赶超磁盘的磁带备份技术 1

说到磁带备份，人们首先想起的就是它的高容量、低速度。以前的确如此，我记得几年前一个小小的磁带就有8GB，而那时的磁盘最高容量也才几百个MB，竟然有10倍的差距。而那时备份这样一盘磁带需要4小时以上，其速度计算下来，不仅要远低于当时服务器常用的Ultra 160 SCSI，也低PC机中常见的ATA/100。可经过几年的发展，磁带技术随着应用的普及，发展非常迅速。不仅原来主流的DAT技术得到了发展，同时新生的磁带技术更是性能强劲，远远超过当时主流的DAT技术，如DLT、AIT和LTO技术，大有赶超磁盘之势。

一、最新磁带存储市场概述

　　现在最新的磁带单面就可以实现200GB以上的存储，据悉1TB的磁带有可能在今年底就可以在市场上出现。未来更是有超过10TB的磁带，存储速度也将达到250MB/s。这样算下来，如果能在五年内实现，我想磁带技术将彻底改变在人们心中的认识，与磁盘相比，不仅在存储容量上将继续保持大幅领先（其领先优势还加强），其存储速度也将超过现在主流的ATA/133近一倍，也超过现在主流应用的Ultra 160 SCSI，接近最新的Ultra 320 SCSI磁盘。在容量和存储速率大幅提高的同时，而磁带体积却在不断缩小，巨大的磁带盘已经消失，被体积更小、使用更方便的盒式磁带所代替。磁带的宽度规格也从1.5英寸（3.81cm）减少到现在的4mm。至于单位容量存储成本那更是随着容量的增加而下降，如现在每GB容量的磁带成本通常仅10多元，有的仅几元，而且还将随着容量的增长而下降。这是其他存储媒介都无法比拟的。

　　目前磁带市场中的主流磁带格式技术有DDS（DAT）、DLT、AIT、LTO、VXA及它们的升级版本SDLT、SAIT等。这些技术是由不同厂商所主导的（尽管有许许多已成为开放标准），如HP主导的DAT（DDS）、IBM主导的LTO、Sony（索尼）主导的AIT、Quantum（昆腾）主导的SDLT和Exabyte主导的VXA等。除此之外，还有如ADR、8mm mammoth、SLR等几种早期磁带格式，由于容量和速度性能都较差，所以目前在主流市场上并不多见。不同的磁带格式技术决定了不同的磁带格式；而且不同品牌或型号的磁带机驱动器所采用的磁带格式技术也不同，这就决定了所采用的磁带介质也不相同。且这些磁带格式技术通常都不能相互兼容，所以用户必须分别为不同格式的驱动器购买相应的磁带。在以上介绍的这么多不同格式磁带（如图1所示）中，他们所具有性能如何呢？下面进行基本介绍。

二、主流磁带格式技术

　　为了帮助大家对一些主流磁带格式技术的最新发展有一个较全面的了解，下面介绍以上介绍的几种主流磁带格式技术及最新发展。

　　 1. DAT磁带技术

　　DAT（Digital Audio Tape，数字音频带）技术也称为DDS（Digital Data Storage，数字数据存储）技术，最初是有惠普公司（HP）与索尼公司（SONY）共同开发出来的。由于DAT融合了DDS针对于数据交换的开放标准格式，所以有影响力的DDS生产厂商（如Seagate（希捷）、Certance等公司）都遵循这个开放的标准以确保兼容性。随着越来越多的厂商研发与供应DDS磁带机，竞争导致了更优惠的价格、更快的发展及更多的选择。

　　DAT技术允许并发磁道，以实现不同角度的读写与重叠，同时，由于无需保护带，它可在给定长度的磁带上实现更高的容量。DAT磁带机可以为从入门级到中档服务器、高端工作站提供可***、经济适用的数据保护。目前HP开发了第七代DAT技术，其代表产品就是DAT 72（如图2）所示。从其名称可以看出它的最高容量已达到72GB，超过原来对DAT技术极限容量估计。与前几代产品相比，StorageWorks DAT 72在存储容量、数据传输速率等各个方面都有了显著突破。DAT 72磁带驱动器和数据盒式磁带机的使用，在3.5个小时内可以使存储容量高达72GB，数据传送速率达到6MB/s。

