磁带格式技术（一）

 

以下内容摘自笔者编著的《网管员必读——服务器与数据存储》一书。

1. ADR 磁带技术

ADR （高级数字记录技术， Advanced Digital Recording ）是由 Philips （飞利浦）所研发，特征是具有可变速度。 ADR 技术采 192 轨设计，目前已有一种比较新的 ADR2 技术（ 384 轨），如 Onstream ADR2 60Si 等产品 ， 如图 15-16 所示。 从名称上就可以看出，它的压缩容量是 60GB ，非压缩容量则为 30GB 。

ADR 磁带技术属于一种早期的磁带技术，目前也早已不是主流。 ADR 磁带机的传输速率会视计算机传送到磁盘驱动器的数据多少而定，所以磁带机不必停下来重新定位，造成数据传输速率下降。由于它的传输速率通常在 2MB /s 以内，存储容量通常也在 50GB 以内，所以在企业备份存储中很少使用了。

 

图 15-16 Onstream ADR2 60Si ADR 磁带机

2. 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。目前这一磁带格式技术仍主要由 HP 主导，它开发了第七代 DAT 技术。但由于对其他公司开放了，所以后来也有许多公司采用，如 Seagate （希捷）、 Certance 等公司 。 DAT 技术允许并发磁道，以实现不同的写角与重叠，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、 高端工作站提供可靠、经济适用的数据保护。

目前， HP StorageWorks DAT 磁带备份产品包括 DAT 72 、 DAT 40 、以及 DAT24 ，它们支持极广泛的异构环境，对硬件、操作系统和备份软件具有广泛的兼容性。针对用户对 IT 投资越来越谨慎，以及对成本效益的不断追求， HP 适时地推出了 DDS-4 的下一代产品 StorageWorks DAT 72 （也称 “DAT 的第七代产品 ” ，如图 15-17 所示），不但使用户从低成本投资中受益，更凭借产品翻倍增长的容量和良好的向下兼容性，为 DDS 用户带来了更优秀的选择，并以其成熟的技术和庞大的用户群体，让 DDS 的发展具有了更加广阔的前景。

 

图 15-17  HP StorageWorks DAT 72  

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 ，压缩率达到 2 : 1 。

DAT 72 良好的兼容性使得它能够与 DDS-3 和 DDS-4 轻松地实现后向读写，让用户方便地恢复旧数据，保护用户在 DDS 介质中的现有投资；在生命周期为 12% 的情况下，平均无故障时间超过 400,000 小时，比 DAT40 和 DAT24 的 250,000 小时更可靠。同时，与其他 DAT 磁带机一样， HP StorageWorks DAT 72 磁带机具有的 HP 单键式灾难恢复（ OBDR ）功能，可以用 7 分钟的时间，不需要专业的系统管理员就可以快速、轻松地恢复整个系统，达到了备份可靠性的极致。

3. 8mm 技术

8mm 技术由 Exabyte 公司在 1987 年开发，采用螺旋扫描技术，其特点是磁带容量大，传输速率高，它在较高的价位上提供了相对较高容量的存储解决方案。 8mm 磁带机的发展经历了 8200 、 8500 、 8500c 和 8900 （ mammoth ）的数据格式，容量从最初的 2GB 发展到现在的 40GB ，传输速率最快可达 6M /s 。新一代的 Mammoth-2 指标又进一步提升，存储容量达到 150GB （非压缩 60GB ）传输速率 30M /s （非压缩 12M /s ），在技术上有广阔的发展空间。主要制造商是 Exabyte 公司。

MammothTap 技术是由 MammothTap 技术磁带机和 AME 系列介质组成。 Mammoth 驱动器是螺旋扫描的记录方式 ， 8mm 磁带与 DLT 磁带相比既薄又窄，节省了大量的空间。 Mammoth 是使用磁鼓来读写 8mm 磁带的，磁鼓上有 8 个磁头。在写磁带的时候，有四个磁头用来写，有四个磁头用来校验写的数据，在读的时候 8 个磁头都用来读数据，写满整盘磁带走带次数只需要一次；而 DLT 的线性纪录方式写满整盘磁带要走带 52 次，大量的磨损了磁带和磁头。

Mammoth 驱动器的走带路径很简捷，供带轮和走带轮在同一个盒子内，而线性磁带走带路径需要一个引导头以到达走带轮。由于 Mammoth 的走带速度低而且磁带与磁头间不完全接触留有空气层，所以磁带所受的张力就小，磁带的使用寿命比较长。最受用户欢迎的是 Mammoth 的智能自动清洗功能，自带的动态磁头清洗轮自动清除磁头上的污染物。如图 15-18 所示的是美国 Exabyte 公司的 Mammoth-2 （ M2 ） 磁带机。

