Аппаратные средства резервирования

Состояние рынка аппаратных средств резервного копирования и архивирования.

Впрочем, обратное утверждение тоже верно: к хорошим аппаратным средствам необходимо соответствующее ПО.

В статье «Исповедь администратора о резервировании» в июньском номере LAN за 1998 год я уже обращался к теме аппаратных средств резервирования. Однако с тех пор многое изменилось и, к сожалению, не всегда в лучшую сторону. Поэтому хотелось бы внимательнее присмотреться к новым технологиям и к тому, что они могут дать клиентам.

Сравнительно недавно единственным подходящим для целей резервного копирования типом носителей была магнитная лента. Ничто не могло сравниться с ней по цене и объему хранимой информации. Однако в настоящее время с ней начинают конкурировать новые технологии, иногда их еще называют альтернативными или нетрадиционными. Тем не менее традиционные технологии до сих пор доминируют на рынке. Это связано со многими причинами, часть которых объективна, тогда как остальные вызваны предрассудками.

НЕТРАДИЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Кроме магнитных лент в качестве средства хранения для резервного копирования, архивирования и систем HSM могут использоваться оптические диски.

Оптические носители различают по методу и формату хранения информации. Метод определяет физические процессы, применяемые при записи/чтении информации, тогда как формат описывает представление данных на носителе.

Что касается методов хранения, то они делятся на две категории: с однократной записью и многократно записываемые. К категории однократной записи относится технология WORM (Write Once, Read Many). Она применяется при создании CD-R. Среди нескольких существующих методов хранения на основе технологии WORM наибольшей популярностью пользуется абляционный (ablative) метод, где в качестве записывающего слоя оптического диска выступает сплав теллура. Для резервного копирования и архивирования CD-R используются редко, поскольку информацию на них невозможно перезаписать.

Метод магнитооптической (МО) записи является в настоящее время самым популярным для нетрадиционного хранения резервных копий и архивов благодаря своей невысокой цене, большой емкости и производительности. Он относится к категории многократно записываемых и основан на нагревании записывающего слоя лазером перед магнитной записью на этот слой.

К многократно записываемому относится также метод изменения фазы. Суть его заключается в том, что диск имеет специальный записываемый слой, состояние которого меняется от кристаллического к аморфному при облучении его лазером. Этот метод используется при записи CD-RW, DVD-RAM и DVD-RW.

Метод записи на красящий полимер (dye polymer) основан на изменении отражающей способности поверхности диска в результате образования в записываемом слое пузырьков при облучении его лазером. Хотя этот метод позволяет многократную запись, тем не менее он нашел применение лишь в технологии DVD-R, где возможность перезаписи информации не предусмотрена.

Что же касается форматов записи, то в целях резервного копирования/архивирования применяют следующие форматы: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, DVD+RW (sic!) и МО (магнитооптика). Однако в связи с небольшой емкостью носителей CD-R и CD-RW (640 Мбайт) этим технологиям не удалось завоевать сколько-нибудь заметной доли рынка аппаратных средств резервного копирования уровня предприятия или отдела предприятия. К тому же CD-R не позволяет осуществлять перезапись информации. CD-RW применяется, главным образом, для резервирования отдельных рабочих мест.

В Таблице 1 приведены некоторые характеристики носителей DVD и МО и накопителей (дисководов) для них. Следует иметь в виду, что емкость носителя указана в пересчете на одну сторону диска. Большинство технологий допускают запись на две стороны, в этом случае емкость возрастает в два раза. Однако для того, чтобы накопитель мог работать с двумя сторонами диска, диск необходимо переворачивать (хотя некоторые современные модели накопителей позволяют читать информацию сразу с двух сторон). Некоторые данные, в частности цены и емкость, приведены по состоянию на конец 1999 г. и могут не соответствовать реальному положению вещей, поскольку оно постоянно меняется.

Отдельного внимания заслуживает метод доступа к данным. При произвольном доступе некоторые из технологий приближаются к винчестерам по такому показателю, как среднее время поиска. Последовательный метод роднит DVD-R и DVD-RW с записью на магнитные ленты. Для оптических дисков характерны очень высокие показатели по скорости считывания и записи данных. Правда, записывать магнитооптические диски в один проход научились совсем недавно (технология ASMO): ранее перезапись осуществлялась в несколько проходов.

