随着现代网络系统运行速度的越来越快和计算能力的越来越强,企业网所需处理、存储的数据量和数据类型越来越多,而且当今的电子商务时代对用户数据存储备份有满足其不断增长的数据需求、实现对变化信息的快速响应、保持业务的永不停顿和保证数据的绝对安全等四项基本要求。因此,确保企业数据的安全存储已成为企业网络运行中至关重要的组成部份。而产生海量数据、访问海量数据、存储海量数据和保护海量数据的网络存储系统,因其在数据使用、管理、存储、备份和复制等方面的先进性,越来越为广大企业所推崇和认可。所以,许多企业在组建企业网络时,都将根据自己网络信息处理和运用的特点,配有技术先进、性能优异、容量巨大、速度迅捷,且安全可靠和维护方便的网络存储设备。目前,在网络系统存储备份设备中,应用最广泛的,仍然是磁盘阵列、磁带库和光盘塔或光盘库几大类。
磁带库既是网络存储备份设备的原老,又是网络存储备份设备最有生气的主力军。我们知道,磁带库因磁带可以不断更换,存储备份容量仅取决于所换磁带的多少,这就是说磁带库的存储容量是无限的。另外,磁带还可以作为一种半永久可更换的存储备份介质,在异地存储中可以选择更加安全可靠的保存环境。因而在大中型数据库系统中应用十分广泛。总之,磁带库是一种安全、可靠、易用和成本低廉的网络存储备份设备。
磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快,其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量,并可将数据有选择性地分布在多个磁盘上,从而达到提高系统的数据吞吐率。另外,磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果,通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上,可增加存储容量。显然,磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备。
光盘塔和光盘库不仅容量大、速度高、价格低,而且信息容量可以随着承载信息的光盘数量的增加而增加。由于光盘基本上是只读媒介,一方面它是一种永久信息备份载体,另一方面它又限制了用户对光盘塔和光盘库中过时信息数据的修改与补充。
显然,在网络海量存储备份系统中,磁带库、磁盘阵列、光盘塔或光盘库等存储设备因其信息存储特点的完全不同,应用环境也有较大区别。其中,磁带库更多的是用于网络系统中的海量数据的定期备份,而磁盘阵列则主要用于网络系统中的海量数据的即时存取,光盘塔或光盘库主要用于网络系统中的海量数据的访问。下面我们就专门来介绍这三类网络存储备份设备。
磁盘阵列
磁盘阵列又叫RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks,廉价磁盘冗余阵列),是指将多个类型、容量、接口,甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列,使其能并以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据,从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。因此,磁盘阵列读写方式的基本要求是,在尽可能提高磁盘数据读写速度的前提下,必须确保在一张或多张磁盘失效时,阵列能够有效地防止数据丢失。在磁盘阵列硬件中,除了有由多个硬磁盘组成的磁盘组外,还有一个在主机和磁盘组之间可提供接口的磁盘控制器和SCSI接口控制器或IDE接口控制器或光纤通道接口控制器等。其中,磁盘控制器的作用完全可以使得整个磁盘组就象一片磁碟那样成为读写速度快、存储容量大、性能稳定可靠的虚拟磁盘。而SCSI接口控制器或IDE接口控制器或光纤通道控制器则可为主机提供无缝透明的磁盘操作功能。由此可见,磁盘阵列在相关控制器的操作下,主机对磁盘阵列操作的最大特点是设备无关性,即通过相关控制器后,主机可以兼容于任何类型的磁盘阵列。
磁带库和磁带自动加载机
