Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Стримеры - файл 1.doc


Стримеры
скачать (225 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc225kb.09.12.2011 06:50скачать

содержание

1.doc



Содержание:

  1. Введение

  2. Назначение и общая характеристика накопителей на магнитных лентах (стримерах)

  3. Принцип записи информации на магнитную ленту

  4. Как выбрать накопитель на магнитной ленте?

  5. Особенности подключения устройства к ПК

  6. Программы для резервного копирования данных на магнитной ленте.

  7. Основные технические характеристики и параметры накопителей на маг­нитной ленте (в виде таблицы)

  8. Новые возможности старой ленты

  9. Технология Travan

  10. Технология DAT-DSS

  11. Технология DLT

  12. Технология LTO

  13. Технологии Mammoth и AIT

  14. Вместительнее, быстрее и интеллектуальнее

  15. Заключение

  16. Использованная литература



Введение.

Любая современная компания считает интеллектуальную собственность своим капиталом. Для бизнеса в любой отрасли существенен быстрый и на­деж­ный доступ к критическим данным. Не только в крупных корпорациях, но и на предприятиях малого бизнеса хорошо понимают необходимость ре­зервного ко­пирования и восстановления информации. Появление в 1952 г. первого накопи­теля на магнитной ленте положило начало массовому пере­ходу от перфокарт к цифровым носителям информации. Первый ленточный привод IBM 726 позволял записать 1,4 Мбайт данных со скоростью 7,5 кбит/с. Спустя четыре года был анонсирован первый жесткий диск, и вот уже более 50 лет можно наблюдать ак­тивное развитие обеих технологий, при­ведшее к многократному увеличению ем­кости, скорости работы и значи­тель­ному уменьшению размеров этих устройств. С тех пор даже в техниче­ской литературе часто путают резервное копирование и архивирование. Од­нако до последнего времени это смешение понятий практиче­ски не отража­лось на архитектуре систем хранения данных. Сегодня же, когда гигантские объемы используемой информации сами по себе требуют построения ие­рархических систем хранения (HSM) с использованием самых различных но­сителей, каж­дый из терминов характеризует вполне определенный круг за­дач по переносу данных с одного накопителя на другой. Именно это и опре­деляет опти­маль­ный набор аппаратных средств в каждом конкретном слу­чае. Итак:

Резервное копирование предназначено для создания копий данных, не­об­хо­димых для оперативного восстановления работоспособности системы в случае аварии или других непредвиденных обстоятельств. При восстанов­ле­нии теря­ются все изменения, которые были внесены с момента послед­него резервирова­ния. Главное требование к средствам резервного копиро­вания - это высокая ско­рость потоковой передачи данных. Резервированию, как пра­вило, подвергаются все данные, хранящиеся на жестких дисках, включая сис­темную и служебную информацию.

Архивирование представляет собой перенос на другой накопитель дан­ных, предназначенных для долговременного хранения, в целях увеличения на­дежно­сти и снижения стоимости владения информацией. В современном архиве нахо­дится рабочая версия данных, доступная для ежедневной работы клиентов сети. Архивированию обычно подвергаются файлы с пользователь­ской инфор­мацией. Для архивных данных в зависимости от их ценности мо­гут создаваться одна или несколько резервных копий на различных типах но­сителей. Учитывая большие объемы архивируемой информации и возмож­ность одновременного об­служива­ния многих клиентов сети, на первый план выходит требование низкой стоимо­сти хранения больших объемов данных и возможность произвольного доступа к файлам.

Первые автоматизированные ленточные библиотеки появились еще в 70-е гг. прошлого века. Одной из первых моделей была система IBM 3580 MSS, кото­рая, кроме того, стала первым продуктом, в котором была реали­зована концеп­ция виртуализации системы хранения. В системе обычно при­менялись два жест­ких диска, служивших буфером при обмене данными с сервером. Таким образом, пользователи получали возможность использо­вать огромное (по тем временам) дисковое пространство, экономя значи­тельные средства, поскольку фактически данные хранились на ленте. Глав­ное пре­имущество ленты - высокая потоковая скорость передачи данных - реализу­ется только при резервировании с сохране­нием информации в один файл. Пофайловое резервирование неизбежно приво­дит к потере произво­дительно­сти из-за необходимости открывать и закрывать каждый файл. Уже го­раздо позднее эти идеи получили свое развитие в виртуаль­ных ленточных библио­теках (Virtual Tape Library - VTL) и системах иерархиче­ского хранения дан­ных (Hierarchical Storage Management - HSM). Библиотеки и автозагруз­чики современных магнитных лент с высокой плотностью записи и лучшей скоро­стью передачи информации при относительно небольшой стоимо­сти явля­ются лучшим выбором для применения в системах резервирования кор­пора­тивных данных, являясь альтернативой DVD при архивации сверхболь­ших файлов при локальном (или неинтенсивном сетевом) доступе.

Уже с 80-х гг. рынок ленточных устройств испытывает серьезное давле­ние вследствие широких возможностей, которые предоставляют системы с ис­пользо­ванием жестких дисков. Благодаря развитию технологии объем же­стких дисков существенно увеличился, по скорости работы они также начали превос­ходить ленточные устройства, и, что самое главное, цена их стала го­раздо дос­тупнее.

Однако, несмотря на негативные прогнозы, развитие ленточных уст­ройств не стояло на месте. Именно в 80-е гг. на смену неудобным и нена­деж­ным катуш­кам с лентой пришли компактные картриджи, обеспечиваю­щие как луч­шую за­щиту ленты, так и более высокую производительность приво­дов.

Одна из интересных особенностей ленточных накопителей - примене­ние аппаратного сжатия, что позволяет эффективно использовать емкость кар­триджа, особенно в том случае, когда записываются обычные текстовые дан­ные. Требо­вания законодательства разных стран к обеспечению хране­ния ар­хивных данных в неизменном виде обусловили использование специ­альных картриджей с одно­кратной записью на ленту (Write Once Read Many - WORM) - IBM TS1120, LTO3 (и старше).

Дальнейшее развитие технологий хранения на магнитной ленте привело к тому, что высокая плотность записи на ленту позволила создать коммерче­ски доступные продукты, использующие картриджи объемом 1 Тбайт (IBM TS1130, Sun StorageTek T10000) и обеспечивающие запись данных на ленту со скоростью более 150 Мбайт/с (IBM TS1130).

Широчайшее распространение в последние годы получили роботизиро­ван­ные системы записи на ленту. В этих системах специальный механизм обес­печи­вает установку в привод нужного картриджа, что значительно уп­рощает управ­ление и снижает расходы на обслуживание.

С прогрессом новых DVD-технологий магнитные ленты из многих облас­тей корпоративного хранения постепенно вытесняются вторичными диско­выми на­копителями. Недостатки ленточных технологий - последова­тельный тип дос­тупа к данным с длительным (до десятков секунд) временем реакции по каждому от­дельному запросу, физический износ лент и головок, возрас­тающий при дос­тупе к множеству мелких файлов из-за необходимости ин­тенсивной перемотки, - ог­раничивают возможность применения лент в ка­че­стве многопользовательского сетевого ресурса интенсивного доступа.

В то же время технологии ленточных накопителей интенсивно развива­ются.
^ Назначение и общая характеристика накопителей

на магнитных лентах (стримеров).

Накопители на маг­нитных лентах являются одним из наиболее давно ис­пользуемых в качестве массовой памяти типом устройств. Одинаковым ус­пехом пользуются потоко­вые накопители, или стримеры. Первые такие на­копители имелись уже в ЭВМ пятидесятых годов прошлого столетия. Тех­но­логия для них так же, как и впоследствии для CD-ROM, была "подготов­лена" звукозаписы­вающей техни­кой. В основе их конструкции лежит лентопро­тяж­ный механизм, работающий в инерционном режиме. Основными достоинст­вами накопителей на магнит­ных лентах были большая емкость и невысокая стоимость носителя инфор­мации: сначала бобины, кас­сеты, а затем кар­триджи магнитной ленты. Ос­новным недостатком - после­довательный дос­туп к данным, требующий боль­шого времени. На­копители на маг­нитной ленте, применяемые вместе с компью­терами пришли на смену пер­фолентам и перфокартам. Еще одним достоинством накопите­лей на магнит­ной ленте является низкая стои­мость хранения информа­ции.