К сожалению, у оптических технологий имеется ряд принципиальных недостатков. Емкость носителей явно недостаточна, и даже для серверов уровня отдела требуется установка библиотеки оптических дисков. Хотя некоторые библиотеки вмещают сотни гигабайт информации, они стоят слишком много, гораздо дороже, чем в случае магнитных лент. В расчете на гигабайт хранимой информации оптические диски обходятся на порядок дороже, чем магнитные ленты. Произвольный метод доступа не дает заметных преимуществ в случае использования библиотеки, поскольку среднее время доступа в первую очередь зависит от времени загрузки диска. Еще одна проблема связана с тем, что очень многие системы резервного копирования и архивирования не поддерживают иных носителей, кроме магнитных лент.

Тем не менее в системе HSM оптические диски просто незаменимы в качестве второго уровня иерархии.

Кстати говоря, винчестеры также могут выступать в качестве носителей резервных копий. Но такие решения обойдутся еще дороже, хотя они обеспечивают феноменальные показатели по скорости и даже, вы не поверите, емкости.

МАГНИТНЫЕ ЛЕНТЫ

Как уже было сказано ранее, на рынке аппаратных средств резервного копирования и архивирования доминируют и, наверное, еще долго будут доминировать технологии записи на магнитную ленту.

Однако сейчас сложилась парадоксальная ситуация: впервые в истории емкость винчестера превысила емкость одного носителя на базе магнитных лент. Правда, это утверждение справедливо лишь в отношении распространенных и относительно недорогих накопителей (drive) магнитных лент. В настоящее время на массовом рынке доступны винчестеры на 73 Гбайт, тогда как емкость самого вместительного носителя (Mammoth-2) составляет 60 Гбайт несжатой информации. Сейчас любая компания может без труда приобрести недорогой массив дисков RAID, размер которого соответствует системному блоку ПК, а вместимость составляет более 500 Гбайт информации.

Исходя из этих реалий и учитывая, что количество серверов в сети и объем хранящейся на них информации растут в геометрической прогрессии, альтернативы использованию библиотек и автозагрузчиков магнитных лент уже не существует, даже для целей резервного копирования, не говоря уже об архивировании или системах HSM. Прежде чем вести речь о библиотеках и автозагрузчиках, я хотел бы вначале рассмотреть характеристики ленточных накопителей и технологии записи на магнитные ленты.

В качестве носителей магнитных лент выступают кассеты и картриджи. Кассета представляет собой корпус с двумя бобинами, на которые намотана магнитная лента. Она имеет продолговатую форму и напоминает кассету бытового видеомагнитофона. Картридж имеет только одну бобину, на которую намотана магнитная лента. Поэтому в продольном сечении он имеет форму квадрата. Приемная бобина находится внутри накопителя (стримера). Из-за такой компоновки накопитель имеет весьма внушительные размеры. В момент загрузки картриджа в накопитель свободный конец магнитной ленты захватывается специальным устройством и наматывается на приемную бобину.

Запись на магнитную ленту может производиться в соответствии с двумя методами: наклонным и линейным серпантинным. В системах наклонной записи несколько считывающих/записывающих головок размещают на вращающемся барабане, установленном под углом к вертикальной оси (аналогичная схема записи применяется в бытовой видеоаппаратуре). Движение ленты при записи/чтении может осуществляться только в одном направлении.

В системах линейной серпантинной записи считывающая/записывающая головка неподвижна при движении ленты. Данные на ленте записываются в виде множества параллельных дорожек (серпантина). Головка размещается на специальной подставке, при достижении конца ленты она сдвигается на другую дорожку. Движение ленты при записи/ чтении осуществляется в обоих направлениях. На самом деле, таких головок обычно устанавливается несколько, чтобы они обслуживали сразу несколько дорожек (они образуют несколько каналов записи/чтения).

В системах резервного копирования и архивирования наибольшее распространение получили следующие виды лент: 4-миллиметровая DDS (DAT), DLT, 8-миллиметровая, AIT и QIC.

Рисунок 1. Накопитель DDS.