磁带库作为集中式网络数据备份的主要设备,越来越受到重视,大到国防、气象,小到办公室均有磁带库应用。磁带库是一种可将多台磁带机整合到一个封闭机构中的箱式磁带备份设备。一般由数台磁带机、机械手和十到数十盒磁带构成,并可由机械手臂自动实现磁带拆卸和装填,存储容量可达到数百PB(1PB=100万GB),可以实现连续备份、自动搜索磁带,也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计,整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。所以,磁带库实际上就象一个将磁带塞到磁带机中的机器人,因而可以达到高速度、高效率、高存储容量的要求,且系统的扩展能力也很强,对存储备份作业的安全性可提供极高的保障。
磁带库所占空间普遍较大,可应用于大中型数据中心。磁带库不仅数据存储量大得多,而且备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中,磁带库通过SAN(Storage Area Network)系统可形成网络存储系统,可为企业存储提供有力保障,很容易完成远程数据访问、数据备份,或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份,无疑是数据仓库、ERP(企业资源计划)等大型网络应用的良好存储设备。
磁带自动加载机也可算是一种磁带库,只不过是一种小型磁带自动存储备份装置,一种精巧的机械智能设备。磁带自动加载机通常由一个驱动器(磁带机)和多盒磁带组成,可以备份100GB~200GB或者更多的数据。配合相关备份管理软件,磁带自动加载机还可实现从单台磁带机到可以管理多台磁带机和几百盒磁带连接在网络中的磁带库,对于小规模的机构,磁带自动加载机更是理想的备份工具。由于磁带自动加载机上的机械臂系统可提供对盒带随机或顺序访问,因而可以有效地提高数据管理性和数据备份速率,且使用更加方便。磁带自动加载机,还能减少网络管理成本、具有未来扩充能力、保护用户前期投资。可见,磁带自动加载机应由一个磁带驱动器、一个机械手和一个存储磁带柜所组成,其结构要比磁带库复杂,而体积和重量却要小得多。由于机械手每次更换磁带时要影响数据读写,所以数据读写速度也比磁带库慢。
磁带库和磁带自动加载机实际上是将磁带和磁带机有机结合组成的,若全面认识磁带库和磁带自动加载机,就必先了解磁带和磁带机。
(1)磁带:作为磁带库信息存储基础的磁带,如同录音带或录像带,可从驱动器中取出,实现非现场方式保存,可长时间存放旧式版本数据,也可重新写入数据。由于磁带存储信息是采用的离线(Off-Line)硬拷贝方式,其信息存储可靠性高(实践证明,一盒磁带上的数据可以保存30年以上),容量极大(现在的磁带存储技术完全可以使一盒磁带压缩后的存储容量高达70GB,甚至可以达到200GB)。磁带是所有存储媒体中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。磁带互换性好、易于保存。近年来,由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术,大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。现在常用磁带主要有以下几种。
(2)磁带机:磁带机亦是磁带库的重要基础,目前应用最广的磁带机是DLT和DAT两类,从数据读写技术方面看,它们的区别主要在于前者是用线性记录技术,后者是用螺旋扫描技术,下面我们就来介绍这两类。
(3)未来磁带存储新技术LTO:LTO(Linear Tape Open:线性磁带开放协议)技术是一种结合了线性多通道双向磁带格式的磁带存储新技术,其优点主要是将服务系统、硬件数据压缩、优化磁道面、高效纠错技术和提高磁带容量性能等结合于一体。由于LTO技术是一种“开放格式”技术,这就意味着用户将可拥有多项产品和多规格存储介质,尤其开放性可带来更多的发明创新,减少新技术开发风险,从而达到使产品价格下降和用户受益的目的,另外还可提高产品的兼容性和延续性。
目前,LTO技术有两种存储格式,即高速开放磁带格式Ultrium和快速访问开放磁带格式Accelis,它们可分别满足不同用户对LTO存储系统的要求,其中 Ultrium磁带格式除了具有高可靠性的LTO技术外,还具有大容量的特点,既可单独操作,也可适应自动操作环境,还可实现单卷轮介质的高容量和高性能优化,非常适合备份、存储和归档应用,并可以作为大容量存储设置的新基准,以满足企业用户的需要;Accelis磁带格式则侧重于快速数据存储,为减少存取时间、提高速度,磁盘中装有双轨磁带存储器。Accelis磁带格式能够很好地适用于自动操作环境,可处理广泛的在线数据和恢复应用。