За время своего существования накопители на магнитных лентах только на начальных этапах успешно конкурировали со своими ближайшими "родст­венни­ками": магнитными барабанами, которых им удалось пережить, и маг­нит­ными дисками, которые заняли ведущую роль примерно с начала 1960-х годов, оставив для накопителей на магнитных лентах лишь роль сис­тем ар­хивного хра­нения данных. Тем не менее, даже, несмотря на появле­ние опти­ческих дисков, накопи­тели на магнитных лентах достаточно прочно удержи­вают свои позиции в каче­стве устройств резервного копирования больших объемов данных в секторе кор­поративных решений. В своей со­вре­менной версии накопители на магнитных лентах более из­вестны под на­зва­нием стримеры (транслитерация английского streamer, происходящего от слова "поток"). В этом своем виде они многое поза­имст­вовали от кассетных аудио- и видеомагнитофонов. Существует несколько разновидностей стри­меров, различающихся размером используемых маг­нитных лент и особенно­стями размещения информации на них.

Стримером называется устройство, подключаемое к компьютеру, для за­писи и воспроизведения цифровой информации на кассету с магнитной плёнкой. Ос­новное назначение – резервное копирование.

Теперь непростой вопрос: какой же стример приобретать? Стример для не­больших локальных сетей, а также для “неорганизованного” пользователя должен отвечать стандартам QIC-40/80.

Во первых, это гарантирует хоть какую-то совместимость. К тому же это ка­чество в данном случае обеспечивается не только в пределах одной специ-фикации, но и предполагает совместимость устройств “снизу-вверх”. Таким об­разом, картридж (кассета), записанный на стримере, соответствующем стандарту QIC-40, будет читаться на устройстве, выполненном по стандарту QIC-80. Во-вторых, при подключении к компьютеру стримеров, отвечающих спецификации QIC-40/80, как правило, не возникает особых трудностей и проблем. Такие уст­ройства не зря называют “floppy-tape”-дело в том, что они могут подключаться к существующему в любом персональном компьютере контроллёру флоппи-дис­ков. Преимущества используемого технического решения часто просто оче­видны. Тем не менее, фирмы-производители пре­дусматривают и специальные контроллёры, которые позволяют увеличить скорость обмена данными. В-третьих, на каждом картридже рассматривае­мых устройств может сохраняться от 120 до 250 Мбайт информации (если использовать сжатие данных), что, как правило, превосходит или соответст­вует объёмам имеющихся винчестеров. Не­маловажным фактором является и то, что стримеры, отвечающие стандартам QIC-40/80, выпускаются целым рядом крупных промышленных фирм, а это в свою очередь ещё больше рас­ширяет круг совместимых устройств. Характери­стики накопителей на маг­нитных лентах могут существенно разли­чаться в зави­симости от их конструк­ции и технологии записи. Так, емкости стримеров варьи­руются в широких пределах, достигая 600 Гбайт, скорости передачи у лучших накопи­телей на магнитных лентах сравнимы с жесткими дисками, составляя до 60 Мбайт/с, время поиска (дос­тупа) в некоторых мо­делях составляет до 10 се­кунд (при среднем - порядка 80-100 с).

Хорошо известны в мире стримеры Jumbo 120 (от 200$) и Jumbo 250 (от 280$).

Надо дать должное специалистам фирмы Colorado Memory Systems, Раз­ра­ботавшим эти модели, которые провели просто огромную работу , де­тально про­веряя совместимость своих новых моделей стримеров с компью­терами раз­ных фирм. Было исследовано более 400 различных моделей IBM-совместимых ком­пьютеров.

Модели стримеров Jumbo 120 и Jumbo 250 отвечают спецификациям QIC-40 и QIC-80 соответственно. Пользователю предлагаются два варианта ис­полне­ния подобных устройств: встраиваемый и внешний. В последнем случае встраи­ваемое устройство “одевается” в изящный пластмассовый кор­пус, кото­рый вме­сте с кабелями и прочими аксессуарами входит в фирмен­ный набор КЕ-10. Кстати, модель Jumbo 120 может использовать две скоро­сти передачи ин­форма­ции – 250 и 120 Кбайт/с, что, как известно, совпадает со стандартными значе­ниями для контроллёров флоппи-дисков компьюте­ров типа XT и AT. Стри­меры Jumbo имеют программную поддержку для сжа­тия данных, причём фир­менный алгоритм имеет соответствует стандарту QIC-122. По заявлению фирмы Colorado Memory Systems, использование эф­фек­тивного кодирования информа­ции позво­ляет сжимать данные в соотно­шении 6:1 и 1,3:1 при среднем значении 2:1. В ос­нову алгоритма по QIC-122 был положен мощный алгоритм сжатия Лемнеля-Зива, который одной из первых эффективно начала использовать фирма Stac Electronic, разработав специ­альную микросхему кодера-декодера данных. Кстати, использование специ­ального контроллёра ТС-15 (ТС-15М для PS/2) вме­сто стандартного для флоппи-дисков позволяет увеличить производительность (скорость архиви­рования информации) моделей стримеров Jumbo-120 и Jumbo-250 с 2,2 до 4,4 и 8,8 Мбайт/мин соответственно. Поскольку алгоритм сжатия в данном слу­чае реализуется аппаратно, то на его выполнение необходимо практи­че­ски “нулевое” время. Для контроля передаваемых данных используется цик­ли­че­ский избыточный код (CRC), а также коррекция ошибок (ЕСС) – алгоритм Рида- Соломонова.

Особо хотелось бы отметить и то обстоятельство, что контроллёры фирмы Colorado Memory Systems не требуют ручной установки переключате­лей и све­дений о свободных адресах, номерах прерываний IRQ и каналах прямого доступа DMA. Конфликта между аппаратными средствами не возни­кает, по­скольку ис­пользуемое при инсталляции программное обеспечение применяет особый алго­ритм тестирования, который в 95% случаев сам опре­деляет необхо­димые пара­метры для установки. В оставшиеся 5% случаев не­обходимые уста­новки произ­водятся пользователем “программными” пере­ключателями, которые отобража­ются на дисплее компьютера.

Программное обеспечение, поставляемое с моделями стримеров Jumbo, полностью совместимо с пакетами таких фирм, как Novell, IBM, 3COM. Не стоит также забывать, что для устройств, соответствующих специ­фикации QIC-40/80, возможно использование программного обеспечения, например пакета PC-Tools фирмы Central Point Software.

Jumbo-один из самых недорогих и быстрых стримеров, предлагаемых на отечественном рынке.

Перспективным направлением является использование в качестве стри­мера обычного видеомагнитофона.

В городе Зеленограде освоено серийное производство платы “Арвид-1020”, открывающей всем пользователям IBM-совместимых персональных ком­пьюте­ров доступ к системам архивации данных на кассетной видеоленте. Она стоит не намного больше, чем другие контроллёры шины ISA, а даёт возмож­ность под­ключить к персональному компьютеру и использовать в ка­честве нако­пителя любой видеомагнитофон. Доступ к данным на ленте осу­ществляется в режиме подраздела накопителя жёсткого магнитного диска, при этом пользова­тель рабо­тает с дружественной программой-оболочкой, выполненной в стиле Norton Commander.

Достоинства ARVID:

  1. Относительно высокая скорость обмена;

  2. Надёжность хранения (усовершенствованный код Хемминга);

  3. Большая ёмкость, низкая стоимость носителя;

  4. Возможность использования любого видеомагнитофона.

Вместе с контроллёром поставляется программное обеспечение, под­дер­жи­вающее на ленте многоуровневую иерархическую систему. Элемен­тами дан­ных здесь могут служить произвольные файлы и каталоги, которые пользователь мо­жет копировать, переименовывать, удалять, объединять и сортировать, т. е. вы­полнять всё то же самое, что позволяет делать с фай­лами DOS. Для поиска ин­формации в файловой системе используется собст­венное оглавление ленты. Его рабочая копия хранится на диске, а резервная – непосредственно на ленте. Име­ется автоматизированная процедуры на­стройки на конкретный видеомагни­то­фон, контекстно-зависимые подсказки и подробная документация.

