Модульные ленточные библиотеки

ОБЗОРЫ

Роботизированные ленточные библиотеки за последние годы проделали тот же эволюционный путь, что и дисковые RAID-массивы: если в начале нынешнего десятилетия эти системы в основном были представлены "монолитными" моделями корпоративного класса, занимающими один или несколько шкафов и вмещающими сотни и даже тысячи лент, либо моделями начального уровня, рассчитанными на резервное копирование в масштабе небольшого предприятия и оборудованными 2-4-ленточными приводами и несколькими десятками лент, то сейчас все большую популярность приобретают библиотеки среднего класса с модульной конструкцией. Как и модульные дисковые массивы, такие библиотеки обеспечивают гибкое и, главное, экономичное наращивание емкости системы по мере роста объемов данных, которые необходимо сохранять на ленте, и обладают многими "продвинутыми" функциями монолитных моделей, обеспечивающими высокую надежность работы, а также мощными средствами удаленного управления и мониторинга. Они могут устанавливаться в одной стойке с дисковыми массивами начального и среднего класса, стоечными серверами и другим оборудованием, что экономит место в центре обработки данных.

Но прежде чем приступать к рассмотрению конкретных моделей библиотек, выпущенных за последние два года компаниями ADIC, Quantum и StorageTek, стоит объяснить, почему, несмотря на внедрение технологий ускоренного резервного копирования на жесткие диски (D2D), реализованных на основе массивов дешевых SATA-винчестеров, ленточные библиотеки не сдают свои позиции, - например, аналитическое агентство Freeman Reports прогнозирует, что в ближайшие пять лет доходы от продаж этих систем ежегодно будут увеличиваться на 9%.

Почему лента не умирает  

Главное преимущество ленты в сравнении с жесткими дисками - это стоимость хранения. Сейчас хранение 1 Гб данных при использовании ленточных библиотек составляет порядка 0,75-3,5 долл., а для самых дешевых дисковых массивов на базе SATA этот показатель лежит в диапазоне от 5 до 15 долл. (при подсчете помимо цены самих носителей - ленточных картриджей и жестких дисков - учитывается и стоимость системы хранения). Таким образом, хранение только 1 Тб резервных копий на ленте обойдется на несколько тысяч долларов дешевле, чем на SATA-дисках.

Два других преимущества ленточных библиотек связаны с тем, что в них в отличие от дисковых массивов используются сменные накопители. Разумеется, даже самые большие библиотеки имеют ограничения по числу слотов для ленточных картриджей, однако если все картриджи в библиотеке будут заполнены, то часть из них, на которых записаны старые резервные копии, можно отправить в хранилище, а на их место установить чистые картриджи. Для дисковых массивов такой вариант "неограниченного" масштабирования невозможен хотя бы потому, что жесткие диски стоят намного дороже картриджей и не предназначены для длительного хранения в отключенном состоянии.

Удаленное хранение ленточных картриджей с резервными копиями очень удобно для защиты от крупных аварий, в результате которых ленточная библиотека может на длительное время потерять работоспособность или полностью выйти из строя. Наконец, в случае каких-либо чрезвычайных ситуаций (скажем, угрозы пожара в здании, где установлены серверы и системы хранения) системный администратор может быстро вынести картриджи с последними по времени резервными копиями.

Стоит отметить, что использование сменных носителей имеет и серьезные минусы - требуется обеспечить четкое управление ротацией лент, в противном случае емкость лент будет неэффективно расходоваться или даже по ошибке будут перезаписываться последние резервные копии. Кроме того, в прошлом году в Америке широкую огласку получили несколько случаев потери при транспортировке в удаленное хранилище лент с резервными копиями конфиденциальных данных, поэтому сейчас разработчики ленточных приводов реализуют в своих продуктах шифрование на аппаратном уровне.

Поскольку по перечисленным выше причинам ленты остаются основным типом носителей для долговременного хранения резервных копий, современный подход к резервному копированию предусматривает комбинирование массивов недорогих жестких дисков и ленточных библиотек (D2D2T) - сначала данные быстро записываются на диски (обычно такая операция занимает не более часа, что позволяет свести к минимуму окно резервного копирования), а затем в офлайновом режиме, т. е. без прерывания доступа к исходным данным, их резервные копии переносятся на ленты.

Таким образом, быстродействие ленточных библиотек уже не рассматривается как критический фактор, а на первый план выходят такие характеристики, как плотность размещения приводов и картриджей, надежность и возможность быстрого обнаружения потенциальных проблем системы. Кроме того, поскольку многие предприятия в рамках программы консолидации своей ИТ-инфраструктуры внедряют централизованное резервное копирование с помощью достаточно мощной библиотеки, заменяющей нескольких небольших библиотек, которые были установлены в отдельных подразделениях, необходима поддержка механизма логических разделов для организации на одной системе независимого резервного копирования для разных приложений, в том числе с использованием разных типов ленточных приводов.

