行业新宠——虚拟带库

虚拟磁带库作为近年来新奇的众多磁盘备份解决方案中最受瞩目的一项,正深刻的改变着传统备份市场格局和用户的数据保护模式。而随着现今勒索病毒的大肆猖獗,虚拟磁带库的作用更加突出,采用虚拟带库保存数据,病毒在磁带中存储,无OS支撑不会发作,这样在很大程度上抑制了病毒的肆掠。

虚拟磁带库的定义

虚拟磁带库Virtual Tape Library ,简称VTL)技术是数据备份领域的里程碑,该技术具备性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及运营成本低等多项优势,受到各行业用户的青睐。

同时,VTL也可以和现有磁带库集成,提高数据保护的整体安全性和性能,降低数据保护成本。采用硬盘虚拟磁带库不仅可以很好解决备份性能问题,资源共享问题也可以很好地解决(虚拟软件可以动态分配磁盘空间到每个虚拟磁带空间)。

VTL四种部署架构

(1)VTL存储架构。这种VTL是一种独立的产品,包括磁盘驱动器和控制器,而VTL软件寄存在控制器中。

(2)VTL服务器架构。专用服务器与VTL软件同事加载,而且通过光纤通道(FC)与外部磁盘阵列相连。

(3)基于网络的架构。例如Sepaton公司的S2100—ES2允许用户给VTL添加服务器节点,扩展服务器,从而满足性能或FC端口引起的容量需求。

(4)基于磁带库的架构。如ADIC公司的Pathlight系列产品便允许用户将数据存储在磁带库的磁带或磁盘介质中。

虚拟带库的功能

VTL的本体是磁盘阵列,可利用磁盘可随机读写的特征,有效提高还原性能,因此,VTL适于保存还原几率较高的近期生产数据,也就是作为后端真实磁带的缓冲,以便缩短备份窗口,所有备份数据将先写进速度较快的VTL,然后再在其他时间转存到真实磁带上。

01新型环境与创新存储应用

VTL可利用仿真SCSI指令的方式,将磁盘仿真成磁带设备,从而在不改变原有磁带备份架构的前提下,以磁盘取代磁带,达到缩短备份窗口、提高被分成功率、加速还原事件、读取归档数据效率等优势。

目前,通常的备份架构由VTL与真实磁带构成三层式架构,也就是所谓的磁盘到磁盘再到磁带(D2D2T),最前端是在线应用服务器的高性能磁盘,最末端是真实磁带设备,而采用中低价位SATA磁盘构成底层的VTL则介于两者之间。

02直接磁带输出

传统上要将数据从VTL转存到磁带上,都必须通过前端的备份服务器来执行,因此会占用备份服务器的作业时间与处理资源。当备份服务器执行VTL转存真实磁带作业时就没办法执行原来的政策备份工作了。

因此新一代VTL可支持“直接磁带输出”功能。直接从VTL把数据转存到后端这真实磁带库上,不会占有前端备份服务器的资源,也不会干扰到备份服务器原来排定的备份工作。

03重复数据删除

这项技术可通过对原始数据的分解与特征值演算,除去数据中的冗余部分,让有限的存储空间发挥出数倍甚至数十倍的存储效率,大幅提高磁盘于晓的存储容量。

04I/O负载平衡

I/O负载平衡技术则采用动态I/O分配,VTL并不位于固定的位置,系统可以自动分配备份数据流写入磁盘阵列的位置,备份数据流可动态地平均分布在多个磁盘LUN中,避免形成磁盘的LUN瓶颈。

05硬件压缩

压缩是磁带机必备的基本功能,仿真真实磁带设备的VTL自然也须提供这项功能。但软件压缩会造成处理器的负担,因此也降低了VTL的整体性能。导入专用的压缩芯片/卡,可在不影响处理器性能的情况下执行压缩工作,比起使用软件压缩的VTL,吞吐量可高出数倍。

06无服务器磁带备份

无服务器磁带备份不占用备份服务器资源,直接将数据备份到磁带或VTL上。如NDMP协议在备份中的应用,就是一种电信的无服务器磁带备份。

07按需扩容

按需分配容量技术切出来的虚拟磁带库容量是“虚拟”的,直到数据实际写到那卷虚拟磁带对应的磁盘去后,系统才会实际配给容量;接下来可以视写入数据量的多少,逐次分配对应的磁盘容量给虚拟磁带使用,可大幅提高容量的利用率,减少浪费。

VTL与磁盘、磁带库备份的对比

01VTL与磁盘备份的对比

02VTL与磁带备份的对比

VTL的实现方式

目前市场上的虚拟磁带库依照架构不同,大概可分为三种类型:备份软件型(D2D)、应用服务器型(VTL Appliance)、智能化专用型(Intelligent High Preformance VTL)。

01备份软件型

直接将虚拟磁带功能整合至备份软件内。由于纯粹是依靠软件来达成仿真磁带的目的,运用上相当具有弹性,不但没有最大容量限制,可仿真的磁带柜数量、磁带数量与每卷磁带容量也都是无限的,只要储存空间足够,亦不限定需采用何种厂牌的储存系统,不过这类方案的限制是无法和其它厂牌备份软件搭配使用。

02应用服务器型

透过安装在PC服务器上的虚拟磁带软件,将服务器内的硬盘,或是可被服务器控制的外接磁盘阵列,做为存放备份数据的虚拟磁带空间。由于软件架构在标准的x86平台和Linux操作系统上,成本相对较便宜,而且储存装置的限制较低,只要服务器支持,可以采用任何SCSI或光纤信道接口的磁盘阵列,与备份服务器端可以藉由SCSI、iSCSI或光纤信道等传输接口相连,部署应用上较有弹性。

03智能化专用型

基于ARM结构的嵌入式系统采用统一化管理,成为智能化专用型虚拟磁带库IHPV的基本特征,它将磁带库模拟管理软件固化在特别设计的ARM结构、嵌入式实时系统中,就形成了专用的虚拟磁带库设备,这种设备可以配置一定数量和类型的主机接口和后端存储磁盘阵列接口,有的专用虚拟磁带库还配置了归档接口。专用虚拟磁带库设备硬件结构不同于PC服务器,其性能、可靠性比第二代应用服务器虚拟磁带库有了很大的提升。

如今VTL面临的问题

(1)品牌绑定

横向及纵向扩展必须同一品牌;设备间的复制必须同一系列;多种品牌设备无法统一管理;如IDC等特大型IT环境,表现的十分明显。

(2)横向扩展

大多虚拟带库只能进行容量扩展,无法通过增加虚拟带库、增加接口的方式进行性能扩展,导致备份系统逐步扩大,但性能无法满足扩展。

(3)接口速度瓶颈

如今用户数据量高速增长,1GE ISCSI等低速接口无法满足对备份需要,32 GB FC等高速接口导致成本大大增加。

(4)利旧

用户需要虚拟磁带库,就必须整体购买,无法利用已有的服务器、磁盘阵列等构件自己的磁盘阵列。


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