По количеству продаваемых устройств на рынке лидерство у 4-миллиметровой технологии DDS (Digital Data Storage) (см. Рисунок 1). Первые реализации 4-миллиметровой технологии (точнее, DDS-1) были основаны на использовании цифровых аудиокассет (Digital Audio Tape, DAT), применяемых в цифровых магнитофонах, поэтому иногда данную технологию продолжают называть DAT.

В качестве носителя в технологии DDS используется кассета с магнитной лентой шириной 4 мм. Метод записи — наклонный. Появившаяся в 1999 году реализация DDS-4 способна хранить на кассете 20 Гбайт несжатой информации при производительности 3 Мбайт/с. Предыдущая, пользующаяся не меньшей популярностью версия DDS-3 позволяет записывать 12 Гбайт несжатой информации при производительности 1,2 Мбайт/с. Для DDS характерны очень небольшие размеры и вес: достаточно сказать, что кассета чуть больше спичечной коробки. Еще одно достоинство DDS — самая низкая цена на накопитель и носители. В Москве стример DDS-4 можно купить всего за 1000 долларов, что в несколько раз дешевле конкурирующих продуктов. К 2001 году производители планируют разработать технологию DDS-5 с емкостью 40 Гбайт несжатой информации и скоростью передачи данных 6 Мбайт/с.

Рисунок 2. Накопитель DLT.

До недавнего времени технология DLT (Digital Linear Tape) (см. Рисунок 2) считалась самой перспективной. Она обеспечивала беспрецедентную, по сравнению с конкурентами, емкость носителя и скорость передачи данных. Однако сейчас, по иронии судьбы, DLT проигрывает всем, кроме DDS, — и по емкости, и, тем более, по цене. Нельзя сказать, что Quantum, разработчик этой технологии, ничего не делает для ее развития. Так, совсем недавно компанией была анонсирована реализация DLT 8000, позволяющая хранить на одном носителе 40 Гбайт несжатой информации при скорости передачи данных 6 Мбайт/с. Однако это новшество трудно назвать не то что прорывом, а даже значительным достижением, поскольку предыдущая реализация DLT 7000, появившаяся еще три года назад, обеспечивала хранение 35 Гбайт несжатой информации и скорость 5 Мбайт/с. Тем не менее я не стал бы сбрасывать DLT со счетов. Компания Quantum планирует в ближайшее время выпустить накопители Super DLT-tape с емкостью 100 Гбайт несжатой информации при скорости 10 Мбайт/с. В дальнейшем линейка Super DLTtape должна пополниться накопителями вместимостью до 500 Гбайт несжатой информации и производительностью 40 Мбайт/с. К сожалению, намеченный на середину 1999 г. выход SuperDLTtape с тех пор неоднократно откладывался. Более того, Quantum вообще перестала сообщать какую-либо информацию о дате выхода, как видно, она столкнулась с серьезными трудностями в реализации технологии.

В системах DLT используются картриджи с линейным серпантинным методом записи, благодаря чему они, по заверениям Quantum, обеспечивают самую высокую надежность и производительность. Но, как мы увидим позднее, здесь не все так просто.

Рисунок 3. Накопитель Mammoth.

8-миллиметровая технология когда-то была основной на корпоративном уровне. Но натиск со стороны DLT сильно подорвал ее позиции. И вот, наконец, компании Exabyte удалось очень умелыми действиями не только остановить экспансию DLT, но и начать вновь отвоевывать утраченные позиции. Года три назад Exabyte выпустила накопитель Mammoth с емкостью 20 Гбайт несжатой информации на одном носителе и скоростью передачи данных 3 Мбайт/с (см. Рисунок 3). Однако Mammoth проигрывал по техническим параметрам DLT 7000, хотя и стоил в два раза дешевле. Но настоящий прорыв был осуществлен в конце 1999 г., когда Exabyte выпустила накопитель Mammoth-2. На данный момент этот накопитель имеет самые высокие функциональные показатели в отрасли (если не считать специальных и очень дорогих решений): объем хранимой информации на одном носителе составляет 60 Гбайт несжатой информации, а скорость обмена данными — 12 Мбайт/с. В настоящее время компания Exabyte занята разработкой технологии Mammoth-3, реализация которой позволит хранить на одном носителе 120 Гбайт несжатых данных и обеспечит производительность 18 Мбайт/с. В накопителях Mammoth используются кассеты с наклонным методом записи.