光盘塔和光盘库
毫不夸张地说,目前最好的多媒体海量信息存储载体或重要文献资料备份媒体,非光盘莫属。因为光盘不仅存储容量巨大,而且成本低、制作简单、体积小、重量轻,更重要的是其信息的永久存储性。因此,普遍用于重要文献资料、视听材料、教育软件、影视节目和游戏动画等媒体信息存储,使之供广大用户重复只读。然而,一张光盘的存储容量毕竟有限,对于海量信息存储的网络系统来讲,是远远不够的。要想获得海量信息的网络存取,就必须将保存有大量不同信息的几十张甚至几百张光盘组合起来使用。光盘库和光盘塔就是这样的海量存储网络信息处理设备。
光盘塔由几台或十几台CD-ROM驱动器并连构成,可通过软件来控制某台光驱的读写操作,使之按照人们的要求来自动读取信息的光盘柜装置。光盘塔可以在没有第三方产品支持的情况下,同时支持几十个或几百个用户访问信息。光盘塔在与相应服务器及网络连接后,可以构成一个NAS(网络直接连接存储设备),在作为NAS的一部分后,又可突破网络CD-ROM个数的限制,从而使得光盘塔在网络中的连接变得轻松、便捷。光盘塔在采用100Mbps高速以太网接口后,还可以使独立网络光盘塔的最高数据传输速度达到7Mbps,在配有高主频率CPU和大容量SIMM内存后,可极大地提高光盘塔的数据管理和信息读取能力。光盘塔普遍支持多种作业平台、通信协议及光盘档案格式,包括ISO9600、High Sierra、Rock Ridge Extension、Video CD、CD Extra、Multi Session CD、Photo CD、Joliet、Hybrid CD和Audio CD等。有的光盘塔在网络上无需配备文件服务器,数据可以直接被不同操作系统的网络工作站所读取,它可连接多台小型换片机,设置维护口令和用户口令,其锁片功能可以防止光盘被窃,并可限定每台光驱的使用人数。有的光盘塔还内建有Internet主页服务器,可透过浏览器进行设置与管理,并读取光盘档案等。有的光盘塔采用了全新的光驱组合方式,每个光盘塔中都配置8个光驱,该光盘塔还可连接主机上的SCSI卡,且8个光驱可共用一个SCSI ID号。总之,光盘塔用电缆连接多台光盘驱动器,造价低、寿命长、信息读取速度极快,但因光驱组合数量不可能多,信息容量较小,且体积较大。
光盘库实际上是一种可存放几十张或几百张光盘,并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜。光盘库也叫自动换盘机,它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写,机械结构比较复杂,但它的库容量大,机柜中可放几十片甚至上百片光盘片,这种有巨大联机容量的设备非常适用于图书馆一类的信息检索中心,尤其是交互式光盘系统、数字化图书馆系统、实时资料档案中心系统、卡拉OK自动点播系统。光盘库的特点是,安装简单、使用方便,并支持几乎所有的常见网络操作系统及各种常用通讯协议。由于光盘库普遍使用的是标准EIDE光驱(或标准5片式换片机),所以维护更换与管理非常容易,同时还降低了成本和价格。又因光盘库普遍内置有高性能处理器、高速缓器、快闪闪存、动态存取内存、网络控制器等智能部件,使得其信息处理能力更强。
例如清华同方的60片盘容量的光盘库可一次装载60张盘片,一个机械手用于换盘,一个光盘驱动器用于读盘,主要用于工作组的光盘共享。当光盘库连接到一台计算机上时,只要网络用户端也安装了光盘库管理程序,网络用户就可以使用光盘库中的所有光盘。光盘库造价低、寿命长,且体积小、信息容量巨大,但因需用机械手更换光碟,信息读取速度较慢。当然,还可将多台光盘库组合起来,形成存储容量极大的光盘塔。
