备份系统硬件介绍

在信息系统的安全保护措施中，数据备份是最基础也是最重要的手段。备份系统是通过硬件设备和相应的治理软件共同实现的。本文将向读者介绍备份系统的硬件部分，希望对用户选择驱动技术和硬件备份产品有所帮助。 硬件备份产品的介质包括磁介质和光介质2种，由于企业信息系统最常用的备份介质是磁介质，因此我们将更多的注重力Focus在它身上。 备份设备类型 在选择备份设备时，根据用户需要备份数据量的大小、对备份速度的要求、对自动化程度的要求等，我们可以选择不同档次的设备。备份设备是多种多样的，主要分为磁带机、自动加载机、磁带库；而磁带库又分为入门级、企业级和超大容量等几个级别。 磁带机（又称磁带驱动器，简称带机），是读写磁带的基本设备。它通过SCSI线缆与服务器直连，相当于服务器的外设，分为内置和外置2种。一台带机一次只能容纳一盘磁带，需要人工换带，自动化程度低。一般只用于单台服务器备份，适合于数据量非常小的企业。 假如企业希望通过预先制定的备份策略，实现备份过程和备份介质的自动化治理，减少系统治理的工作量，则需要购买能够容纳多盘磁带的设备，即自动加载机或带库。 自动加载机内一般能够容纳4~20盘磁带。它与带库的主要区别在于不是通过机械手抓取磁带，而是通过一个简单的自动传送装置移动磁带，并且只能配一台磁带驱动器。因此实现成本较低，但功能也受到限制。它虽然能够支持自动备份，但仍然属于低端的备份设备，适合于单台服务器或小型网络。 磁带库（常简称为带库）是专业的备份设备，它主要由库体、磁带驱动器、磁带槽位、磁带交换口、控制面板、机械手和电子控制单元组成。库体内的大部分空间用于放置磁带，一台或多台驱动器安装在库体内专门的位置，用于读写磁带。带库工作时，机械手在治理软件和电子控制单元的控制下移动，通过安装在机械臂上的条码读取器寻找相应的磁带，然后将其抓取到驱动器内；读或写操作完成后，再由机械手将磁带取出，放回磁带槽位。 由于带库内可安装多个驱动器，因此能够支持并发的多任务；对于一个大的备份任务，也可以分配到多个驱动器上并行读/写，从而大大提高备份效率，有效地缩小备份窗口。当然这些功能需要备份治理软件的支持。 一般具有几十个磁带槽位的带库属于入门级，几百个槽位的属于企业级，几千个槽位的则属于超大容量带库。企业级以上的带库还支持一些复杂的功能，如分区治理、磁带混装和级联扩展等。另外，随着SAN技术和LAN-free备份方式的推广，越来越多的企业将带库连接到SAN上作为共享的存储资源。因此带库厂商也非常重视带库对SAN的支持，很多企业级带库不仅提供光纤通道接口，还增加了SAN环境下的治理功能。 驱动技术简介 为了帮助读者更好地了解带库，我们有必要先介绍一些磁带驱动技术方面的知识。 磁带驱动技术是指磁带驱动器遵循的标准，它规定了数据格式、记录方式、定位方式、走带路径、校验方式、压缩算法、介质尺寸、介质生产工艺以及驱动器的接口标准等等。在驱动器和磁带的生产过程中，都必须遵从某一种驱动技术的标准。只有采用相同标准生产出来的驱动器和磁带才能一起工作。 每个磁带驱动器都对应着某个特定的磁带驱动技术，例如Sony AIT磁带机采用的就是AIT技术，而Quantum的DLT磁带机采用的是DLT技术。但是磁带库本身与磁记录技术则没有任何必然的联系，也就是说一台带库可以支持多种不同的磁带驱动器，甚至可以支持混装。带库能够支持多少种驱动技术，反应了它的开放性。一般来说，企业信息系统都非常注重开放性，防止在系统扩展时受到某种技术和产品的限制。但是在一些非凡领域，则可能由于行业特点或行业习惯一直沿用某种产品，而不是非常重视开放性。 目前主流的磁带驱动技术包括Quantum公司的DLT和SuperDLT，IBM、HP和Seagate共同制定的LTO，STK的9840、9940，IBM的3590，Exabyte的Mammoth-2，Sony的AIT-2、AIT-3、DTF、DTF-2等。 了解一种磁带驱动技术最主要的指标是数据传输率和单盘容量，因为这直接关系到做一次备份所需的时间和介质数量。查看这2个指标时要注重区分厂家给出的数值是未压缩模式下的还是在2：1或更高压缩比下的；另外还要注重区分峰值数据传输率和持续数据传输率的不同，峰值传输率是指瞬间可达的最大传输率，它不能反映带机的整体性能，我们真正应该关心的是持续传输率。反映带机性能的另一个指标是载入时间，是指将一盘磁带插入带机、至带机预备好、再到可进行读写操作所需的时间，一般为几秒到几十秒。相对于备份任务所需的全部时间，载入时间是非常微不足道的。但当带库用于数据迁移（Storage Migration）系统时，由于需要频繁交换磁带，带机的载入时间长短就显得比较重要了。 除了容量和性能外，一般用户比较关心的要算可靠性了，非凡对那些需要带机高负荷工作的系统，可靠性就更为重要。衡量可靠性的一个最常用指标是MTBF（平均无故障时间），它是指带机在出现故障之前平均的正常工作时间。这一指标并不是通过实测得到的，而是综合了影响带机运作的各种因素，以一定的公式计算得出。目前主流的驱动技术其MTBF都可达到十几万到几十万小时。带机内部的稳定性，与磁头设计、走带路径造成的张力和磨损等因素有关，有爱好的读者可通过研究带机内部的结构、工作方式、校验方式等，更深入地了解和比较各种磁带驱动器的优劣。