Рисунок 4. Накопитель и кассета AIT.

Несколько лет назад, видя застой в развитии 8-миллиметровой технологии, компания Sony решила вмешаться в ситуацию и выпустила накопитель AIT (см. Рисунок 4). Хотя в AIT также используется лента шириной 8 мм, накопители и носители стандарта AIT полностью несовместимы с классическими 8-миллиметровыми устройствами. В качестве носителей в AIT выступают кассеты с наклонной записью информации на ленту.

Характерной чертой кассет AIT является наличие в них встроенной памяти (Memory-In-Cassette). В MIC хранится информация о месторасположении на ленте пользовательских файлов, а также другая, в том числе системная, информация. В теории это должно давать заметное преимущество AIT по такому показателю, как среднее время доступа к файлу, поскольку в этом случае последовательно просматривать всю ленту, чтобы найти нужный файл, не требуется. Однако в жизни все оказалось не так просто. Первая версия AIT-1 позволяла хранить на одной кассете 25 Гбайт несжатой информации при скорости обмена 3 Мбайт/с. В дальнейшем для AIT-1 стали выпускаться кассеты с большей длиной ленты, что позволило хранить 35 Гбайт несжатой информации. Объем памяти MIC в AIT-1 составляет 16 Кбайт.

Совсем недавно компания Sony выпустила новое поколение накопителей AIT-2, позволяющее хранить на одной кассете 50 Гбайт несжатой информации и обеспечивающее производительность 6 Мбайт/с. Объем памяти MIC увеличен до 64 Кбайт. В ближайших планах компании Sony стоит разработка технологии AIT-3 с емкостью хранения 100 Гбайт.

Рисунок 5. Накопитель QIC.

Еще пару лет назад технологию QIC (см. Рисунок 5), основанную на использовании четвертьдюймовых лент с линейной записью, считали безнадежно устаревшей и обреченной на вымирание. Такого же мнения придерживался и я сам, когда в 1998 году познакомился с системами QIC, присутствовавшими на рынке. Но, как это часто бывает, прогнозы оказались ошибочными. Компании Tandberg удалось совершить чудо: своим уровнем технология способна посрамить многих конкурентов. В настоящее время Tandberg выпускает целую линейку продуктов SLR, среди которых мне хотелось бы выделить самую последнюю разработку — SLR100. В этой системе носитель вмещает 50 Гбайт несжатой информации, а накопитель обеспечивает скорость передачи данных 5 Мбайт/с. Так же как и в DLT, в системах SLR используется метод линейной серпантинной записи, но в качестве носителя здесь выступает не картридж, а кассета.

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ

Чтобы сравнивать между собой различные технологии, необходимо представлять себе, какие характеристики важны, а какие нет. Часто производители делают упор на те параметры, которые являются важными только для них самих и не имеют никакого значения для пользователей. Кроме цены наиболее значимыми характеристиками аппаратных средств резервного копирования я назвал бы следующие:

• емкость одного носителя;
• скорость передачи данных;
• среднее время доступа к файлу, складывающееся из времени загрузки носителя в накопитель и среднего времени поиска файла.

В Таблице 2 представлены данные по самым последним версиям систем резервного копирования, причем в ней приведены официальные характеристики. К сожалению, за исключением емкости носителя, на практике они обычно не подтверждаются.

Скорость передачи данных и время доступа к файлам определяют суммарную производительность системы резервного копирования/архивирования и важны не только для стримеров, но и для библиотек.

На самом деле, показателей работы систем резервирования существует гораздо больше. Среди них можно отметить: наработку накопителя на отказ; предельное количество проходов записи на носителе; среднее время хранения носителя без перемотки ленты для снятия напряжения; вероятность появления ошибки на носителе; допустимые ударные нагрузки на носитель и накопитель и т. д. Однако объективных данных по этим параметрам не существует, а доверять утверждениям производителей, как показывает практика, не следует. Сбор объективного статистического материала о таких параметрах занял бы многие годы. Но как это сделать, если технологии сменяют друг друга каждые несколько месяцев? Верить же объявленным априори параметрам, касающимся времени эксплуатации, может лишь наивный человек.