 

图 15-18  Exabyte 公司 Mammoth-2 （ M2 ） 磁带机

4. 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操作。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 驱动器提供了可以读取从第一代开始的所有 AIT 磁带和完全读 / 写 AIT-3 磁带的良好的向下兼容性。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。没有其它技术可以在单一可升级的格式下提供如此大的容量范围 - 只能选择迁移到不同的磁带技术来满足日益增长的存储需求。

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 15-19 所示。而如图 15-20 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 15-19  LIB-D81 小型磁带库和机架型 LIB-81 、 LIB-162 磁带库

由于 AIT-4 继续实现了容量翻倍， Sony 现在有能力向各级市场提供按需求增长的解决方案，从一代过渡到下一代为 AIT 用户提供长期投资保护。此外， AITWORM （一次写多次读）介质可以为数据提供额外的保护，在当今各机构都要求数据管理的时代，帮助确保文件的完整性。

AIT-4 驱动器和介质的创新设计使得 AIT 存储容量和性能的提升的需求成为可能。存储密度从 720Mbit/s 提高到 1170Mbit/s ，磁带长度增加了 7% ，加之优化了数据结构，使得磁带容量达到了 AIT-3 格式的两倍。通过先进的 MIG 磁头，更高的磁鼓转速和 AME （先进的金属蒸发）磁带的结合，备份速度也在不牺牲数据完整性和可靠性的情况下达到了原来的两倍。新一代产品在非压缩情况下达到了 24Mbit/s 的持续传输率，毫无疑问的成为了磁带存储市场上的领导者。

 

图 15-20 内置 AIT4 磁带机的桌面型 LIB-D81 小型磁带库

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 。

5. DLT磁带技术

DLT （ Digital Linear Tape ）又称为数字线型磁带技术，最早于 1985 年由 DEC 公司开发。目前已成为一种开放性标准，在 HP 和昆腾等公司中普遍采用。

DLT 技术采用单轴 1/2 英寸磁带仓，以纵向曲线性记录法伟基础。 DLT 产品定位于中、高级的服务器市场于磁带库应用系统。目前 DLT 驱动器的容量从 10GB 到 80GB 不等，数据传送速度相应由 1.25MB/S 至 6MB/S 。在 DLT 磁带匣里只用到一个线轴将磁带卷起来。磁带的尾端有一个大环，当磁带匣安装到磁带机上时，磁带会从里头被抽出来，卷到磁带机里的线轴上。里头采用引导滚轮设计，不过在卷的时候数据面不会接触到任何滚轮。只有读写头会接触到数据面。如图 15-21 所示的是 HP DLT vs80 磁带机， 它的容量达到 80GB ，存储速度为 6MB /s 。

 

图 15-21  HP DLT vs80 磁带机

6. Super DLT磁带技术

Super DLT 是从 DLT 技术中衍生出来的 ，它是由昆腾（ 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。 LGMR 提供一种光和磁技术的独一无二的结合，通过增加介质数据承载面记录轨道的数目大幅度地增加容量。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。

在这一新的磁带技术中，先进之处还体现在它的 PRML 通道技术，它是昆腾公司与美国朗讯一道开发，将更高水平的性能和容量带给高性能线性磁带机。高级 PRML 提供高效的解码记录密度，以获得更大的容量和性能，使 SuperDLT 磁带系统能够充分地提升磁带存储容量和传输速度。 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。 AMP 介质有四层，包括接收光伺服轨迹的反面涂层。其他先进技术包括一个新的磁带头扣接机械、不规则磁带盒接收器和一个即插即用模件设计，保证了长期的可靠性和数据的完整性，以满足全球客户备份和数据存储归档的需求。

对于高端服务器市场，昆腾提供存储能力 320GB 、数据传输速率超过 32MB 每秒的 Super DLT 磁带系统。适合此类高端用户的应用包括运行企业关键任务程序的网络 UNIX 和大型 NT 系统。该型号也适合为高终端磁带库自动化市场服务，在这一领域，高性能和高数据可靠性是关键条件。对于中幅服务器市场，昆腾提供存储能力 220GB 、数据传输速度 22MB 每秒的 Super DLT 磁带系统。该型号为大型公司部门中局域网或单机程序环境下运行的中幅 UNIX 和 NT 系统提供出色的数据备份和归档存储。 如图 15-22 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 15-22  HP SDLT 320 磁带机