Плата “Арвид-1020” экономична и удобна в использовании, о чём сви­де­тельствует опыт её применения для решения задач обработки изображе­ний, гео­физики, картографии, а также при комплектации профессиональных рабочих станций. На трёхчасовую кассету можно записать (со скоростью 200 Кбайт/с) до 2 Гбайт информации, причём её хранение обойдётся в 600 раз дешевле, чем на дискетах высокой плотности.

“Арвид-1020” не предъявляет высоких требований к качеству ленты и па­раметрам видеомагнитофона. Он надёжно работает с импортными и оте­чествен­ными аппаратами, обеспечивая при этом полную переносимость дан­ных между компьютерами.

Эта плата использует 16-bit DMA, поэтому может работать с некото­рыми материнскими платами (в которых эта функция не реализована). Один из не­дос­татков этой платы - она очень сильно греется. Готовятся к серий­ному вы­пуску платы 1030 (без использования DMA) и 1040 (со встроенным собствен­ным 286-микропроцессором).

Наиболее широко сегодня применяются такие технологии, как Travan, DLT (Digital Linear Type), DAT-DDS (Digital Audio Tape-Digital Data Sto­rage), LTO (Linear Tape Open), Mammoth и AIT (Advanced Intelligent Tape). Для обосно­ван­ного выбора системы резервного копирования надо ясно пред­ставлять себе дос­тоинства и недостатки разных устройств, которые во мно­гом опре­деляются ем­костью системы, ее быстродействием, надежностью и ценой. Основные сти­мулы к повышению производительности ленточных устройств среднего и стар­шего класса - это широкое использование Интер­нета и рас­пространение корпо­ратив­ных интрасетей, увеличение числа серве­ров (нуж­ных, чтобы обеспечить рост этих сетей), а также ужесточение требо­ваний к хранению информации и ее вос­становлению в случае аварий. Спрос на сис­темы резервного копирования и хра­нения данных особенно подстеги­вается все более активным использованием та­ких приложений, как мульти­медиа, видео по запросу, звуковое информацион­ное наполнение, обработка изо­бражений и т. п.

На основе стримеров строятся также специальные автоматизированные биб­лиотеки, в которых обеспечена возможность хранения многих картрид­жей с лен­той и автоматической установки и замены их в накопителях. При­чем в слож­ных системах может использоваться до нескольких сотен накопи­телей и хра­ниться несколько тысяч картриджей. Кроме того, на базе накопи­телей на маг­нитных лентах организуются мас­сивы, аналогичные RAID-масси­вам жестких дисков. Производители накопи­телей на магнитных лентах дек­ларируют при этом воз­можность повышения пропускной способности та­кой системы в соответ­ст­вую­щее количеству ис­пользуемых накопителей раз.
^ Принцип записи информации на магнитную ленту.

Заметим, что применяются два метода записи на магнитную ленту: на­клон­ный и линейный серпантинный. В системах наклонной записи несколько считы­вающих/записывающих головок размещают на вращающемся бара­бане, установ­ленном под углом к вертикальной оси (аналогичная схема при­меняется в быто­вой видеоаппаратуре), Движение ленты при записи/чтении возможно только в одном направлении. В системах линейной серпантинной записи считываю­щая/записывающая головка при движении ленты непод­вижна. Данные на ленте записываются в виде множества параллельных до­рожек (серпантина). Головка размещается на специальной подставке; по дос­тижении конца ленты она сдвига­ется на другую дорожку. Движение ленты при записи/чтении идет в обоих на­правлениях. На самом деле таких головок обычно устанавливается несколько, чтобы они обслуживали сразу несколько дорожек (они образуют несколько кана­лов записи/чтения).

Как правило, стример включает в себя лентопротяжный механизм, в про­стейшем случае аналогичный используемым в аудио- и видеомагнитофо­нах, го­ловки чтения/записи, механизм загрузки ленты и контроллер. Магнит­ная лента помещена в картридж, подобный используемым в (видео) магни­тофо­нах кассе­там. Однако такая конструкция, в особенности при использо­вании записи по спиральным дорожкам, как правило, приводит к сильному натя­жению и высо­кому износу ленты, что ухудшает характеристики надеж­ности накопителя. По­этому в качественных системах используют более сложные лентопротяж­ные ме­ханизмы, например с роликовыми направляю­щими, ведущими ленту по проти­воположной магнитному слою стороне, а также применяют специ­альную маг­нитную ленту и конструкции картриджей.

Основные проблемы, на которых концентрируются разработчики стри­ме­ров, связаны с повышением емкости носителей, скорости записи и пере­дачи дан­ных, надежности хранения и считывания данных уменьшением вре­мени по­иска и износа ленты. При этом при создании накопителей на маг­нит­ных лентах часто используют технологические приемы, характерные и для других видов памяти с подвиж­ными магнитными носителями. В частно­сти, для повышения плотности расположения дорожек могут ис­пользоваться сер­водорожки и следящие сис­темы, как и в накопителях на же­стких дисках, что позволяет разместить до 200 дорожек на ленте шириной 8 мм.

Ускорения записи и считывания достигают улучшением характеристик маг­нит­ных головок и магнитной ленты, записью и чтением одновременно по не­сколь­ким дорожкам, использованием внутренних буферов и сжатием дан­ных при их записи. Для ускорения поиска в некоторых накопителях кар­триджи с лентой осна­щаются внутренним запоминающим устройством, в ко­тором записывается некоторый аналог таблицы размещения файлов.
^ Как выбрать накопитель на магнитной ленте?

Выбрать накопитель на магнитной ленте для резервирования данных с одного единственного жёсткого диска довольно просто. Но когда речь идёт о дисках большей ёмкости или если вам приходится иметь дело с портативными компьютерами, то проблема выбора усложняется. Совсем непросто это будет сделать это в ситуации, когда нужно скопировать данные, например, с файл-сер­вера да ещё и с дисков всех рабочих станций. В любом случае при выборе нако­пителя на магнитной ленте следует учитывать следующие факторы:

• объём данных, подлежащих резервному копированию;

• быстродействие;

• соответствующий вашим запросам стандарт;

• стоимость накопителя и лент;

• возможности и совместимость накопителя с программным обеспече­нием.

Подобрав оптимальное соотношение цены, ёмкости, производительности и стандарта ленты, вы можете приобрести накопитель, наиболее полно отвечаю­щий вашим требованиям.

Ёмкость. Конечно, прежде всего необходимо подумать о соответствии ёмкости приобретаемого накопителя вашим потребностям. Идеальным будет на­копитель, позволяющий вставить в него чистую кассету, запустить программу резервирования и уйти заниматься своими делами. К вашему возвращению вся работа будет выполнена, и вам останется лишь вынуть кассету и положить её в надёжное место.

Если же по каким-либо идеал недостижим, то для резервирования копи­рования данных с одного диска ёмкостью до 250 Мбайт вполне подойдет нако­питель QIC-80. Если вы планируете работать с несколькими компьютерами с дисками упомянутой ёмкости (в том числе портативными), то приобретите авто­номную модель QIC-80.

Но если нужно организовать резервное копирование данных диска файл-сервера большой сети, указанные типы накопителей не подойдут. Лучше выбе­рите устройство повышенной ёмкости одного из выше рассмотренных типов.

В конце концов, независимо от ёмкости я порекомендовал бы вам купить накопитель стандарта DAT, либо более новый накопитель TRAVAN. На совре­менном рынке эти накопители на магнитной ленте обладают наилучшим соот­ношением цены и производительности. Ленты для этих стримеров продаются отформатированными (это сэкономит вам немало времени) и вмещают большой объём данных (лента для накопителя TRAVAN TR-4 имеет ёмкость 8 Гбайт, а лента DAT для устройств DSS-3 – 24 Гбайт).

Выбирая накопитель на магнитной ленте, убедитесь, что его ёмкость пре­вышает ёмкость самого большого накопителя или раздела, который вам при­дётся скопировать. Это поможет вам автоматизировать процесс резервирования и избавит вас от необходимости менять кассету. Накопители DAT обычно под­держивают интерфейс SCSI, поэтому вы можете подключать их к системе через SCSI-адаптер параллельного порта или через встроенный SCSI-адаптер. Ко­нечно, лучше использовать встроенный адаптер, однако при необходимости об­служивания нескольких различных систем можно использовать портативный внешний DAT-накопитель , подключаемый к параллельному порту. Кроме того, накопители и ленты DAT дешевле и надёжнее остальных.