Справедливости ради, стоит сказать, что эти показатели не являются критичными, как это может показаться на первый взгляд. Например, для некоторых систем объявленная наработка на отказ (MTBF) составляет 300 тыс. часов непрерывной работы, что составляет 34 года. Заметьте, непрерывной работы! Неужели кто-то серьезно рассчитывает, что через 10 лет он будет использовать все ту же старую систему?

Вместо того чтобы обращать внимание на эти эфемерные показатели, я советовал бы бережнее относиться к накопителям и носителям. В противном случае, у вас не пройдет и десятая часть эксплуатационного срока до того, как система выйдет из строя.

Следует отметить, что каждый производитель средств резервирования периодически публикует результаты исследования, где демонстрирует преимущества своей технологии над конкурентами. Дело доходит до смешного, когда два прямых конкурента бьют в барабаны, восхваляя свое и ругая чужое.

Читая эти документы, просто диву даешься, на какие уловки идут производители и какими «важными» критериями оперируют. Как вы относитесь к таким параметрам и характеристикам, как «натяжение ленты во время перемотки», «отсутствие крюка на носителе», «длительность работы накопителя без обдува вентилятором» и т. п.?

Некоторые производители как на большое достижение указывают на то, что в их системах не требуется использовать чистящие картриджи/кассеты, поскольку системы сами автоматически производят чистку головок. Не верьте им! Как показывает практика, головки все равно засоряются, правда, не часто.

Еще одним часто вызывающим нарекания параметром является емкость носителя со сжатыми данными. Перечисленные выше системы резервирования обеспечивают аппаратное сжатие данных, обычно с коэффициентом 2:1 (в AIT «поддерживается» сжатие 2,6:1). Более того, сжатые данные записываются и считываются с удвоенной скоростью.

Любой, кто имел дело с резервным копированием, сталкивался со случаями, когда на ленту не помещалось даже 2/3 заявленного объема, что уж говорить о скорости. Именно поэтому мы везде оперируем величинами для несжатых данных.

Размеры и вес накопителя или носителя могут представлять интерес, только когда речь идет о стримерах, для библиотек в большинстве случаев они не имеют существенного значения, поскольку суммарный размер и вес библиотеки зависят от целого ряда параметров.

Как уже подчеркивалось, заявленные производителями характеристики часто не подтверждаются на практике. Многократно проведенные независимые испытания показывают, что производители нередко в полтора-два раза завышают показатели скорости передачи данных и среднего времени доступа. Так, оказалось, что DLT не имеет преимущества над конкурентами по скорости передачи данных. То же справедливо и в отношении AIT. Несмотря на наличие встроенной памяти MIC, она уступает Mammoth не только по времени загрузки/выгрузки носителя, но, что удивительно, и по времени поиска файла.

Какую же технологию лучше всего использовать? Такой вопрос представляется риторическим и, по большому счету, не имеет ответа. Даже общее знакомство с основными показателями систем позволяет обнаружить, что они весьма близки друг к другу. Каждая система имеет достоинства и недостатки, притом все они имеют дальнейшие перспективы развития. Можно лишь отметить, что производители DDS и SLR самые скромные: они позиционируют свои продукты как системы уровня рабочей группы и отдела предприятия.

Аппетиты производителей DLT, Mammoth и AIT гораздо выше. Они считают, что им по силам завоевать все ниши рынка аппаратных средств резервного копирования и архивирования (кроме систем резервирования отдельных ПК). Сейчас лучшие технические показатели имеет технология Mammoth-2, но, что будет хотя бы через полгода, не может предсказать никто.

Какую бы технологию вы не выбрали ранее, не стоит отказываться от нее в угоду моде. Тем более что новые разработки каждой конкретной технологии гарантируют обратную совместимость (хотя бы на уровне возможности чтения информации с носителей предыдущих поколений).

НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Помимо DDS, DLT, 8-миллиметровых, AIT и QIC существует и ряд других технологий, некоторые из них обладают уникальными характеристиками или оказывают большое влияние на развитие аппаратных средств резервирования. Ниже приводится их краткий перечень.

Серия накопителей 3480/3490, разработанных компанией IBM, имеет долгую и славную историю. Сейчас они не могут соперничать с конкурентами по емкости носителей, но имеют высокую надежность и малое время доступа к файлам.