还有一种硬盘光盘塔,它实际上是一种集成了一块大容量高速硬盘和多台光盘驱动器,并可连接数以千个光盘塔的扩展套件。之所以在光盘塔中加入硬盘,是由于光盘本身数据读取速度较慢,尤其是在多个用户同时访问一张光盘时,较慢的数据读取速度直接影响了广大用户的访问。而有了硬盘作为光驱和服务器之间的缓冲部件,系统便可根据访问概率,把经常访问的数据装载在硬盘中,这样就加快了用户的访问速度。再者,增加硬盘还可满足大容量用户的需要,由于受到SCSI接口限制,一个光盘塔最多只能接7个光盘驱动器,而扩充容量后,一个18GB硬盘相当于34张CD的容量,而且硬盘也可同普通服务器硬盘一样进行读取。 硬盘光盘塔的推出与光盘塔的发展趋势密切相关。因为随着信息量的不断增长,用户对NAS产品的要求越来越高,而光盘塔不能进行升级,如果扩充容量,就不得不再购买一台服务器,必然增大了投资。可以预见,光盘塔最终都要向硬盘光盘塔方向发展,因为它们都基于NAS技术,而且性能、容量及包括的介质类型都会越来越丰富。
产品篇
磁带机
Exabyte
Exabyte Mammoth-LT是转向 Mammoth技术经济型的入门产品,并且使用高质量AME介质。
Mammoth-LT 提供14GB非压缩容量和每分钟120MB传输率,是Exabyte 820磁带机容量和性能的两倍,而价格仅略有增加。作为同类产品中速度最快的磁带机, Mammoth-LT可在一个小时内备份7.2GB(非压缩)。该产品为业界标准外形尺寸,可与所有Exabyte 8毫米产品向下兼容。Mammoth-LT有内置及外置型号,接口选项包括低压插分(LVD)SCSI及单端窄SCSI,其结构坚固、可靠,并可用于磁带库。
Mammoth-LT 扩大了Exabyte 磁带机产品线,使用户能从Exabyte 8505XL和Exabyte 820磁带机顺利转换到高性能Mammoth技术发展路线。特别设计的AME介质可使用于更高容量的Exabyte磁带机,保护用户投资。
HP
HP SureStore DAT 40×6是最新一代的自动加载磁带机,目标用户明确定位于具有中小型网络的用户以及需要升级备份方案的用户。
SureStore DAT40×6具有高达6MB/s的持续数据传输速率,并能在2小时内完成40GB的数据备份,使系统的闲置时间达到最小。它作为一种替代单机产品的灵活方案,能够同时吞吐6盒40GB的磁带,总容量达到240GB。它也具备HP独有的单键灾难恢复(OBDR)功能。SureStore DAT40×6所采用是第四代DAT技术,其特点和优势主要集中于提高数据存储的自动化程度上,能够在无人管理的情况下进行连续一周的自动备份,而对于那些数据量较小的用户甚至可以每2、3个月才对磁带机做一次管理。
Quantum
Quantum DLT8000提供40GB的非压缩存储容量,6MB/s的非压缩数据传输率,记录磁头平均寿命达50000小时。该磁带驱动器的MTBF(平均无故障运行时间)在250000小时(100%连续工作),比以往的DLT磁带产品提高了25%,并与所有DLT磁带格式保持读写的向后兼容。它拥有30年的闲置寿命和1000000次的工作寿命。它能适应宽范围的磁带备份应用,包括中型计算机、网络服务器,高端工作站等。
IBM
IBM Magstar MP(多用途)3570磁带子系统提供了中等规模的磁带存储器解决方案,通过优化读和写两方面的操作,集成的磁带存储设备扩充了磁带处理能力。它支持7GB C型号XL数据磁带。存储器容量增加到420GB,可用近于联机处理的性能存取庞大的数据量,它提供7MB/s的持续数据传输性能,高达15MB/s的单驱动器及100GB/小时的双驱动器的持续数据传输性能。提供自动保存操作和条形码阅读器。
磁带库
HP
HP磁带库以通用结构为基础,包括三种可灵活配置的型号:2个驱动器20槽,2或4个驱动器40槽,2、4或6个驱动器60槽,这些型号以新款DLT8000(数字线性磁带)驱动器为代表,容量可达1600GB(压缩后)至4.8TB(压缩后)。它可在本地通过具备实时诊断功能的前面板进行控制,该接口包括一个透明的玻璃面板,可对驱动器及自动装置的作业进行检验。系统可以通过基于Web的与网络相连的磁带库管理工具进行远程管理。
IBM
Magstar 3494是一个模块化系统,其中包含一个磁带存取器、一个磁带库管理器和用于磁带盒的存储单元。3494高可用性模式可支持两个机械手以增加性能,它具有很强的扩展性,机柜单元可从1扩充到16个。一个机柜单元中平均的安装访问时间仅为7秒钟,一个具有单独磁带抓取器的3494可以每小时完成最高达265次的盒式磁带交换操作。并且如果配备有可选的双机械手,每小时最快磁带交换操作达305次。
PROCOM