图2

　　 2. AIT磁带技术

　　Sony（索尼）的AIT（Advanced Intelligent Tape，高级智能磁带）技术是整个磁带技术中发展最为迅速的一种，目前它的最新版本为AIT-4。

　　AIT磁带技术和DDS一样，采用螺旋扫描技术（Helical Scan Technology），透过旋转滚筒进行倾斜写入***作。它的磁带在设计上类似于DDS，不过尺寸比较大。AIT采用独具效率的ALDC（Advanced Lossless Data Compression，高级非失真数据压缩）功能，内置在磁带里的64K位记忆芯片（MIC，Memory-in-Cassette），能够加速磁带的存取。AIT-1的容量可达35 GB，AIT-2可达50 GB，而AIT-3则可达100 GB，而最新的AIT-4的最高容量已达到200GB。这就是Sony的倍增策略。

　　Sony于2004年8月份发布了其第四代先进智能型磁带AIT-4。第四代AIT磁带机AIT-4继续延续着Sony的容量倍增、速度倍增的发展路线。它的容量和速度都达到了上一代产品AIT-3的两倍，分别为200GB（非压缩）和24Mbit/s（非压缩）。AIT-4驱动器也向下完全兼容，这意味着AIT技术的容量范围有效的适应了从入门级到更为苛刻的服务器备份环境。

目前，用户已经可以从市场上购买到AIT-4磁带机和磁带库，如内置AIT4磁带机的桌面型LIB-D81小型磁带库和机架型LIB-81、LIB-162磁带库，如图3所示。而如图4所示的为Sony还款正式发布的内置AIT4磁带机的桌面型LIB-D81小型磁带库。

图3

图4

　　Sony在AIT的未来发展规划中已经到了第六代产品（AIT-6），预计将在2010年前发布，预期的非压缩容量将达到800GB。

3. Super DLT磁带技术

　　Super DLT是从DLT技术中衍生出来的，它由昆腾（Quantum）公司开发的。由于它的先进性，目前也成为一种广泛使用的磁带格式技术标准，在包括HP在内的许多磁带设备厂商采用。

　　Super DLT磁带延续了几代DLT磁带产品的成功经验，同时保证了与以前DLT磁带格式的兼容性。通过使用行业领先的磁性磁带技术，Super DLT磁带系统大大提高了数据流入/流出量和容量。在昆腾开发的激光引导磁性记录（LGMR）技术基础上，Super DLT磁带采用一种完全不同的先进技术来进行磁带记录。另外，Super DLT系统利用昆腾公司自己发明的旋转光伺服（POS）技术，可不再要求预先格式化磁带。通过读取在未使用的介质反面预先录制的光伺服轨迹，能够百分之百使用介质正面进行数据记录。

　　Super DLT磁带系统使用先进的金属粉质（AMP）介质技术，可储存非常高密度的数据。在高端服务器市场，HP和昆腾公司都可提供存储能力320GB、数据传输速率超过32MB每秒的Super DLT磁带系统，适合包括运行企业关键任务程序的网络UNIX、大型NT系统和终端磁带库自动化市场服务。对于中幅服务器市场，HP和昆腾公司提供存储能力220GB、数据传输速度22MB每秒的Super DLT磁带系统。如图5所示的是HP公司的HP SDLT 320磁带机，在各类性能评比中均领先于其它技术的产品。

图5

　　 4. LTO（Linear Tape Open，开放性线型磁带）技术

　　LTO即开放型线性磁带技术，是由HP、IBM、Seagate这三家厂商在1997年11月联合制定的，是目前应用最广，最有发展前途的一种开放型磁带格式技术。它结合了线性多通道、双向磁带格式的优点，基于服务系统、硬件数据压缩、优化的磁道面和高效率纠错技术，提高了磁带的读写能力和性能。

　　目前，LTO具有两种存储格式：高速开放磁带格式傲群（Ultrium）和快速访问开放磁带格式（Accelis），定制两种格式是因为并不是所有的用户都要求相同的特性和功能性。一些应用程序强调重点在于“写”，要求最高的磁带存储能力。而另一些应用程序则重点在“读”，要求快速的数据访问速度。因为目前存储用户更偏重于对存储容量的需求，所以两种格式相比较而言，Ultrium格式是当今存储业界更值得关注的技术，它是由IBM开发和主导的。