В свое время много шума наделали системы Magstar производства IBM. Magstar 3590 обеспечивает передачу данных со скоростью 9 Мбайт/с, что до сих пор является прекрасным показателем. Емкость картриджа доходит до 10 Гбайт.

Весьма оригинальную технологию имеют системы DST производства компании Ampex. Кстати говоря, именно Ampex разработала метод наклонной записи. Накопители DST способны хранить до 330 Гбайт информации и обрабатывать данные со скоростью 20 Мбайт/с. Невероятно высокие параметры и, к сожалению, заоблачные цены.

Самую высокую производительность обеспечивают накопители Metrum, скорость передачи данных в которых доходит до 64 Мбайт/с.

Кроме технологии AIT компания Sony продвигает на корпоративном рынке производительные и достаточно дорогие системы DTF. Емкость накопителя составляет 42 Гбайт, а производительность — 12 Мбайт/с.

Накопители LMS NCTP производства Plasmon обрабатывают данные со скоростью 10 Мбайт/с, а носители имеют емкость 18 Гбайт.

Система Redwood SD-3 компании Storagetek может поспорить по своим показателям со многими популярными продуктами. Она уже давно поддерживает емкость носителей 50 Гбайт и скорость обмена данными 11 Мбайт/с.

Среди нереализованных пока решений стоит обратить внимание на технологию LTO, совместную разработку компаний HP, IBM, Seagate и Fujitsu. Как планируется, начальные реализации системы будут поддерживать носители емкостью 100 Гбайт информации при скорости обработки 20 Мбайт/с.

Помимо высокой цены все альтернативные решения имеют тот недостаток, что их поддерживают очень немногие программные продукты. Характерный пример: весьма неплохой по своим характеристикам продукт Magstar 3590 имеет ограниченную поддержку вне систем IBM.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ

По количеству продаваемых устройств с большим отрывом лидируют обычные стримеры. Стример представляет собой накопитель, позволяющий обслуживать только один носитель и не имеющий никаких средств автоматизации подачи и смены картриджей/кассет.

Хотя стримеры стоят относительно недорого, они годятся скорее для резервного копирования и архивирования отдельно стоящего персонального компьютера или небольшого сервера. Учитывая стремительный рост объема хранимой на серверах информации и ограниченную емкость носителя (даже самого вместительного, Mammoth-2), стримеры плохо подходят для централизованных систем резервирования, так как такая система должна обслуживать все серверы предприятия (или во всяком случае большинство), а также наиболее критичные для нормального функционирования информационной среды рабочие места.

Как известно, резервное копирование и архивирование лучше всего производить ночью и в нерабочие дни. Это позволяет максимально ускорить процесс копирования и не накладывает на пользователей специфических ограничений. Дело в том, что, хотя многие серьезные программы резервирования могут обрабатывать открытые файлы, резервное копирование таких файлов значительно замедляет весь процесс. Кроме того, резервное копирование серьезно загружает процессоры серверов и приводит к заметному снижению производительности сети. Если резервное копирование или архивирование осуществляется в рабочее время, то, как это часто случается, какому-нибудь пользователю может потребоваться в неподходящий момент получить доступ к архиву. Сделать это будет невозможно, во всяком случае, если нет запасного стримера.

Поэтому-то резервирование рекомендуется проводить в нерабочее время. Но в таком случае кто будет менять картриджи или кассеты ночью или в выходные? Не нанимать же, в самом деле, ради этого сотрудника.

Автоматизировать работу системы резервного копирования или повысить скорость передачи данных в той или иной степени позволяет несколько типов устройств, таких, как стекер (stacker), автозагрузчик (autoloader), массив RAIT и библиотека (library).

Под стекером понимают устройство с одним накопителем и несколькими носителями. Носители помещаются в корпус стекера заранее и подаются в накопитель в строго определенном порядке. Носители устанавливаются в специальных лотках, а подачу носителей в накопитель осуществляет специальный механизм, называемый роботом. Стекеры применяются, главным образом, для резервного копирования, когда вся копируемая информация не помещается на один носитель. Они плохо подходят для архивации, так как для них сложно организовать популярные схемы ротации носителей. Надо заметить, что стекеры пользуются все меньшей популярностью, большинство администраторов предпочитают иметь дело с автозагрузчиками и библиотеками.