^ Стандарты лент. Следующее, что нужно учесть при покупке накопите­лей на магнитной ленте, - стандарт, в котором он работает. Если вам, например, придётся восстанавливать резервные копии на разных накопителях, то все они должны уметь, хотя бы считывать данные с используемых лент. Поэтому выби­рать стандарт нужно с учётом его совместимости с используемыми системами.

Универсальных критериев здесь не существует. Большинство пользовате­лей до сих пор работают в стандартах QIC, потому что, с одной стороны, они были разработаны раньше остальных, а с другой – продолжается их совершенст­вование и создание накопителей всё большей ёмкости. Но если вам нужен нако­питель очень большой ёмкости, остановите свой выбор на устройствах, в кото­рых используется видеолента или лента DAT.

Если для вас важна совместимость со старыми лентами, записанными в некотором стандарте, то приобретите накопитель, работающий в том же или в одном из следующих совместимых с ним стандартов. Например, если вы хотите считывать данные с лент QIC-80, то вам подойдёт накопитель QIC-3010, способ­ный воспроизводить кассеты QIC-40 и QIC-80. В противном случае, если данные со старых лент вам не нужны, основным критерием может стать быстродействие и наилучшим вариантом будет накопитель на видеоленте.

Совет: важно сделать оптимальный выбор. Если вы работаете с множест­вом компьютеров, то не совмещайте стандарты QIC, TRAVAN и DAT, так как это не приведёт ни к чему хорошему.

^ Совместимость программного обеспечения. Не маловажной проблемой при выборе накопителя на магнитной ленте является его совместимость с ис­пользуемым вами программным обеспечением. В настоящее время большинство накопителей на магнитных лентах поставляются с программами для Windows 9x. Однако найти программное обеспечение под Windows NT и UNIX может ока­заться нелёгкой задачей.

Большинство операционных систем имеют своё собственное программное обеспечение для работы с накопителями на магнитных лентах. Есл0и вы предпо­лагаете использовать эти программы, то должны проверить, поддерживают ли они все необходимые вам функции работы с приобретаемым накопителем. Перед покупкой накопителя вы должны выяснить, как он взаимодействует с каждой из систем, в которой вы намереваетесь применять данный накопитель.

Быстродействие. Если быстродействие имеет для вас очень большое значение, чем совместимость и стоимость, приобретите накопитель на видео­ленте 8 мм или DLT-накопители. Ёмкость таких накопителей исключительно ве­лика, а быстродействие достигает 6 Мбайт/сек. Скорость обмена данными нако­пителей большой ёмкости в новых стандартах QIC не превышает 18 Мбайт/мин, а накопителей на DAT – 10 Мбайт/мин.

Самыми «медленными» накопителями на магнитной ленте являются ста­рые QIC-80. При подключении к контроллёру гибких дисков они обеспечивают скорость передачи данных всего 3-4 Мбайт/мин, а со специальной интерфейсной платой (за которую придётся заплатить отдельно) – до 9 Мбайт/мин. Рекламируя производительность автономных устройств этого класса – 3-8 Мбайт/мин, а на самом деле она реально не превышает 2-3 Мбайт/мин.

^ Цена на накопители и ленты. Выбрав устройство определённого типа, нужно со всей серьёзностью подойти к его покупке.

Хотелось бы отметить следующее. Сумма, которую вы заплатите за нако­питель и ленты, по крайней мере должна быть сопоставима с моральными и ма­териальными затратами, которые ожидают вас при выходе из строя жесткого диска и потере данных. Если учесть, что пользователи охотнее занимаются ре­зервным копированием информации на ленте, нежели на дискетах, можно с уве­ренностью сказать, что покупка накопителя на магнитной ленте оправдана и в случае для одного единственного компьютера, даже если он используется для игр.

^ Портативные накопители на магнитной ленте. Портативные накопи­тели на магнитной ленте используются очень часто, и это вполне объяснимо – их можно легко переносить от одного компьютера к другому. Такие устройства особенно удобны для пользователей, которые работают на портативных компью­терах (в них нельзя установить встроенный накопитель на магнитной ленте), или для тех, кто хочет создать резервные копии данных, хранящихся в нескольких компьютерах, не устанавливая в каждый из них отдельный накопитель на маг­нитной ленте. Портативный накопитель на магнитной ленте может пригодится и в том случае, если в корпусе компьютера нет свободного отсека для стационар­ного устройства.

^ Установка накопителей на магнитной ленте.

Накопители на магнитной ленте могут быть как внешними, так и внут­ренними. Какой из них выбрать? И если это будет внешним, то какого типа? Для одного компьютера с относительно небольшим диском подойдёт внутренний накопитель QIC-80. Если вы работаете с несколькими компьютерами с неболь­шими дисками или переносите данные из одной системы в другую, нужен внеш­ний накопитель QIC-80.Если вы не ограничиваетесь выполнением столь простых операций, то имейте в виду следующее:

• Если вы часто создаёте резервные копии жёсткого диска большой ёмко­сти или обслуживаете много компьютеров и хотите свести к минимуму количе­ство кассет и выполняемых с ними манипуляций, то установите в каждую сис­тему свой встроенный накопитель на ленте DAT, видеоленте 8 мм или на ленте большей ёмкости стандарта QIC.

•Если вам нужен накопитель большой ёмкости, но не во всех обслужи­ваемых вами компьютерах есть отсеки для установки внутренних накопителей, то обзаведитесь внешним накопителем на DAT или видеоленте.

В следующем разделе описаны наиболее важные этапы установки внут­ренних и внешних накопителей на магнитной ленте.

^ Установка внутренних накопителей. Почти все современные накопи­тели на магнитной ленте рассчитаны на установку в отсек для дисковода поло­винной высоты. Многие из них умещаются и в меньшем по размеру отсеке дис­ководов формата 3,5 дюймов. Накопители с дисководами формата 3,5 дюйма обычно продаются смонтированными в каркасах или рамках, позволяющих уста­новить их в отсек большего размера. Глубина накопителей на магнитной ленте – от 5 до 9 дюймов (12,5 и 22,5 см), таким же должно быть и свободное простран­ство внутри системного блока. При их монтаже используются те же направляю­щие, что и для дисководов, накопителей на жёстких дисках и CD-ROM.

Для подключения внутренних накопителей нужен свободный слот пита­ния, как правило, большего размера (используется для подключения накопите­лей на магнитных дисках), но иногда в них устанавливаются меньшие разъёмы, аналогичные тем, что используются в дисководах 3,5 дюйма. Если свободного разъёма в компьютере нет, воспользуйтесь двойником-удлинителем. Для этого сначала отключите разъём питания от одного из уже установленных устройств, например от дисковода.

Обмен данными между компьютером и накопителями QIC-40 и QIC-80 чаще всего осуществляется через контроллер гибких дисков. В компьютере с од­ним дисководом накопитель на магнитной ленте подключается к свободному разъёму интерфейсного кабеля. При наличии двух дисководов воспользуйтесь двойником для интерфейсного кабеля.

Для других внутренних накопителей на магнитной ленте (кроме QIC-40 и QIC-80) обычно нужна специальная плата; они также могут подключаться к од­ному из уже установленных в системе адаптеров (к специальному адаптеру QIC, адаптерам SCSI и SCSI-2 или плате IDE). При покупке накопителя на магнитной ленте обязательно обратите внимание на наличие в комплекте соответствующей платы адаптера или приобретите нужный адаптер за отдельную плату.

^ Внешнее подключение. Для того чтобы внешний накопитель на магнит­ной ленте мог работать с разными компьютерами, в них нужно установить платы адаптеров. Это не относится к внешним моделям QIC-40 и QIC-80, которые под­ключаются к параллельному порту компьютера. На платах адаптеров смонтиро­ван разъём, подобный разъёму параллельного порта, который выведен на зад­нюю панель системного блока. Платы адаптеров обычно работают в стандарте QIC, SCSI, SCSI-2 или IDE.

Внешние накопители питаются от сетевого блока питания (обычно это просто понижающий трансформатор), который подключается к основному блоку с по­мощью небольшого разъёма. На всякий случай проверьте достаточно ли у вас се­тевых розеток (для компьютера, периферийных устройств и накопителя на маг­нитной ленте).


^ Программы для резервного копирования данных на магнитной ленте.