　　2002年底，IBM率先推出了LTO第二代产品（LTO-2），它的容量达到200GB，传输速度为35MB/S。如图6所示的是IBM最新的LTO-2磁带库――TotalStorage 3584。它将IBM TotalStorage 3592和IBM LTO Ultrium2磁带驱动器集成在一起，大大提高了容量、吞吐量和快速访问性能。可使各种介质如LTO Ultrium 1、LTO Ultrium 2和IBM 3592磁带驱动器和介质能够在同一个磁带库中使用。

图6

　　以上仅是当前最为主流，技术最先进、发展最为迅速的几种磁带格式技术，大家可从这些技术中看到未来磁带格式技术的发展方向。在了解了主要磁带格式技术后，下面再来简单地了解主要磁带机和磁带库设备厂商及最新产品。

三、主要磁带机和磁带库设备厂商及最新产品

　　 1. 主要磁带机厂商和产品

　　目前，磁带机技术正在朝高的数据传输速度和高的磁带容量方向发展，各种新技术和新格式层出不穷。具有主流驱动技术的磁带机厂商包括HP、Quantum（昆腾）、Exabyte（安百特）和Sony（索尼）等。

　　HP的主要磁带机设备是DAT格式磁带机。由于这类磁带机具有较高的性价比，所以在中小企业市场中占有较高的市场份额。另外它的SDLT磁带机设备也有着非常好的市场效果，由于它具有较高的技术实力，所以其产品得到了众多用户的高度认可。

　　Quantum磁带机在中档产品市场中占据了大部分份额，但其中很大一部分走了OEM的销售渠道。其自动加载机SuperLoader可将多个备份目标集中到一个共享的自动系统中，降低处理成本。

　　Exabyte的磁带驱动技术包括8mm Mammoth和VXA技术。VXA是定位低端的新的磁带技术，以包的格式读写数据，并可对磁带上的数据记录区进行无空隙扫描。它具有高质量、高可***性和低成本等特点。其中VXA－1版本格式磁带机是专为苹果机设计的存储方案；VXA－2同样具有较高的性价比，并具存储速度和存储容量分别提高到12MB/s和160GB。

　　Sony主要是基于AIT技术的磁带机产品：AIT－1、AIT－2、AIT－3和最新的AIT-4，其中AIT－4是高性能和大容量的新存储方案，容量（未压缩）为200GB，速率为24MB/s，而且能够与AIT－1、AIT－2、AIT-3完全读和写逆向兼容，并具有分层磁头、创新性的磁带内存储器（MIC）驱动器接口系统等多项专利技术，提高磁轨密度和存储速度。

　　 2. 主要磁带库厂商和产品

　　磁带库产品厂商相对磁带机来说多些，所以用户的选择余地也更大一些。目前主流的磁带库厂商主要有STK，Quantum，Exabyte和IBM等。

　　在磁带库产品厂商中，市场份额最大的当属美国存储技术公司（StorageTek，STK）。STK目前最主要的产品线是L系列，从最小20磁带槽位到最大5500磁带槽位全面覆盖。在其入门级产品上，支持LTO、DLT和SuperDLT等多种开放磁带格式技术，只有在高端产品上才同时支持其自身拥有的9840、9940驱动技术。

　　Quantum拥有DLT、SuperDLT技术，其用户基础和发展前景都很好。它的磁带库产品线非常齐全，可以满足各类用户需求。P系列产品可以支持几百槽位和十几个驱动器。M系列模块化磁带库可根据用户系统需求的增长灵活扩展带库的容量和性能。

　　8mm磁带格式是Exabyte公司的独立技术，具有速度快、容量大、可***性高、价廉、体积小等特点，主要用于磁带库。其8mm磁带库的智能机械臂系统可任意存取磁带，采用模块化设计。它的产品线也比较齐全，从VXA自动化驱动器产品到Mammoth Tape自动化驱动器产品一应俱全。容量从33GB到整库12TB都有，涵盖由低到高的用户市场。可实现无人值守自动数据存储管理，适用于服务器备份、网络备份、自动归档、分级存储管理及图形图像等领域。

　　IBM的磁带库和磁带机产品大体可分2个系列：用于IBM环境的和用于开放环境的。如IBM的3494、3575等磁带库，只支持其专用的驱动器，开放性较差。目前IBM为其开放存储系统解决方案推出了新的带库系列――3583和3584。

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