Еще одна общая черта современных ленточных библиотек среднего класса - использование приводов стандарта LTO Ultrium. Альтернативный стандарт SDLT компании Quantum в библиотеке StorageTek поддерживается как опция, предназначенная для упрощения миграции данных с лент DLT/SDLT на LTO; система ADIC не поддерживает SDLT, и только в библиотеке самой Quantum реализована полноценная поддержка ее фирменного стандарта. Превращение LTO в стандарт де-факто для ленточных библиотек, безусловно, упрощает корпоративным покупателям выбор решения для резервного копирования.

StorageTek SL500  

Выпущенная в середине 2004 г. компанией StorageTek система StreamLine 500 (SL500) значительно расширила возможности модульных библиотек за счет принципиально новой архитектуры расширения. До этого в модульных библиотеках (например, в Neo 2000/4000 компании Overland, известных по своей OEM-версии HP StorageWorks MSL) масштабирование достигалось путем объединения в стек нескольких модулей, каждый из которых работал как отдельная небольшая библиотека со своими роботом, приводами и слотами для ленточных картриджей. Для передачи картриджей соседние модули в стеке соединялись специальным транзитным механизмом. Применение такого механизма неизбежно ухудшало быстродействие библиотеки и, что самое главное, надежность всей системы (стоит напомнить, что ленточные библиотеки именно из-за наличия механических устройств, или роботов, а также значительных механических нагрузок, возникающих при перемотке ленты в приводе, считаются менее надежными, чем дисковые массивы).

StorageTek SL500 в

максимальной конфигурации

Инженеры StorageTek пошли по другому пути, воспользовавшись архитектурой, которая применяется в модульных дисковых массивах, состоящих из управляющего модуля и модулей расширения, однако реализовать ее в ленточных библиотеках оказалось намного сложнее. Если в дисковых массивах для расширения нужно всего лишь подключить кабелями дополнительные модули к основному, то в SL500 модули расширения устанавливаются в стойке ниже базового модуля, у которого снимается дно, поэтому все модули работают как единая большая библиотека с одним роботом, обслуживающим все приводы и слоты для картриджей. В результате отпадает необходимость в использовании транзитных механизмов, а применение одного робота вместо нескольких уменьшает риск отказа из-за выхода из строя этого компонента, а также сокращает общую стоимость масштабирования библиотеки.

Практически сразу после анонса SL500 давний OEM-партнер StorageTek корпорация Sun Microsystems начала поставки этой библиотеки под маркой StorEdge L500 (напомним, что спустя год она купила и саму StorageTek). Кроме того, SL500 в регионе EMEA по условиям реселлерского соглашения поставляет компания Fujitsu Siemens Computers.

Уже в июне 2005 г. (всего через девять месяцев после выхода на рынок SL500) StorageTek сообщила о поставке 1000 библиотек. В России поставки SL500 начались в первом полугодии прошлого года как через партнеров StorageTek, так и по каналам Sun, и к настоящему времени счет установленных систем идет на десятки. По словам сотрудников московского офиса Fujitsu Siemens Computers, несколько библиотек SL500 использованы при выполнении крупного проекта в Казахстане.

Еще один мировой бренд, выбравший модульную архитектуру StorageTek, - корпорация Hewlett-Packard, представившая в мае прошлого года созданную на основе SL500 собственную библиотеку StorageWorks EML. Поскольку HP конкурирует на рынке систем хранения как со StorageTek, так и с Sun, представители корпорации подчеркивают, что EML ( не простая OEM-версия SL500, продаваемая под маркой HP StorageWorks, а продукт, в котором нашли применение собственные разработки HP. Главное отличие StorageWorks EML от SL500 - фирменная архитектура удаленного управления HP ETLA, реализованная с помощью плат контроллеров Interface Manager и Interface Controller (в SL500 нет платы контроллера, поэтому удаленное управление библиотекой осуществляется с помощью программного пакета StorageTek ACSCS, который устанавливается на отдельную RISC-станцию. Тем не менее часть экспертов считают, что ACSCS обеспечивает более мощные возможности управления, чем ETLA). Кроме того, в StorageWorks EML используются приводы LTO производства самой HP (впрочем, и в SL500 в большинстве случаев применяются эти же приводы), поэтому, как утверждает HP, в ее библиотеке единственными компонентом от StorageTek является робот.

EML была анонсирована вместе с новым поколением модульных дисковых массивов HP StorageWorks EVA и позиционируется прежде всего как решение для резервного копирования информации с этих систем хранения. По максимальному числу приводов и лент она уступает SL500 (см. таблицу), однако представители HP считают, что ее масштабируемость достаточна для обслуживания EVA.