Не мене важен вопрос о программном обеспечении. К большинству уст­ройств прилагаются программы резервного копирования, которые можно ис­пользовать для решения простейших задач.

Однако существуют и другие программы, которые при условии совмес­тимости с выбранным устройством обладают гораздо большими возможностями. Например, к некоторым накопителям на магнитной ленте прилагаются про­граммы, работающие только под Windows, а для работы в DOS, UNIX или OS/2 понадобится купить дополнительные программы. То же самое относится к ре­зервному копированию данных в сети: если прилагаемая к накопителю про­грамма для этого не предназначена, то понадобится дополнительная программа.

Важной особенностью многих программ резервного копирования явля­ется их способность сжимать данные. Сжатие позволяет существенно уменьшить объём данных, хранящихся на носителе, по сравнению с объёмом, который они занимают на диске, и, соответственно, снизить расход ленты.

Почитайте статьи о программах резервного копирования данных, публи­куемые во многих журналах, и вы найдёте информацию о программах, обеспечи­вающих наилучшее сжатие данных или высокую скорость копирования. Эти два параметра очень важны для работы. Кроме того, большое значение имеет про­стота эксплуатации программы. Неудачная программа может стать причиной того, что вы будете выполнять резервирование не так часто, как это необходимо.

^ Программы, прилагаемые к накопителям. Покупая накопитель на маг­нитной ленте, проверьте комплектуется ли он программой резервного копирова­ния. Если нет, приобретите её отдельно. Обычно программы, которые входят в комплект накопителя, хорошо выполняют свои функции (если только вы не бу­дете требовать от них слишком многого).

^ Программы сторонних разработчиков. Программы резервного копиро­вания, рассчитанные на различные накопители и разные сферы применения, раз­рабатываются многими фирмами. Одни из них специализируются на сетевых программах, другие – на программах на DOS и Windows, третьи – на UNIX и т. д. Выяснить, совместима ли программа с конкретной сетью или операционной сис­темой, можно, либо проконсультировавшись с солидной торговой компанией, либо связавшись с самой фирмой разработчиком.

Зачастую с программами независимых фирм работать проще, чем с про­граммами, прилагаемыми к накопителям. У программ фирм-производителей обычно бывает совершено новый интерфейс, а команды могут показаться полной тарабарщиной. Подобные программы часто обеспечивают более эффективное сжатие данных и, по сравнению с программами фирм-производителей, предос­тавляют множество дополнительных возможностей и удобств.

Сведения о новых программах, их возможностях и ценах регулярно пуб­ликуются в компьютерных журналах. Если накопитель на магнитной ленте рабо­тает на системах, конфигурация которых подобна конфигурации вашего ПК, и обладает нужными вам возможностями, то его стоит приобрести.

^ Основные технические характеристики и параметры накопителей на маг­нитной ленте.

Формат

Поколе­ние

Ёмкость при хранении не­сжатых дан­ных

Ёмкость при хранении не­сжатых дан­ных

Коэффи­циент сжатия

LTO

Ultrium-2

200 Гбайт

400 Гбайт

2,0

Ultrium-1

100 Гбайт

200 Гбайт

2,0

DLT

SDLT 320

160 Гбайт

320 Гбайт

2,0

SDLT 220

110 Гбайт

220 Гбайт

2,0

Value DLT

DLT8000

40 Гбайт

80 Гбайт

2,0

DLTVS160

80 Гбайт

160 Гбайт

2,0

DLTVS80

40 Гбайт

80 Гбайт

2,0

AIT

SAIT-1

500 Гбайт

1300 Гбайт

2,6

AIT-3

100 Гбайт

260 Гбайт

2,6

AIT-2

50 Гбайт

130 Гбайт

2,6

AIT-1

35 Гбайт

90 Гбайт

2,6

VXA

VXA-2

80 Гбайт

160 Гбайт

2,0

VXA-1

33 Гбайт

66 Гбайт

2,0

Travan

TR-7

20 Гбайт

40 Гбайт

2,0

TR-5

10 Гбайт

20 Гбайт

2,0

Mammoth

Mammoth-2

60 Гбайт

150 Гбайт

2,5

Mammoth-1

20 Гбайт

60 Гбайт

2,0


^ Новые возможности старой ленты

Компания StorageTek разработала для своих ленточных библиотек до­пол­ни­тельное программно-аппаратное оснащение Virtual Storage Manager (VSM). VSM представляет собой систему со встроенным процессором и большим кэшем на жестких дисках. Объем кэша памяти может достигать 930 ГБ. Это позволяет уменьшить число непосредственных обращений к магнит­ной ленте и повысить эффективность системы. Однако стоимость такой сис­темы достаточно велика и в зависимости от конфигурации может достигать $400 000.

Компания ADIC, в свою очередь, предложила технологию Infinite File Life. Система отслеживает и анализирует ошибки, возникающие при записи

на магнитную ленту. Как только их интенсивность превышает допусти­мый уро­вень, система начинает автоматически копировать данные на свежие ленты, а старые ленты из библиотеки удаляются. Естественно, это ведет к снижению про­изводительности, эффективной емкости системы и, как след­ствие, увели­чению стоимости хранения. Однако такая система более устой­чива к сбоям, связанным с физическим износом ленты.

Естественно, что использование дополнительных подсистем для увели­че­ния надежности ленточного хранения данных ведет к увеличению стои­мость сис­тем, и их использование оправдано только для больших и ответст­венных прило­же­ниях. Насколько велика реальная сфера применения таких прило­жений?

До появления новых технологий DVD ленточные накопители не имели аль­тернативы в области хранилищ для сверхбольших массивов информации (по­рядка десятков терабайт и выше), так как магнитооптические системы по своим стоимостным показателям были чересчур дороги и громоздки. Но се­годня еще есть объемы хранения, поддерживаемые ленточными библиоте­ками, и пока не­достижимые для роботизированных DVD библиотек. Круп­нейшие ленточные библиотеки, которые предлагаются сегодня на рынке, Scalar 1000 LTO (компания ADIC) и TimberWolf 9740 (компания StorageTek) достигают емкостей 188ТБ и 74.5ТБ соответственно. Многие системы обла­дают наращиваемой модульной структурой. Компания StorageTek, демонст­рируя свои технические достижения, заявляет, что, комбинируя ее ленточ­ные библиотеки, можно построить архив ем­костью более 1 миллиарда тера­байт. Хотя пока трудно себе представить соответ­ствующую задачу, любо­пытно было бы оценить стоимость такого контекста и затраты на его под­держку.

Технология DVD вытесняет ленты и из этой ниши. Компания ASACA пред­ла­гает модульные системы с емкостью до 109 ТБ. Кроме того, если тре­бова­ния по скорости резервирования и восстановления не критичны, техно­логия DVD-RAM может быть неплохой альтернативой магнитным лентам. Особенно в орга­низациях, где создан большой архив с использованием CD/DVD библио­тек, та­кой подход поможет исключить дополнительные инве­стиции, полу­чить более эффективную отдачу от вложенных средств.

С развитием DVD технологий ленточные накопители остаются эффек­тив­ными для задач, где доминирует потоковая передача данных - резервиро­ва­ние и восстановление после сбоев, хранение петабайтных архивов и храни­лища файлов гигабайтных размеров. Кроме того, сверхбольшие объемы хра­нения пока не дос­тижимы для других технологий и здесь применение лен­точных накопителей пре­допределено. Вероятно, такое распределение функ­ций сохранится и в ближай­шей перспективе, несмотря на очевидный про­гресс DVD-технологий.
^ ТЕХНОЛОГИЯ TRAVAN

Технология Travan, разработанная корпорацией ЗМ, стала новой ступе­нью развития устройств, базирующихся на стандартах QIC (Quarter Inch Committee). В 1983 г. появились первые приводы, базирующиеся на стан­дарте QIC-02. Кар­триджи этих устройств могли хранить 60 Мбайт информа­ции на 300 футах (при­мерно 90 м) ленты. Стандарты QIC определяют интер­фейс между компьютером и стримером, формат ленты, необходимое коли­чество головок, ме­тоды кодиро­вания, коды и алгоритмы коррекции данных, а также SCSI-команды для накопи­телей, использующих этот интерфейс. Наи­большее распространение получили накопители, соответствующие стандар­там QIC-40 и QIC-80. Они под­ключались к компьютеру через уже существую­щий контроллер флоппи-дисков. Форматы за­писи допускали как CRC-, так и ЕСС-кодирование, что позволяло одновременно проводить кон­троль и ис­правление ошибок при очень высокой достоверности записи дан­ных (один ошибочный бит из ста триллионов). Стан­дартом для чет­верть­дюймовых лент стали картриджи DC6000 и DC2000.

