专题17《磁带库和虚拟磁带库基础》(v1.0)

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1、磁带库和虚拟磁带库基础姓名：张颖工号：05185目录基本概念，发展背景磁带库、虚拟磁带库的原理和应用虚拟磁带库功能介绍磁带库厂商及产品简介基本概念、发展背景——主要内容磁带磁带机磁带机的发展磁带机的分类磁带库磁带库的发展磁带库的分类开放系统备份经历的三阶段虚拟磁带库虚拟磁带库的发展磁带与磁盘对比基本概念、发展背景——磁带（一）磁带是一种柔软的带状磁性记录介质，它由带基和磁表面层两部分组成。带基多为薄膜聚酯材料，磁表面层所用材料多为γ-Fe2O3和CrO2等。一盘磁带有始端标记(BOT)和尾端标记(EOT

2、)，中间可记若干个文件。每个文件由1至若干个数据块组成，两个文件之间有带标隔开。在数据块之间和数据块与带标之间有规定长度的空白间隔。数据块内数据有规定的格式。数据块是磁带读写数据的基本单元。基本概念、发展背景——磁带（二）磁头在空白间隔内启停。数据以字节串联记入。常用的标准格式有不归零(NRZI)、相位编码(PE)和成组编码(GCR)三种。记录密度分别为每毫米32位、63位和246位。它们各自有规定的检错和纠错的方法。基本概念、发展背景——磁带（三）基本概念、发展背景——磁带（四）基本概念、发展背景——

3、磁带机能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。磁带机是以磁带为记录介质的数字磁性记录装置。它由磁带传送机构、伺服控制电路、读写磁头、读写电路和有关逻辑控制电路等组成。基本概念、发展背景——磁带机的发展1952年IBM发布了计算机业内的第一款磁带机。初期的磁带机主要使用圆轴磁带，并需要人工手动操作（装载、卸载和归档）。此后，磁带机在传动系统、磁头、记录方式等方面不断得到改进。如，磁带正反转的驱动由双主动轮改进为单主动轮；磁头结构由单缝磁头改为双缝磁头；磁头缝隙（工作间隙）

4、改窄；记录方式改进等。上世纪70年代末，数据流磁带机出现。它不使用主动轮和缓冲机构，磁带由带盘电机直接驱动。基本概念、发展背景——磁带机的分类（一）按带速不同磁带机分为：高速机中速机低速机按磁带的缓冲方式磁带机分为：真空缓冲箱式摆杆式基本概念、发展背景——磁带机的分类（二）按记录方式来分，磁带机又可归纳为两大类：数据流磁带机数据流磁带机有QIC（1/4英寸）和1/2英寸两种。1/4英寸磁带机－单磁头读写，每记录一轨后，都要通过跳轨来做反向记录，记录和检索速度较慢。1/2英寸磁带机－多磁头读写，数据传输率

5、较高，容量较大。螺旋扫描磁带机具有高可靠性、高速度、高容量的特点。基本概念、发展背景——磁带库（一）广义的磁带库包括：自动加载磁带机和磁带库。是将磁带和磁带机有机结合组成的。自动加载磁带机是一个位于单机中的磁带驱动器和自动磁带更换装置，可以从装有多盘磁带的磁带匣中拾取磁带并放入驱动器中，或执行相反过程。容量100－200G。磁带库由多个驱动器、多个槽、机械手臂组成，并可由机械手臂自动实现磁带的拆卸和装填。可以多个驱动器并行工作，也可以几个驱动器指向不同的服务器来做备份，存储容量达PB级。基本概念、发展背

6、景——磁带库（二）一个磁带库的总容量大小由最大槽数和每盘磁带容量共同决定。非压缩总容量＝每盘磁带非压缩容量×最大槽数。基本概念、发展背景——磁带库的发展1987年StorageTek自动磁带库问世早期磁带库多个磁带机的物理集合上个世纪80年代集成各种管理功能近20年提出智能化磁带库、加入WORM技术、ISCSI磁带库及虚拟磁带库出现。基本概念、发展背景——磁带库分类（一）从应用角度分：大型机自动磁带库使用专有技术的磁带机，与其服务的大型机直接连接开放系统磁带库使用开放式磁带机，也有为了提高整体磁带库性能

7、而采用专有技术磁带机和开放式磁带机混装的情况。这种类型的磁带库可以直接与服务器连接，也可以连接到存储区域网中。基本概念、发展背景——磁带库分类（二）按照容量大小分为：初级－容量在几百GB到几TB。中级－容量在几TB到几十TB。高级库－容量在几十TB到几百TB甚至更高。第一阶段：内置磁带机用来对操作系统和小文件进行备份，磁带机内只能放置一盘磁盘，所以备份数据量很大时，需要工程师频繁更换磁带。第二阶段：使用自动加载机备份数据仍然是一对一的备份形式，即一台服务器连接一台Autoloader，但相对于内置磁带机

8、可以同时放置多盘磁带，Autoloader自动更换磁带。第三阶段：通过以太网和SAN做集中的备份将服务器中的数据通过以太网或SAN做集中备份。这种备份方式大大减少了备份设备的数量和工程师的工作量，提高了生产效率。基本概念、发展背景——开放系统备份经历的三阶段基本概念、发展背景——虚拟磁带库虚拟磁带库，即VTL（VirtualTapeLibrary），指用磁盘作为备份介质，把磁盘当作磁带来写，并且本身能够仿真成物理磁带库的产品。虚拟磁带库在为