列,VTL成为市场主流的趋势已非常明显。

机械磁带库的缺陷

磁带库是一个机械密集型设备,有用户曾用开玩笑的口吻说:“磁带库厂商不应该属于IT厂商,而应该是机械厂商。”因此,磁带库具有一些作为机械产品而不可逾越的问题。

维护负担高:磁带库的核心部件磁带驱动器为非封闭机械易损件,本身故障率高,灰尘、潮湿等使故障率不可预期,导致设备可用性差。

虚拟磁带库技术在用户的数据保护工作中,解决机械磁带库问题的主要方案有磁盘到磁盘(Disk-to-Disk,简称D2D)和VTL。与磁带不同,基于ATA的磁盘阵列比传统的光纤通道磁盘阵列的成本低很多,同时逐渐变得非常流行,它可以方便集成到备份系统中。

D2D将盘阵连接到备份服务器,将文件系统放置其上,使用备份软件的本地功能备份到基于磁盘的目标上。这一过程听上去很简单,但是需要用户改变备份系统的配置;最后的碎片还会引起性能的问题,基于文件系统的目标不能以磁带库的方式进行共享,需要管理员为多个备份服务器进行磁盘阵列的分区。

VTL使得磁盘阵列对于备份/恢复系统来说像是磁带库,这样一来,无须改变配置就可以在备份系统中使用磁盘,而备份系统仍旧认为在向磁带进行备份—只有你知道其中的奥秘。如同物理磁带库一样,VTL可以通过驱动器共享软件来进行共享。此外,大多数VTL在磁盘上存放数据的方法确保了零碎片。

VTL的优势

几乎在机械磁带库发明的同时,VTL概念就已经出现并得到应用。但是,受限于技术局限,长期以来VTL只是作为机械磁带库的缓存,应用也因此而局限于封闭的大型机系统等高端用户群,市场认知度很低。

相对于机械磁带,虚拟磁带库技术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及备份的可靠性都得到了大幅提升。

设备可用性提升:虚拟磁带库技术用电子化的“机械手”和“磁带驱动器”,代替了机械磁带库中裸露、易损的系列机械装置,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。

备份可靠性提升: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)一般为开放式结构的磁带介质的5倍以上。

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。

VTL突破D2D

D2D方案包括文件复制、数据镜像、快照等形式。文件复制或镜像不仅使备份数据持续暴露在病毒、人为误删等在线威胁之下,同时也只保留在线数据的最终状态,数据灾难发生后无法恢复历史数据。在较为成熟的快照技术中,镜像式快照消耗容量过大,指针式快照虽然支持类似常规备份的增量快照,但必须捆绑专用软件系统,总体拥有成本过高。

D2D解决方案存在最大的问题,是与文件系统相关的缺陷。结合外接RAID阵列的备份/恢复软件的D2D性能依赖类似NTFS和NFS的文件系统,它们是为了在PC服务器系统中使用而生成的。这些文件系统用来为多个用户管理多个小型文件,在磁带备份应用软件执行较大的写操作时,会发生性能冲突。

大多数D2D RAID阵列使用的通用文件系统对于磁带备份并非是最优化的。与备份系统相关的通用文件系统还存在的另外三个问题:大多数通用文件系统同典型的服务器一样,随着时间变化产生大量文件系统碎片;类似FAT、NFS和NTFS的通用文件系统受到文件系统、分区和单个文件大小的限制;大多数D2D文件系统存在安全性隐患。

虚拟磁带库技术在备份过程中超越D2D系统的原因之一是,备份应用软件将备份写到VTL磁盘,这类似以数据流形式写到磁带。另一方面,D2D写单独的文件,在对下一个文件操作前,必须记录每个文件的位置和文件系统的元数据。VTL以数据流形式写而不是以单独的文件形式写,这一方法能够避免受到文件系统所支持的最大文件数目的限制。VTL文件系统的专有特性克服了D2D的通用文件系统遇到的限制问题。

在安全性方面,访问VTL的文件系统和访问磁带类似,用户不能直接访问磁带,被病毒感染的文件也不会感染磁带。

虚拟磁带库技术可以提供综合/集中全量备份的好处,在知道了所有文件的位置和发送的时间后,就可以简单地使用指针来建立新的全量备份。使用指针可以建立一个新的虚拟全量备份,来取代从一个虚拟磁带向另一个虚拟磁带拷贝数据。当新的全量备份建立后,可以告诉备份软件全量备份的内容和全量备份所在的“磁带”,然后备份软件会把该全量备份看做和其他全量备份一样。该全量备份还可以用于进一步的增量备份和恢复,并且能拷贝到真正的磁带。

虚拟磁带库技术全量备份除了即时功能以外,在容量方面也具备优势。如果使用备份软件建立了真正的综合全量备份,与通常的全量备份一样,也会占用同样大小的磁盘空间。然而VTL的虚拟全量备份几乎不会占用任何磁盘空间,因为VTL仅仅使用了指针。

【编辑推荐】

  1. 虚拟磁带库战胜物理磁带库的八大原因
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