Первые модели стримеров Travan не потребовали никаких конструкци­он­ных изменений носителей информации: в их устройстве применялась уже суще­ство­вавшая электроника привода и технология изготовления головок.

Компания Imation выпускает два семейства картриджей: Travan -для на­ко­пителей настольных компьютеров и Travan NS - для стримеров серверов. По­следнее семейство включает три модели: Travan NS8, Travan NS20 и Travan NS36, обеспечивающие хранение 8, 20 и 36 Гбайт сжатых данных со­ответст­венно.

Стоит отметить, что новую жизнь в QIC-накопители вдохнула корпора­ция Tandberg Data (http://www.tandberg.com). Она усовершенствовала мно­го­каналь­ную технологию линейной записи MLR (Multichannel Linear Recording) и начала выпускать накопители SLR (Scalable Linear Recording), от­личающиеся более вы­сокой плотностью записи и быстродействием. Напри­мер, подобный стример -SLR60 может хранить на ленте 30 Гбайт не­сжатых данных и передавать их со скоростью 4 Мбайт/с. Одно из основных преиму­ществ SLR-накопителей Tandberg - высокая надежность: среднее время без­отказной работы составляет 300 тыс. часов при 100%-ной загрузке.
^ ТЕХНОЛОГИЯ DAT-DDS

Основой для разработки технологии DDS послужила методика записи вы­со­кокачественного звука DAT (Digital Audio Tape), поэтому подчеркнем, что DAT и DDS - вовсе не одно и то же. Для DAT-картриджей с лентой ши­риной 4 мм (точнее 3,81 мм) чаще всего используется формат DDS (Digital Data Sto­rage), раз­работанный фирмами Sony (http://www.sony.co.jp) и Hewlett-Pack­ard. Он осно­ван на технологии Helical Scan, которая известна как на­клонно-строчная запись. Обя­зательный в данном случае атрибут лентопро­тяжного механизма - блок вра­щаю­щихся головок (БВГ), выполненный в виде цилин­дра (барабана). В зависи­мости от используемого формата записи лента обер­тывается вокруг блока вра­щаю­щихся головок под некоторым углом, причем ось самого цилиндра блока вра­щающихся головок также наклонена под не­большим углом к ленте.

Битам данных присваиваются числовые значения, после чего эти цифры транслируются в поток электронных импульсов, которые и помещаются на ленте. Эта технология во многом напоминает запись музыки на компакт-диск. Формат DDS, вообще говоря, использует лентопротяжный механизм DAT с че­тырьмя головками на блоке вращающихся головок: две головки за­писи и две - чтения после записи. Дорожки записываются парами (так назы­ваемыми фрей­мами), причем записи на дорожках частично перекрываются. Каждый фрейм со­держит 8 Кбайт информации. Головки на блоке вращаю­щихся головок располо­жены под различными азимутальными углами отно­сительно ленты, поэтому ка­ждая головка легко различает свою дорожку. С той же целью задействована система автоматического поиска дорожки ATF (Automatic Track Finding).

В накопителях DDS-4 технологические улучшения коснулись не только блока вращающихся головок записи-чтения, но и носителя. Надо особо от­ме­тить, что во всех стримерах, применяющих технологию Helical Scan, есть воз­можности верификации данных типа “чтение после записи” и коррекции ошибок непосредственно во время записи.

Дальнейшего развития технология DAT-DDS уже, видимо, не получит. Все ведущие производители заявили о том, что разработка продуктов кате­гории DDS-5 не планируется.


^ ТЕХНОЛОГИЯ DLT

Вместе с машиной Micro VAX II от DEC в 1995 г. была анонсирована сис­тема резервного копирования, сменным носителем в которой служил не­большой картридж, имевший, в отличие от известных уже картриджей QIC, только одну катушку с лентой. Роль приемной катушки исполнял механизм самого привода. Это позволило сэкономить место в картридже и значи­тельно увеличить длину ленты. Устройство получило название ТК50; на од­ном его носителе могло хра­ниться 94 Мбайт информации. Но только накопи­тель TF85, разработанный в 1989 г, инженерами Digital Equipment, можно было назвать первой DLT-систе­мой. Данное устройство, впоследствии на­званное DLT260, обеспечивало запись 2,6 Гбайт на ленте длиной 1200 футов (360 м) в картридже CompactTape III (ныне известен как DLTtape III).

Основной особенностью нового привода был запатентованный 6-роли­ко­вый ведущий механизм с блоком головок HGA (Head Guide Assembly). Он обес­печивал мягкий и плавный ход ленты с минимальным трением. Путь ленты был значительно меньше, чем на приводах с 8-миллиметровой лен­той, и это снижало ее износ и повреждения. Благодаря HGA плотность записи на полудюймовой ленте была увеличена с 48 дорожек до 122.

В 1991 г. Digital выпустила привод TF86 (впоследствии названный DLT600), который на картридже DLTtape III мог хранить уже 6 Гбайт дан­ных. Два года спустя появился накопитель, известный сегодня как DLT2000. Ем­кость кассеты возросла до 10 Гбайт, а скорость передачи данных достигла 1,25 Мбайт/с. Уст­ройство было оснащено 2 Мбайт кэш-памяти.

Еще один производитель, компания Quantum (http://www.quantum.com), начала активно работать над технологией DLT с 1994 г. В ее устройстве DLT4000 был сделан резкий скачок не только по емко­сти, но и по производи­тельности и надежности. В новом картридже DLTtape IV длина ленты была уве­личена на 600 футов. Почти в полтора раза выросла плотность за­писи. На одной кассете теперь можно было хранить 20 Гбайт данных, а при сжа­тии - 40 Гбайт. Скорость передачи информации воз­росла до 1,5-3 Мбайт/с. Нако­питель DLT7000 до недавнего времени был без­услов­ным лидером среди DLT-устройств: емкость одной кассеты составляла 35 Гбайт (70 Гбайт при сжатии данных), а скорость передачи данных дости­гала 5-10 Мбайт/с.

Отметим, что полудюймовая лента на 60% шире, чем 8-миллиметровая, сле­довательно, при прочих равных условиях на ней можно хранить больше ин­фор­мации. Как уже отмечалось, DLT-привод записывает данные последо­ва­тельно (линейно).

В DLT-устройствах применяется уникальная многоуровневая схема об­на­ружения и коррекции ошибок. Для обеспечения целостности информа­ции, запи­сываемые данные сразу же считываются головкой чтения и сравни­ва­ются с по­ступившими от компьютера. При обнаружении несоответствий фрагмент немед­ленно перезаписывается на следующем участке ленты.

DLT-картридж имеет 10,6 см в длину, 10,5 см в ширину и 2,5 см в вы­соту. Длина хранимой в нем ленты может варьироваться от 1200 до 1828 фу­тов (363-554 м). На корпусе имеется специальная защелка, предотвращаю­щая слу­чайную запись на ленте. На сегодняшний день для DLT-накопителей ис­пользу­ются три типа картриджей, окрашенных в разные цвета: DLTtape III (серый), DLTtape IIIXT (белый) и DLTtape IV (черный).

Технологические изменения в приводе DLT8000 позволили увеличить ем­кость хранения до 40 Гбайт (80 Гбайт со сжатием), а скорость передачи до­вести до 6-12 Мбайт/с.

DLT-накопители предназначены для интенсивного использования в се­тях среднего размера. Среднее время безотказной работы MTBF (Mean Time Between Failure) при полной нагрузке составляет около 200 тыс. ч. Ресурс блока головок обычно не превышает 30 тыс. ч, а вот долговечность носителя довольно высока - более миллиона проходов ленты.