Автозагрузчик во многом похож на стекер: он также имеет один накопитель и несколько носителей, установленных в корпус автозагрузчика. Однако носители могут подаваться в накопитель в произвольном порядке, поэтому данное устройство может использоваться как для резервного копирования, так и для архивирования и в системах HSM. В автозагрузчик обычно помещается от 4 до 14 кассет/картриджей.

Библиотекой называют хранилище с большим количеством носителей. Установка (или удаление) носителей в корпус происходит через так называемый «почтовый ящик» (mail box). Библиотеки могут иметь несколько накопителей, вследствие чего производительность резервирования значительно повышается. Загрузка носителей в библиотеках с несколькими накопителями может производиться в соответствии с двумя разными схемами. Согласно одной схеме, любой носитель может быть загружен в любой накопитель, тогда как другая схема предполагает, что за накопителем закрепляется определенная часть общего хранилища носителей. Выпускаемые некоторыми производителями библиотеки можно объединять друг с другом в одно общее устройство (супербиблиотеку). Особенно большие библиотеки, вмещающие многие терабайты данных, иногда называют «силосными башнями» (silo).

Массив RAIT расшифровывается как массив независимых лент (Redundant Array of Independent Tapes). Он состоит из нескольких накопителей в одном корпусе, причем каждый из них обслуживает один-единственный носитель (т. е., по существу, представляет собой группу обычных стримеров). Схема работы RAIT аналогична дисковому массиву RAID. RAIT значительно повышает производительность операций резервного копирования и архивирования, поскольку накопители работают параллельно. Кроме того, RAIT обеспечивает повышенную отказоустойчивость, так как он ориентируется на спецификации RAID. Основные недостатки массивов RAIT связаны с невысокой емкостью и невозможностью ротации носителей. Поэтому сейчас массивы RAIT в чистом виде применяются редко. Тем не менее технология RAIT вызывает повышенный интерес со стороны корпоративных заказчиков, поэтому обычно она поддерживается в библиотеках с двумя и более накопителями. Технологию RAIT можно реализовать и программными методами, за счет группирования нескольких автозагрузчиков или библиотек.

ТРЕБОВАНИЯ К БИБЛИОТЕКАМ И АВТОЗАГРУЗЧИКАМ

Автозагрузчики и библиотеки выпускаются для всех популярных типов магнитных лент. Выбор поистине огромный, на любой вкус. Большие библиотеки (в несколько терабайт) выпускаются даже для DDS и SLR, но они обычно не позиционируются на корпоративном уровне. Цены также весьма разнообразны: от 5000 долларов для автозагрузчика DDS-4 на 200 Гбайт до многих десятков тысяч долларов за вместительные хранилища. Выбор автозагрузчика или библиотеки является непростой задачей, требующей учета самых разных обстоятельств.

В общем случае при приобретении новой системы или модернизации старой администратору необходимо учитывать следующие моменты.

Как уже было сказано, резервное копирование и архивирование лучше проводить в нерабочее время, а это предъявляет жесткие требования к производительности систем резервного копирования. Но даже если резервирование допустимо днем, резервное копирование или архивирование должно быть завершено до следующего момента ротации лент.

Теперь представьте, что это означает на практике. Допустим, для резервирования используется самая популярная на корпоративном уровне система DLT 7000. По заверению компании Quantum, отдельный накопитель (в составе стримера, автозагрузчика или библиотеки) имеет скорость передачи данных 5 Мбайт/с (на самом деле, тесты показывают только 3-3,5 Мбайт/с). Однако некоторое время уходит также на выгрузку и загрузку картриджей в накопитель. А если вспомнить, что производительность зависит не только от аппаратной, но и от программной части системы архивирования, в частности от работы антивирусной программы и процедуры копирования открытых файлов, то и эти цифры оказываются завышенными. Но, все же, для определенности возьмем цифру в 3 Мбайт/с.

В настоящее время даже в средней по размеру сети хранятся многие десятки и сотни гигабайт информации. Для полного копирования 500 Гбайт понадобится не менее 46 часов! А если разговор идет о терабайтах? Вот и приходится администраторам устанавливать сразу несколько устройств хранения или ограничивать количество узлов сети, информация с которых подвергается резервному копированию. И все же лучшим выбором при большом объеме информации является установка библиотеки с несколькими накопителями, работающими параллельно. Это позволит пропорционально увеличить скорость передачи данных. Правда, не нужно забывать и о сетевой инфраструктуре, она должна выдерживать возросшую нагрузку.