Среди первых российских заказчиков StorageWorks EML - один из крупнейших банков, оператор мобильной связи, производственная компания и предприятие нефтегазовой отрасли.

ADIC Scalar i500  

Свою модульную библиотеку компания ADIC представила значительно позже, чем StorageTek, - только в ноябре 2005 г., поэтому при продвижении Scalar i500 она сделала основной акцент на интеллектуальные возможности управления и диагностики, реализованные на базе фирменной архитектуры iArchitecture. По данным компании, средства удаленной диагностики и мониторинга i500 на 50% уменьшают число обращений в службу технической поддержки и на 30% - время ремонта библиотеки. i500 оснащается распределенными сервисными процессорами и встроенной коммуникационной сетью, по которой передается служебная информация. При отклонении от заданных параметров система диагностики библиотеки определяет, в какой подсистеме возникла внештатная ситуация, собирает данные о работе этой подсистемы, в том числе и сохраненные в журнале регистрации событий, и по электронной почте посылает системному администратору и в сервисную службу ADIC сообщение с подробным описанием проблемы.

Базовый модуль ADIC Scalar i500

с одним модулем расширения

iArchitecture соответствует спецификации Storage Management Initiative Specification (SMI-S), разработанной для управления системами хранения разных вендоров, поэтому для управления ею могут применяться средства SRM (управления ресурсами хранения) разных компаний, поддерживающие SMI-S. Планируется, что в следующей версии пакета ControlCenter корпорации EMC, используемого для управления ее дисковыми массивами, будет реализована поддержка i500.

Интерфейс удаленного управления ADIC i500

В отличие от SL500 модули расширения i500 можно размещать в стойке как ниже, так и выше базового модуля. По мнению инженеров ADIC, это упрощает масштабирование библиотеки в тех случаях, когда свободное место осталось только в верхней части стойки, - при добавлении нового модуля не придется разбирать всю библиотеку только для того, чтобы переместить базовый модуль выше.

В апреле текущего года ADIC сообщила о поставке 2000-й библиотеки i500 (всего лишь через пять месяцев после ее выпуска).

Хотя в нашей стране у ADIC нет представительства и имеется только один партнер - компания "Интерпроком Лан", продукция этого производителя достаточно хорошо известна в корпоративном секторе российского ИТ-рынка. Дело в том, что по условиям OEM-соглашений ее библиотеки среднего класса поставляют Dell и IBM, а Fujitsu Siemens является реселлером этих двух компаний, и все три фирмы достаточно успешно продвигали Scalar 500, который заменила i500 (стоит отметить, что новая библиотека значительно превосходит своего монолитного предшественника по масштабируемости - она вмещает втрое больше приводов и почти в пять раз больше картриджей).

По словам представителей IBM, число поставленных в Россию библиотек TS3310 уже измеряется двузначными цифрами, а компания "Деловые системы" в феврале объявила о доступности для заказа библиотеки Dell PowerVault (обе эти библиотеки являются OEM-версиями i500, правда, как видно из таблицы, IBM TS3310 пока масштабируется только до 6 приводов и 122 картриджей).

Quantum PX500 Series  

В отличие от конкурентов компания Quantum в своей серии модульных библиотек PX500 использовала старый принцип масштабирования путем объединения нескольких библиотек в стек. Эта серия библиотек состоит из трех разных моделей, которые могут стекироваться одна на другую, а картриджи между ними передаются с помощью нового транзитного механизма Flexlink с улучшенной надежностью. Между модулями в стеке отсутствуют кабельные соединения, поскольку они обмениваются данными с помощью инфракрасной связи. Как считает компания, масштабирование стекированием выполняется намного проще, чем подсоединение дополнительных модулей к базовому в модульных библиотеках StorageTek и ADIC, поэтому данную операцию владелец PX500 сможет выполнить самостоятельно.

Серия Quantum PX500 состоит из трех моделей

Стек PX500 при необходимости легко разбирается на несколько небольших библиотек. Как утверждает Quantum, такое "демасштабирование" может потребоваться, когда библиотека устареет, тогда ее отдельные модули можно будет перенацелить на резервное копирование в удаленных филиалах.

Основные характеристики модульных библиотек

Похоже, что особый подход Quantum к построению модульных библиотек пока не вызвал большого энтузиазма на рынке систем хранения. Никто из крупнейших игроков не выпустил OEM-версию PX500, за исключением компании Sun, включившей в свою продуктовую линейку только младшую модель PX502 под маркой StorEdge C4, которая позиционируется как библиотека начального уровня и поэтому не поддерживает стекирование. По-видимому, используемый в модульных библиотеках StorageTek и ADIC принцип масштабирования оказался более привлекателен для корпоративного рынка.