虛擬磁帶庫

   虛擬磁帶庫(Virtual Tape Library,VTL),是指以磁盤作爲自身存儲介質,並能仿真爲物理磁帶庫的產品。簡單的說,虛擬磁帶庫就是將磁盤空間虛擬爲磁帶空間,能夠在傳統的備份軟件上實現和傳統磁帶庫同樣功能的產品。

   傳統磁帶庫的存儲介質爲磁帶,單盤磁帶的最大容量當前可以達到400GB(非壓縮),磁帶的優勢是可以集中的保存,數據的移動比較方便,但是磁帶介質不是非常穩定,容易受粉塵、溼度、磁粉、粘連、黴點等因素的影響,出現讀寫錯誤,對保存環境的要求比較高。帶庫裏面的機械手和驅動器屬於精密機械設備,經常容易發生故障,速度比較慢,恢復時間比較長。

   鑑於傳統磁帶的這些缺陷,虛擬磁帶庫的概念早在10餘年前即已被IBM,StorageTek等著名存儲廠商所採用。然而,由於技術和市場的原因,市場認知度一直很低。而近些年,磁盤技術快速發展,出現了多種類型磁盤(SCSI、FC、ATA、SATA),使單位容量磁盤存儲的價格急劇下降,進而使磁盤陣列作爲備份設備的應用愈加廣泛,虛擬磁帶庫也越來越成爲備份市場的焦點。

   虛擬磁帶庫將使用磁盤作爲存儲介質,使用軟件在邏輯上將磁盤存儲系統(包括SCSI或者光纖陣列或者SAN存儲網絡等)虛擬爲傳統的磁帶庫設備,自動的在邏輯上實現機械手,驅動器的功能,磁盤存儲系統的RAID,鏡像等功能可以從底層保護備份的數據。虛擬磁帶庫能夠和各大廠家的備份軟件無縫兼容,實現許多高級的備份功能,最大程度上保護用戶的數據。


虛擬磁帶庫的實現可以大致分爲三種方式:

  • 第一種,純軟件方式,即將磁帶庫模擬軟件直接安裝在備份服務器上,把備份服務器的文件系統分區成磁帶庫,從而使備份軟件以磁帶庫的方式使用磁盤文件系統,目前有廠家在備份軟件裏面繼承了類似的產品。這種方式磁盤本質上仍然在線,而且對備份主機的負擔比較大,使用的環境有侷限性,優點是成本比較低。

  • 第二種,專用服務器級虛擬磁帶庫方案,該方案實際上是另外一種虛擬磁帶庫的軟件實現方案,通過把虛擬磁帶哭管理軟件安裝在一臺獨立的專用服務器內,而將該服務器及所連接的磁盤存儲設備模擬成磁帶庫。這種方案的特點是速度比較快,而且數據受主機的影響小,不足是需要利用一臺獨立的服務器作爲虛擬磁帶庫管理器,系統優化性略低。

  • 第三種,專用控制器級集成虛擬磁帶庫設備方案,將磁帶庫模擬管理軟件固化在特別設計的硬件設備中,就形成了專用的虛擬磁帶庫設備,這種設備需要配置一定數量和類型的主機接口和後端存儲磁盤陣列接口。專用的虛擬磁帶庫設備硬件結構不同於服務器,設計採用了精簡的硬件模塊和精簡的操作系統內核(一般爲Linux內核),並且充分考慮了與主機及存儲設備的連接能力。


   專用虛擬磁帶庫設備的出現標誌着虛擬磁帶庫技術終於突破了操作系統和PC服務器架構的限制,使虛擬磁帶庫真正成爲了一種獨立的外設,其使用方式也更接近普通磁帶庫,而其優越性能也體現的更加充分。

   如果用戶需要的僅僅是將虛擬磁帶庫作爲備份緩存,就是說先將數據備份到虛擬磁帶庫上,再當備份服務器空閒的時候,將虛擬磁帶庫的備份數據轉移到物理的磁帶庫上,而且應用的負載不大,PC或服務器可以同時承擔備份服務器和虛擬磁帶庫兩種功能的情況下,用戶可以使用這種成本比較低廉的方案。

   如果用戶對第一種方案的備份性能不滿意,或者用戶的負載稍微大一點,那麼可以採用第二種虛擬方式,將備份服務器和虛擬磁帶庫分開,使用一臺單獨的服務器作爲虛擬磁帶庫,在這種方式下,數據直接以數據塊的方式存放,順序讀寫,性能比較良好。這種方式適合於數據量不大,但有一定負載的備份情況下,這種方式和第一種方式的備份原理相似。

   最後一種專用控制器設備的虛擬方式,容量一般可以達到幾十TB以上,適合整個數據中心的備份。建議2TB容量以上的數據備份都選用這種虛擬方式,雖然增加了一些成本,但是由於有光纖磁盤陣列作爲後端存儲,效能和可靠性都很高,而且擴展能力很強,也能實現集中存儲。


採購虛擬磁帶庫(VTL)的四項關鍵性指標

  • 可靠性,通過消除介質、機械故障和人爲干預,確保備份/複製的成功,虛擬磁帶的遠程異地複製提供災難保護

  • 可擴展性,用戶能夠根據實際需求,方便快捷地擴展存儲容量,可採用SATA、SCSI或光纖磁盤作爲存儲介質,可採用多種RAID技術,提高數據安全性

  • 易用性,容易獲得基於光纖通道的磁帶驅動器,方便地無縫整合到現有環境,集中管理,消除備份/恢復操作中介質或機械的失敗

  • 快速部署,與現有備份軟件或策略無縫整合,容易部署,如同將新的磁帶機或帶庫添加到應用環境中一樣


總結

  • 虛擬磁帶庫就是以磁盤作爲自身存儲介質,並能仿真爲物理磁帶庫的產品

  • 虛擬磁帶庫的優勢在於用硬盤替換磁帶,更快捷,更穩定,更好的兼容和持續性

  • 虛擬磁帶庫的三種形式:純軟件方案、服務器級帶庫方案、專用控制器級方案

  • 採購虛擬磁帶庫的關鍵指標:可靠性、可擴展性、易用性、快速部署

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