К тому же носитель магнитных лент, как и всякое другое устройство, может выйти из строя. Последствия от подобных случаев позволяет уменьшить применение технологии RAIT. Опять же, легче всего это делать в случае библиотек с несколькими накопителями.

Чтобы автоматизировать не только подачу и смену носителей, но и очистку головок накопителя (там, где того требует технология), вместе с обычными носителями в автозагрузчик или библиотеку можно устанавливать чистящую кассету (картридж). Однако автоматическая очистка головок возможна лишь в том случае, когда она поддерживается программой резервирования. К счастью, в большинстве программ среднего и старшего уровня такая возможность предусмотрена.

Определенные проблемы возникают в момент инициализации и при перезагрузке носителей в автозагрузчиках и библиотеках. В момент включения автозагрузчик или библиотека производит инвентаризацию всех имеющихся в лотках носителей. Эта процедура достаточно долгая, поскольку она требует последовательной загрузки каждого носителя в накопитель и выгрузки его. Лишь после инвентаризации система может работать. Для больших библиотек эта процедура занимает десятки минут. То же происходит и при добавлении носителя в лоток (или при удалении его из лотка), в частности при завершении очередного цикла ротации лент: система заново проводит полную инвентаризацию носителей.

Для уменьшения времени инвентаризации (во всяком случае при добавлении/удалении носителей) в библиотеках используют «почтовые ящики». В этом случае инвентаризации подвергаются только носители из «почтового ящика».

И еще один совет: приобретать накопители, автозагрузчики или библиотеки стоит, только если они поддерживают технологию «восстановление с помощью кнопки» (One-Button Disaster Recovery, OBDR) компании Hewlett-Packard, т. е. позволяют эмулировать накопители как загрузочные CD-ROM. Это избавит от множества проблем, связанных с восстановлением данных после аварии.

КАК РАССЧИТАТЬ ЕМКОСТЬ АВТОЗАГРУЗЧИКА

Как рассчитывается необходимая вместимость автозагрузчика, мы рассмотрим на конкретном примере. Предположим, мы хотим приобрести автозагрузчик DLT 8000 для полной автоматизации работы по резервированию в пределах месячного цикла ротации лент. В качестве схемы ротации выбрана схема «дед, отец, сын», причем для ежедневного цикла используется инкрементальное копирование. Ежедневное копирование производится по понедельникам, вторникам, средам и четвергам; а еженедельное — по пятницам. Система должна обслуживать 300 Гбайт информации (этот параметр должен учитывать увеличение объема хранимой информации в ближайшем будущем).

Сначала нам необходимо рассчитать, какой размер будет занимать информация в сжатом виде. Многое зависит от типа хранимой информации, но обычно коэффициент сжатия принимается равным 1,3-1,5 (т. е. в сжатом виде емкость носителя составляет 50—60 Гбайт). Для определенности мы будем считать емкость носителя равной 50 Гбайт.

Полная резервная копия потребует 300/50=6 картриджей. Поскольку копирование инкрементальное, то для ежедневного копирования, скорее всего, хватит одного картриджа. Таким образом, для набора ежедневного копирования требуется четыре картриджа. В месяце четыре недели, поэтому количество картриджей для еженедельного копирования равно 6*4=24. Еще 6 картриджей необходимо для ежемесячного копирования.

Следовательно, автозагрузчик должен иметь посадочных мест не менее, чем на 34 картриджа. Если используется технология типа DDS, то еще одно место должно быть предусмотрено для чистящей кассеты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на заверения производителей аппаратных средств резервного копирования, их системы, в общем-то, имеют схожие характеристики. Если отбросить рекламную шумиху, для резервного копирования в сетях среднего уровня больше подходят технологии DDS и QIC вследствие их невысокой цены. Для систем корпоративного уровня лучше использовать библиотеки, тем более что они доступны для всех распространенных технологий записи на магнитные ленты. В то же время технологии записи на оптические диски еще не доросли для повсеместного использования в системах резервного копирования и архивирования.

Константин Пьянзин — обозреватель LAN. С ним можно связаться по адресу: koka@lanmag.ru.