PROCOM 418/718型数据流磁带库自动装载备份系统由DLT4000/DLT7000型磁带机提供高达560GB的存储容量。使用普通DLT4000/高速DLT7000型磁带驱动器,该系统能够在1小时内备份/恢复20~100GB的数据。在可移动的带仓中可以放置6盒磁带方便管理、保存和重新装载。为确保精密辊轴的可靠运作,数据流磁带库自动装载备份系统设置有专用的辊轴定位装置。
DLT4000或DLT7000型磁带驱动器有两种不同性能和容量的驱动器供用户灵活选择,8个DLT磁带槽,提供280GB(压缩为560GB)存储容量,适应各类用户需求 。
光盘库
HP
HP光盘库可根据需求有不同规模。系统提供的存储容量在83GB到1.2TB之间,并有多种规格可供选择。容量高达5.2GB的光盘容量,同步脉冲数据传输率为每秒10MB,持续传输率为每秒4.6MB。MSBF高达200万次,且无需预防性的维修。
HP光盘库具有多种功能,一个系统可同时满足用户短期和长期存储需求。系统既支持可擦写光盘也支持WORM(一次写入多次读取)光盘格式。可擦写光盘允许不限次数的写入、读取和擦除,而不会损伤光盘和数据;WORM光盘只允许写入一次,并使用永久性嵌入编码,防止擦除或覆盖。
IBM
IBM 3995光盘库C系列有5种型号,联机存储器容量范围从104GB到1341GB。在这些光盘库中,IBM引进了新型扩展多功能驱动器,该技术支持三项业界标准的5.25英寸盒式光盘实现的技术:永久性的一次写入多次读取、磁光可重写和继续复合一次写入,通过提供对以前写入盒式光盘的数据继续存取的兼容,保护用户投资。这三项技术可用于单个光盘库中。3995 SCSI各型号可连接支持SCSI2接口的服务器、工作站和个人电脑。
光盘塔
清华同方
CT-8xx系列CD-ROM光盘塔支持8个CD-ROM驱动器,使用一个SCSI ID;50线SCSI2接口;扩充式设计,可直接并联7个光盘塔。它采用IDE接口驱动器,可升级DVD-ROM驱动器。接口传输率为突发≥10MB/s、连续(单用户)≥1.5MB/s、连续(多用户)≥6.0MB/s。平均寻址时间< 100ms,功耗< 200W,连续工作时间≥24小时。适用于Windows 9x/NT 4.0。
AXIS
AXISCD/T光盘塔是一种专用的网络光盘共享服务器,可同时挂1至7部SCSI接口光盘驱动器,支持多达200个网络用户同时共享光盘塔中的光盘。由于采用纯硬件多协议结构,无需运行任何其他软件即可在Novell、Windows NT、Windows For WorkGroup等网络环境下直接使用,真正做到即插即用,因此具有安装简便、免维护、故障率低、速度快等特点。此外,内建的WebServer还可以使局域网立即具有Intranet功能。
PROCOM
CE4是一种高性能硬盘镜像光盘塔,内置18G或36G高速缓存。45/90光盘通过5碟换片CD光驱在高速缓存中被镜像存储,实现共享。内置软件实现了用户权限设置、安全管理、实时监测。兼容苹果机(Mac)网,支持AppleTalk协议。适用于Novell、NT、UNIX,支持Novell NDS和NT Domain Service。
光盘服务器
PROCOM
CD-FORCE Rax为PROCOM的旗舰光盘服务器。63驱光盘服务器内置CD FORCE管理软件,可支持63个100倍速Hyper CD和DVD光驱,适用于NT、OS/2、UNIX、Novell企业级应用环境。另外还配置了RAM、1.6G硬盘,可升级网卡(从10BaseT到FDDI)和CD��FORCE操作系统。其具有负载均衡的双处理器、热插拔电源、热插拔风扇,热插拔硬盘槽(用于镜像操作系统)。可配置9个光驱模块,光驱模块可装7个热插拔光驱,也支持标准的16X、32X光驱、DVD和100X HYPER CD。连接网络,独立于其他网络服务器运行,适用于NT Domain和Netware NDS。网络硬盘
Linksys
Linksys推出的Instant Gigadrive 网络硬盘系列产品是一种新型的网络存储产品, 它是基于嵌入式Linux的网络硬盘,包括EFG20和EFG40两种型号。它们含有1个RJ-45 10/100M的自适应端口,可直接连接到10/100M网络中,其中EFG20内置20GB硬盘,EFG40内置40GB硬盘,为网络提供40GB的存储空间。它还有一个DB-25并行打印机端口,可连接一台普通打印机实现打印共享。该产品可通过浏览器进行配置。