Новая технология Super DLT была впервые реализована корпорацией Quantum в накопителе DLTtape 220N. Незадолго до этого компания Maxell (http://www.maxell.com) анонсировала новый картридж - Super DLTtape I. Глав­ная его особенность - технология Laser Guided Magnetic Recording (LGMR). Дан­ные в Super DLT пишутся на одной стороне магнитной ленты, а информация о положении головок чтения-записи - на обратной. Благодаря использованию ла­зера удается очень точно позиционировать головки и со­от­ветственно очень близко располагать дорожки на ленте. Еще одной инно­ва­цией в Super DLT стала новая система синхронизации POS (Pivoting Optical Servo), которая будет рабо­тать со встроенной серводорожкой, нанесенной на ленту еще в процессе произ­водства, благодаря чему не требуется перефор­матирование ленты. Кроме этого, к базовым технологиям Super DLT можно отнести: АМР (Advanced Metal Powder), технологию использования металли­ческого порошка, обеспечивающую запоми­нание больших объемов данных;

MRC (Magneto Resistive Cluster), кластер магниторезистивных головок и ERP (Enhanced Partial Responce) - усовершенствованный вариант метода PRML (Partial Response Maximum Likelihood), разработанного Quantum со­вместно с Lu­cent/Bell Labs (http://www.lucent.com).

Отметим, что магниторезистивная головка считывания представляет со­бой резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от напряже­ния маг­нитного поля, причем амплитуда сигнала практически не зависит от скорости изменения поля. Это позволяет намного надежнее считывать ин­формацию с ленты и в результате значительно повысить предельную плот­ность записи. Ос­новной недостаток индуктивных головок - сильная зависи­мость амплитуды сиг­нала от скорости перемещения магнитного покрытия и высокий уровень шумов, затрудняющий обнаружение слабых сигналов. В метод же PRML (максимальное правдоподобие при неполном отклике) для считывания информации применя­ется ряд положений теории распознавания образов. При традиционном декоди­ровании, когда отслеживается ампли­туда, частота или фаза считываемого сиг­нала, эти параметры должны были значи­тельно меняться, чтобы обеспечить на­дежность. В частности, при за­писи подряд двух или более совпадающих разря­дов их приходилось специ­альным образом кодировать, что снижало плотность записи. В методе PRML для де­кодирования применяются шаблоны, с которыми сравнивается счи­танный сигнал. Это позволяет повысить плотность записи дан­ных на 30-40%.

Благодаря тому, что магнитное кодирование данных происходит на од­ной стороне ленты, а лазерное кодирование служебной информации - на дру­гой (для позиционирования ленты и контроля скорости), для управления пе­ремеще­нием ленты не требуется отдельной магнитной головки. Головки объ­единяются в группы (кластеры), резко увеличивая возможную емкость ленты.

Особый фактор - встроенное микропрограммное обеспечение. Оно управ­ляет такими важными функциями и параметрами, как коммуникации по шине SCSI, обнаружение и коррекция ошибок, сжатие данных, скорость ленты, форма­тирование данных. Кроме того, микропрограммное обеспече­ние реализует функ­ции протокола SCSI (включая сообщения, команды и па­ра­метры).

На одном картридже для модели Super DLTtape 220N хранится 110 Гбайт данных в неуплотненном виде (220 Гбайт при сжатии), а скорость пе­редачи дан­ных достигает 11 Мбайт/с (22 Мбайт/с при сжатии).
^ ТЕХНОЛОГИЯ LTO

В ноябре 1997 г. три крупнейших компании, производящих накопители на магнитной ленте - IBM (http://www.ibm.com), Hewlett-Packard и Seagate Technology объявили о соглашении, результатом которого стало создание но­вой технологии для стримеров, используемых в больших компьютерных сис­темах. Новая технология, получившая название LTO (Linear Tape Open), объ­единила преимущества линейных многоканальных двунаправленных форма­тов записи и улучшенные сервосистему, способ сжатия данных, раз­мещение дорожек, метод коррекции ошибок, производительность и надеж­ность. Ее основные особенно­сти - многоканальная серпантинная запись и высокая плотность записи (до 100 Мбит/кв. дюйм).

На базе LTO-технологии созданы два формата: Ultrium (интенсивная за­пись) и Accelis (интенсивное чтение). При использовании LTO- технологии пол­ная ширина ленты делится на несколько более узких областей. Количе­ство та­ких областей зависит от типа формата: для Ultrium выделяется четыре области, а для Accelis - две. Блок головок охватывает только одну из имеющихся облас­тей и заполняет их последовательно. На верхней и нижней границах каждой об­ласти данных записывается сервоинформация. Форматы Ultrium и Accelis ис­пользуют одинаковые магниторезистивные головки, сер­восистемы и конструк­цию отдель­ных механических и электронных блоков. Однако в Ultrium для большей емкости применяется более широкая лента.

Формат Ultrium использует однокатушечный картридж размером 105х102х21 мм. Это меньше, чем у любого из существующих в индустрии од­но­катушечных картриджей. На ленте предусмотрено место для 384 доро­жек дан­ных, которые распределены на четыре области по 96 дорожек. Ско­рость пере­дачи данных не превышает 10-20 Мбайт/с.

Высокая целостность данных при записи в обоих форматах достигается бла­годаря двухуровневой коррекции ошибок. Алгоритм контроля и коррек­ции оши­бок обеспечивает надежное восстановление информации даже при потере дан­ных одной из восьми дорожек. Кроме того, существует возмож­ность чтения во время записи - RWW (Read While Write), что позволяет вы­полнять верифика­цию данных в реальном масштабе времени. Динамическая перезапись сбойных бло­ков обеспечивает качественное копирование ин­фор­мации даже при выходе из строя одной или нескольких головок. Сдво­енная сервосистема гарантирует (за счет избыточности) нормальное функ­циониро­вание накопителя даже в случаях выхода из строя одной из систем или по­вреждения части сервоинформации, за­писанной на магнитной ленте.

В картриджи Ultrium и Accelis встраивается специальный модуль LTO-CM (LTO Cartridge Memory), который содержит 4 Кбайт энергонезависимой па­мяти.
^ ТЕХНОЛОГИИ MAMMOTH И AIT

Первые стримеры с шириной ленты 8 мм были выполнены на базе лен­то­протяжных механизмов аналоговых видеомагнитофонов VCR (Video Cassette Recorder). Кроме трех головок - серво-, записи и чтения после записи - имеется отдельная головка для стирания всей информации с ленты. Бара­бан вращается со скоростью около 1800 об./мин, а лента движется со скоро­стью примерно 10 мм/с. Каждая дорожка записывается индивидуально и со­держит 8 Кбайт информации. Лента обертывается вокруг БВГ больше чем на­поло­вину. Емкость 2-часового картриджа в формате NTSС может составлять до 10 Гбайт. В среднем же одна 8-миллиметровая кассета вмещает от 5 до 7 Гбайт цифровой информации в зави­симости от алгоритма сжатия и модели механизма.

Одной из проблем подобных устройств была не очень высокая надеж­ность, поэтому интерес к этому формату после определенного всплеска бы­стро сошел на нет. Учтя эти проблемы, компания Exabyte (http://www.exabyte.com) в 1996 г. на базе данного формата разработала спе­цификацию Mammoth, которая поддер­живала кассеты емкостью 20 Гбайт и скорость передачи данных до 3 Мбайт/с.

В конце 1999 года Exabyte выпустила накопитель Mammoth-2. На одну ленту он записывает 60 Гбайт несжатых данных и передает их со скоростью 12 Мбайт/с. При использовании средств сжатия данных емкость ленты уве­личива­ется до 150 Гбайт, а производительность накопителя - до 30 Мбайт/с. Среднее время безотказной работы составляет не менее 300 тыс. ч. Срок службы магнит­ных головок этого накопителя при 100%-ной загрузке дости­гает 50 тыс. ч. 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.

Корпорация Sony, сотрудничая с Exabyte, разработала собственную тех­но­логию AIT. Она также построена на использовании 8-миллиметровых лент, од­нако, в отличие, например, от DAT, в ней используются барабаны боль­шего диа­метра с меньшей скоростью вращения. В картриджах AIT находится высокотех­нологичная лента АМЕ (Advanced Metal Evaporated), обеспечиваю­щая повышен­ную плотность и скорость записи. Хотя ширина носителя в AIT также составляет 8 мм, накопители этого стандарта полностью несовмес­тимы с классическими 8-миллиметровыми устройствами.

Характерная черта картриджей AIT - наличие в них встроенной памяти (Memory-In-Cassette), В MIС хранятся сведения о месторасположении на ленте пользовательских файлов, а также другая, в том числе системная, ин­формация. Это позволяет сократить среднее время доступа к файлу.

