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          來源:z-top.net     更新時間:2021-08-05 11:55     熱度:

                

          新一代虛擬磁帶庫的必備知識



                 Virtual Tape Library ,VTL — 外表是磁帶、內在是磁盤,兼具既有環境與創新存儲應用 

               虛擬磁帶庫(Virtual Tape Library ,VTL)可利用仿真SCSI指令的方式,將磁盤仿真成磁帶設備,從而在不改變原有磁帶備份架構的前天下,以磁盤取代磁帶,達到縮短備份窗口、提高備份成功率、加速還原時間、讀取歸檔數據效率等優勢。


          對前端的備份服務器或應用服務器來說,VTL和真實磁帶設備是完全一樣的,前端完全不會知道后端的"磁帶",實際上是VTL系統以磁盤仿真出來的空間,因此VTL能相當程度地替代真實磁帶的作用。 然而隨著信息管理法規的要求,長期存檔與法規稽核的需求日益增加,磁盤作為長期歸檔媒體仍有成本過高的問題,相對的,單位成本更低的磁帶,更適合這種環境的使用,所以真實磁帶設備在現今企業環境中,仍占有一席之地。實際上,通常是由VTL與真實磁帶構成三層式的備份架構,也就是所謂的磁盤到磁盤到磁帶(D2D2T),最前端是在線應用服務器的高性能磁盤,最末端是真實磁帶設備,而采用中低價位SATA磁盤構成底層的VTL,則介于兩者之間。 
          VTL的本體是磁盤陣列,可利用磁盤可隨機讀寫的特性,有效提高還原性能,因此VTL適于保存還原機率較高的近期生產數據,也就是作為后端真實磁帶的緩沖(Buffer),以便縮短備份窗口,所有備份數據將先寫進速度較快的VTL,然后再于其他時間轉存到真實磁帶上;而磁帶屬于抽取式媒體,易于擴充容量(只需購買新的磁帶),單位成本低,適合用于數據的長期保存。兩者如能相輔相成,即可兼顧效率與成本的需求。

          Direct Tape Export — 直接磁帶輸出

          傳統上要將數據從VTL轉存到磁帶,都必須通過前端的備份服務器來執行,因此會占用備份服務器的作業時間與處理資源,當備份服務器執行VTL轉存真實磁帶作業時,就沒辦法執行原來的正常備份工作。 因此新一代VTL可支持"直接磁帶輸出"功能。直接從VTL把數據轉存到后端真實磁帶上,不會占用前端備份服務器的資源,也不會干擾到備份服務器原來排定的備份工作。

          Data de-duplication — 重復數據刪除

          這項技術可通過對原始數據的分解與特征值演算,除去數據中的冗余部分,讓有限存儲空間發揮出數倍甚至數十倍的存儲效率,大幅提高磁盤有效的存儲容量。 
          對VTL來說,由于可容納的數據量提高,因此使用者原來每隔幾天或每周就需要執行一次的轉存磁帶作業,可改為間隔1個月甚至是半年之久。由于留存在硬盤上的數據量增多,也提高了數據還原或檢索的速度。

          I/O Load Balance — I/O負載平衡

          傳統VTL 仿真出來的磁帶,均位于磁盤上的固定位置,某些情況下,可能會發生許多的備份數據流均集中到一個磁盤的問題,以致形成性能瓶頸。
          I/O負載平衡技術則采用動態的I/O分配,虛擬磁帶并不位于固定的位置,系統可以自動分配備份數據流寫入磁盤陣列的位置,備份數據流可動態地平均分布在多個磁盤 LUN 中,避免形成磁盤LUN瓶頸。

          Hardware Comprssion — 硬件壓縮

          壓縮是磁帶機必備的基本功能,仿真真實磁帶設備的VTL自然也須提供這項功能。但軟件壓縮會造成處理器的負擔,因此也降低了 VTL 整體性能。某些情況下啟用軟件壓縮甚至會使 VTL 吞吐量降低一半,若對不易壓縮的離散數據啟用軟件壓縮,那VTL的吞吐量甚至會下降 85% 。導入專用的壓縮芯片/卡,可在不影響處理器性能的情況下執行壓縮工作,比起使用軟件壓縮的VTL,吞吐量可高出數倍。

          Server-less Tape Backup — 無服務器磁帶備份

          傳統磁帶設備或VTL的作業控制都需依賴備份服務器,因此會對備份服務器造成負擔,使得備份服務器形成備份作業的性能瓶頸。而無服務器磁帶備份則不占用備份服務器資源,直接將數據備份到磁帶或VTL上。如NDMP協議在備份中的應用,就是一種典型的無服務器磁帶備份。支持NDMP協議的存儲設備,可直接將數據輸出到后端的磁帶設備或VTL上,而無須備份服務器介入。

          Virtual Tape Shredding — 虛擬磁帶銷毀

          真實磁帶可通過消磁等方式徹底清除數據,而VTL的本體是磁盤,因此在淘汰磁盤或是更新設備時,若要確保留在舊磁盤中的數據不致遭到非法復原,除了以物理方法銷毀外,必須通過符合美國國防部檔案銷毀標標準DoD 5220-22M的工具,通過多次隨機數清除與磁盤復寫動作,徹底清除VTL中保存的數據,這種作業就稱為虛擬磁帶銷毀,可依需要設定銷毀特定虛擬磁帶數據,而無須更動整個系統。

          Tape Consolidation/Stacking — 磁帶整合

          一種磁帶數據轉存作業,將多卷存放數據量小的磁帶,合并成單卷數據大的磁帶輸出,藉以節省媒體與管理成本。除了節省數據占用的磁帶數目外,也能在不同規格磁帶間轉移數據。過去這類作業多半由備份軟件負責,但許多新型VTL也已內建這項功能,如可仿真成小容量的虛擬磁帶執行前端的備份工作,而在需要轉存成真實磁帶時,則先轉換成大容量的磁帶格式,再行輸出。

          Tape Caching — 磁帶緩沖

          一種VTL與真實磁帶搭配的作業方式,當備份數據寫入VTL成為虛擬磁帶后,可一并輸出成真實磁帶,如此VTL就好像是后端真實磁帶的快取一樣。一旦數據寫進VTL(快?。┖?,馬上就轉到真實磁帶上,然后把VTL清空。也可以讓數據保留在VTL中一段時間,在保留時間內,如果需要還原數據,可以直接從VTL中讀取,而不用去找磁帶,所以還原時也更方便。某些廠商把這功能稱為Shadow Tapes。

          Capacity on Demand — 按需擴容

          VTL須事先在磁盤區規畫出一定數量的虛擬磁帶,規畫的磁帶數量越多,占用空間越大,如果一時之間沒把這些虛擬磁帶空間用滿,就會形成浪費。而按需分配容量技術切出來的虛擬磁帶容量是"虛擬"的,直到數據實際寫到那卷虛擬磁帶對應的磁盤區后,系統才會實際配給容量;接下來可以視寫入數據量的多少,逐次分配對應的磁盤容量給虛擬磁帶使用,可大幅提高容量利用率,減少浪費。

           

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