尽管磁带已在大型机环境中使用了半个多世纪,但它仍然是一种经济高效的介质,用于存储和检索数据。当今的磁带介质,驱动器和自动库提供了在我们以信息为中心的世界中存储和保护企业不断增长的数据量所必需的容量,可靠性和性能。
商业上提供的第一个磁带存储产品是1952年发布的IBM 726磁带录音机。在此之前,数据存储在打孔卡上-很多打孔卡。每张卡有80列数据,每列一个字节的数据。可以大约每分钟100张卡片的速度读取卡片。这提供了大约每秒133个字符的读取数据速率。
IBM 726能够以每秒约7,500个字符的速度传输数据,或比打孔卡快56倍。凭借这一技术突破,第一台商业上可行的大型系统存储设备诞生了。
磁带早在磁盘成为第一个商用磁盘驱动器之前就已经问世,IBM 350 RAMAC直到4956年才问世。
多年来,磁盘和磁带都得到了改进和发展。但是,自从磁带首次面世以来,它已成为行业中用作大容量顺序数据文件的主要存储设备,在行业中表现良好。即使在今天,大型数据文件仍继续直接写入磁带时也是如此。
如今,磁带还用作存储备份数据的主要方法,以实现现场和异地恢复目的。
磁带媒体
第一种磁带介质是使用线性记录方法的开放式卷到卷系统。在70年代和80年代初,半英寸的开放式卷盘系统演变为使用封闭的单卷盘盒。该盒式磁带的尺寸为5½英寸见方,高约1英寸。这仍然是当今大型系统环境中使用的大多数磁带盒的大小。
多年来,磁带介质和容量有了许多改进:1984年发布第一盒盒式磁带(以及IBM 3480磁带机)时,它们的容量仅为200MB。到1991年,随着3490-E驱动器和新盒带的推出,磁带容量再次增加。“ E”或扩展长度盒式磁带的本机容量为800MB。加上IDRC压缩(驱动器上的硬件功能),盒带最多可容纳2.4GB数据-当时可用容量最大。
尽管5½英寸盒式磁带已成为标准配置,但其中所包含的介质取决于磁带硬件供应商。到2005年,StorageTek(Sun / STK)提供了200GB的本机容量盒带,而IBM提供了300GB的本机盒带。(不幸的是,驱动器和介质在供应商之间都不是可互换的。)假设压缩比为3:1,则将近1TB的用户数据容纳在单个盒式磁带上。
磁带自动化
自动化是最重要的增强功能之一,它使磁带在1990年代继续成为可行的存储介质。没有自动化,几乎不可能及时检索数据。考虑一个具有数千个磁带卷的环境,并且有一批磁带操作员必须找到正确的磁带并将其安装到磁带机上。对于某些安装来说,让磁带架等待一个小时或更长时间才能找到正确的磁带并不罕见!
自动化解决了这个问题:1987年,StorageTek推出了第一个带式磁带仓(自动盒式磁带存储或ACS),这是第一个带有功能的磁带机器人的市场。筒仓的壁上装有磁带驱动器,并可能存储着5000-6000个盒式磁带。机械臂将在料仓中间摆动,找到正确的磁带并将其安装在驱动器上。为了支持更大的配置,可以将多个料仓用螺栓固定在一起,从而使盒式磁带可以从一个料仓传递到另一个料仓。
当然,随着磁带数量的持续增长,继续增加自动化库的数量并不总是具有成本效益的。因此,很少使用或存档量过长的文件通常会从自动库中删除,然后放回到手动磁带架中。
磁带虚拟化
磁带虚拟化是下一步重要的步骤,它使磁带成为当今有效的存储解决方案。
暂时仅考虑物理介质时,很明显的挑战之一是如何利用物理介质的容量,使其可以继续成为具有成本效益的存储选项。备份过程倾向于最大程度地利用存储介质,但是直接使用磁带(由于磁带是首次引入“大型系统”环境中的),会遇到各种处理异常情况。
考虑一个数据文件,在某些日子里包含成千上万的记录,而在另一些日子里只有几条记录。或许,每月的交易日志从一个月开始时只有几条记录,但是在整个月中呈指数增长。
这些类型的文件如何有效利用物理媒体?
答案当然是磁带的虚拟化。
磁带虚拟化解决了自磁带问世以来困扰其使用的两个特定问题。这两个问题可以概括为:
- 性能:安装的物理磁带驱动器数量通常是非常有限的资源。通常,作业必须等待磁带机可用,然后
- 容量:许多工作没有充分利用物理介质的容量。
虚拟磁带库简介
虚拟磁带库(VTL)包括一个自动磁带库,一些大容量磁带驱动器和一个大磁盘缓冲区。在VTL中运行的代码使VTL在应用程序处理系统中可以显示为许多磁带驱动器(取决于型号和安装选择,为256-512或更多)和数千个逻辑卷。
在为应用程序系统定义了数百个逻辑磁带驱动器的情况下,不再需要等待任务即可访问有限数量的物理磁带驱动器之一。而是,应用程序可以通过访问磁盘缓冲区立即开始处理。如果任务正在写入输出磁带,则会在磁盘缓冲区内分配逻辑卷,并且任务将继续进行,就像它正在写入物理磁带一样。
如果任务要读取先前创建的逻辑卷,则处理会稍有不同。首先,检查磁盘缓冲区以查看逻辑卷是否仍驻留在磁盘上。如果找到逻辑卷,则将其分配给逻辑磁带驱动器,然后继续进行处理。如果在磁盘缓冲区中找不到逻辑卷,则VTL会自动在正确的大容量物理磁带盒上定位数据,将虚拟卷复制到磁盘缓冲区中,然后进行处理。
所有这些处理都是快速,自动的,不需要操作员干预。
定期复制磁盘缓冲区中尚未复制到物理磁带介质的逻辑卷。许多逻辑卷被复制到单个高容量卷中,以最大程度地利用物理介质。