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. Современный метод сжатия данных ALDC (Adaptive Lossless Data Compression) позволяет достигнуть коэффици­ента сжа­тия 2,6:1. Объем памяти MIC в AIT-1 составляет 16 Кбайт.

Поколение накопителей AIT-2 позволяет хранить на одной кассете 50 Гбайт несжатой информации и обеспечивает производительность 6 Мбайт/с. Объем памяти MIC увеличен до 64 Кбайт. Третье поколение технологии, AIT-3, пред­ставлено сегодня накопителем Sony SDX-700C с емкостью носи­теля 100 Гбайт. Стоит отметить, что в отличие от классических накопителей AIT-устрой­ства не требуют регулярной чистки благодаря встроенной системе АНС (Active Head Cleaner), которая постоянно контролирует их состояние и при необходимо­сти ав­томатически включает механизм очистки.


^ Вместительнее и быстрее.

Производители ленточных накопителей среднего диапазона стандартов DLT (Digital Linear Tape), LTO (Linear Tape-Open) и AIT (Advanced Intelligent Tape) планируют существенно увеличить емкость и быстродействие своих изде­лий. В перспективных форматах, таких как SuperDLT (SDLT), SuperAIT (S-AIT) и LTO Ultrium 2 (LTO-2), используются ленты шириной в полдюйма. Все они обе­щают рост емкости и производительности в несколько раз по срав­нению со стандарт­ными — DLT, AIT и LTO.

Возьмем для примера формат DLT, разработанный в середине 80-х. Ти­пич­ный картридж первоначально вмещал около 96 Мбайт данных. Сегодня кар­тридж SDLT вмещает 160 Гбайт. В течение ближайшего десятилетия вме­сти­мость картриджей SDLT должна достигнуть 2,5 Тбайт, а пропускная спо­соб­ность — 250 Мбайт/с. Емкость носителей формата LTO к 2011 году мо­жет вы­расти до 10 Тбайт.

По заявлениям поставщиков, картриджи емкостью в 1 Тбайт могут поя­виться в продаже уже в начале будущего года. Представители таких компа­ний, как Quantum, Certance и Storage Technology (другое название — StorageTek), по­лагают, что ленточные накопители будут обладать более чем достаточным по­тенциалом для того, чтобы и в дальнейшем удовлетворять потребности пользо­вателей. Что ж, надо признать, что это довольно серьез­ное заявление.

По оценкам Gartner, объемы данных, аккумулируемых средним пред­при­ятием, ежегодно удваиваются. Чтобы справиться с растущими потребно­стями, ленты должны будут вмещать более тысячи дорожек и стать не толще целлофа­новой пленки (то есть иметь толщину порядка 6-7 микрон). И кроме того, утвер­ждает Джефф Лафлин, директор по бизнес-стратегии в области ленточных уст­ройств компании StorageTek, производителям пора уже все­рьез задуматься о пе­реходе на стримеры и картриджи, поддерживающие воз­можность записи данных на обеих сторонах ленты.

Правда, пока сама StorageTek по-прежнему предлагает использовать ленты с односторонней записью — даже в T9940B, накопителе класса hi-end, ко­торый может работать с картриджами емкостью 200 Гбайт. В таких кар­триджах приме­няется лента с 576 дорожками, толщина ее составляет 9 мик­рон. Лаф­лин пола­гает, что скорости передачи данных будут возрастать со­размерно увеличе­нию емкости ленты.

«Никогда еще в истории отрасли на исследования и разработки в об­ласти магнитных лент не расходовалось так много средств, как сегодня, — указы­вает он. — Недалеко то время, когда пропускная способность при пе­редаче данных от носителя к считывающей головке достигнет 100 и даже 200 Гбайт/с».

Интеллектуальнее.

Производители устройств хранения данных на магнитных лентах заяв­ляют, что благодаря новейшим программным средствам управления пользо­ва­тели смо­гут не только восстанавливать данные с лент, но также и с боль­шей лег­костью управлять сеансами резервного копирования, получая преду­прежде­ния о воз­можных проблемах и отказах в процессе резервирования данных. Недавно ком­пании ADIC (Advanced Digital Information) и Quantum пополнили свои порт­фели технологических решений новыми программными средст­вами управления, под­держивающими работу с ленточными библио­те­ками.

В автоматизированных ленточных библиотеках и автозагрузчиках ADIC реа­лизована поддержка всех важнейших — по состоянию на сегодня — «кар­триджных» форматов. Однако Дейв Увелли, исполнительный директор этой компании, утверждает, что нынешние форматы картриджей и современные тех­нологии накопителей уходят в прошлое. Поэтому ADIC время делает ставку на новые — «интеллектуальные» системы ленточных библиотек, ко­торые будут предоставлять пользователям подробную информацию о нако­пителях и лентах (к примеру, об ошибках, связанных с выходом из строя пор­тов коммутаторов, об остановках накопителя или о том, что жизненный цикл картриджа с лентой бли­зок к своему завершению).

В качестве примера «интеллектуального» устройства архивации можно на­звать разработанную в ADIC библиотеку лент Scalar i2000. Это изделие пред­на­значено для замены сервера управления внешними библиотеками. Среди воз­можностей системы Scalar i2000 — передача на пейджер или по элек­тронной почте сообщений о срыве операций резервирования, разбие­ние библиотек на ло­гические разделы, выполнение комбинированных про­верок носителей информа­ции, производительности системы, а также пред­вари­тель­ных проверок готовно­сти системы к работе.

Quantum представила комплект инструментов DLTSage, включающий в себя программные средства профилактики и упреждающей диагностики лен­точ­ных накопителей. Этот продукт предназначен для применения вместе с лен­точ­ными устройствами формата SDLT, что обеспечивает контроль опе­раций резерв­ного копирования данных. Кроме того, программы, входящие в состав DLTSage, мо­гут заблаговременно сообщать системным администрато­рам о том, где и когда возможно появление ошибок.

Заключение.

Основная проблема при использовании накопителей на магнитной ленте се­годня заключается в том, что множество таких устройств использует несо­вмес­тимые друг с другом форматы записи данных на магнитной ленте. Это часто за­трудняет не только выбор конкретного накопителя, но и обмен дан­ными при его эксплуатации. Предпринято немало усилий для решения этой проблемы, но в це­лом можно констатировать, что кардинальных пере­мен пока не произошло (хотя некий прогресс в этом направлении есть).

В ближайшее время производители ленточных устройств планируют уде­лять большое внимание разработке и выпуску новых комбинированных систем для сетей хранения (Storage Area Network, SAN), в которых дисковые накопи­тели будут использоваться в сочетании с лентами. Ожидается, что та­кие сис­темы по­зволят быстрее (и удобнее) выполнять резервирование, а также вос­становление данных. ADIC, к примеру, уже этой осенью выпускает свою «ленточно-дисковую библиотеку».

«Это будет не просто перенос информации на ленту. Достаточно легко пред­ставить диск в RAID-массиве, который позволяет осуществлять опера­ции ввода/вывода данных с производительностью, сравнимой с пропускной спо­соб­ностью кабельных интерфейсов, и ленточную библиотеку, в которой од­новре­менно автоматически архивируются эти же данные с помощью про­граммного инструментария управления системами хранения», — поясняет Лафлин.

Впрочем, как полагает Эриксен, в конечном счете ключевыми крите­риями при выборе ленточных систем по-прежнему останутся их масштаби­руемость и эффективность при восстановлении данных. «Нам требуется уни­версальное ре­шение, пригодное для различных случаев, вне зависимости от того, в чем состоят наши потребности на текущий момент», — добавляет он.

^ Использованная литература:

А. Жаров «Железо IBM»

С. Мюллер «Модернизация и ремонт ПК»

А. Бухман «Вычислительные машины, их ремонт и обслуживание»

Л. В. Ерёмин «Экономическая информатика и вычислительная техника»

В. Э. Фигурнов «IBM PC для пользователя»

Справочник компании Stins Common

Сайты известных производителей

Internet

Журнал «PC магазин»



































Изм..
Лист

№ докум.

Под.

Дата

Выполнил











Лит-ра

Лист

Листов


Руковод.






















Консул.






^

колледж СГУ


Н.контр.








имени Шакарима


Утверж.








ВТ-22







Скачать файл (225 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации