Zálohujte s páskami

Páskové mechaniky se na zálohování dat používají už notnou řádku let, přičemž

základní princip jejich „fungování“ je stále stejný. Technologie, které jsou

využívány, se však stále mění a vylepšují, což vede nejen ke zvyšování výkonu a

kapacity, ale, a to je u zálohovacích zařízení téměř nejdůležitější, k nárůstu

spolehlivosti. Aniž to uživatelé vnímají, mají nyní v rukou technologie, které

jsou vskutku obdivuhodné.

Nové materiály, principy kódování dat, kompresní algoritmy, to vše dělá ze

současné generace páskových mechanik zařízení s nebývalou spolehlivostí. Pojďme

se ně na podívat zblízka. Každý výrobce má své trumfy, kterými se snaží získat

převahu nad konkurencí. Do testu se nám podařilo získat šest mechanik a dvě

páskové knihovny, reprezentující několik skupin těchto zařízení lišících se od

sebe způsobem zápisu dat. Používání rotační hlavy a šikmý záznam stop na pásku

je doménou technologií AIT, DAT a VXA. Ty jsou v našem testu zastoupeny

mechanikami Ecrix VXA–1 (VXA), Seagate TapeStor DAT40 (DAT). V případě AIT

jsme měli k dispozici dvě páskové stanice Sony StorageStation 162 (AIT) a

Compaq StorageWorks 2200 (AIT-2), které najdete ve vloženém článku „Knihovny na

data“. Bohužel novinku v podobě mechaniky AIT-3 společnosti Sony se nám

nepodařilo zajistit, neboť přijde na trh až začátkem května, ale určitě vás s

ní seznámíme v některém z příštích čísel. Další skupinou produktů, které ale na

pásku zapisují stopy podélně a ve směru pohybu pásky, jsou mechaniky s

technologiemi LTO a DLT, v našem přehledu je zastoupí produkty HP surestore dlt

vs80 (DLT), HP surestore ultrium 230 (LTO), Seagate Viper 200 (LTO) a Tandberg

SDLT 220 (SuperDLT). Jak jsme testovali

Abychom mohli mechaniky maximálně „zatížit“, bylo nutné získat server s rychlou

sběrnicí, výkonným diskovým subsystémem apod. Například mechaniky HP a Seagate

s technologií Ultrium1 mají ve specifikaci deklarovaný výkon až 1 900 MB/min

přenesených dat. Testování jsme proto prováděli na serveru Dell PowerEdge 4600

osazeném jedním CPU Xeon 2,2 GHz, vybaveném 1 GB ECC paměti, raidovým SCSI

polem s disky o rotaci ploten 15 000 otáček za minutu. Mechaniky jsme

připojovali na interní řadič Perc3/Di a vše bylo testováno pod operačním

systémem Windows 2000 Advanced Server.



Ecrix VXA-1

První testovanou mechanikou našeho přehledu je Ecrix VXA-1, který se hodí pro

zálohování menších pracovních skupin. Na pásku tohoto zařízení (o délce 170

metrů) můžete uložit v komprimované podobě až 66 GB dat, nativní kapacita je

tedy poloviční 33 GB.

Mechanika se vyrábí v interním i externím provedení s rozhraním SCSI nebo

například FireWire, testovaná interní verze měla rozhraní SCSI Ultra Wide, což

zaručuje datový tok až 80 MB/s. Co je patrně na této mechanice nejzajímavější,

je způsob ukládání dat na pásku. Data nejsou ukládána v jednom nepřetržitém

bloku, ale jsou rozdělována do malých paketů, podobně jako data v počítačové

síti, což výrazně urychluje záznam a zejména obnovu dat. Dalším zajímavým

prvkem této technologie je šikmý záznam dat, což dovoluje řídit rychlost

záznamu dat podle rychlosti, s jakou je má mechanika k dispozici. Máte tedy

jistotu, že se zápis nepřeruší z důvodu nedostatku dat, nýbrž dojde pouze ke

snížení rychlosti záznamu. Technologie Overscan (dvě rotující hlavy) dále ještě

zvyšuje spolehlivost čtení. V testech mechanika podle předpokladů mezi

„nízkokapacitními“ nepropadla a s časem zálohy necelých 29 minut zaostala pouze

o tři minuty za vítězem této kategorie, mechanikou Seagate TapeStor DAT40. Za

mechaniku Ecrix zaplatíte přijatelných 36 708 Kč, záznamová páska V17 (33/66

GB) pak přijde na 3 780 Kč bez DPH.



HP surestore dlt vs80, ultrium 230

Hewlett-Packard má v nabídce zálohovacích zařízení dlouholetou tradici, a tak

není divu, že jsme po produktech sáhli i do jeho nabídky. V kategorii pro menší

zálohy pod 100 GB jsme vybrali externí model surestore vs80 s technologií DLT,

poskytující komprimovanou kapacitu až 80 GB (40 GB nativní). Oproti svému

předchůdci DLT80e sice nedošlo ke zvýšení kapacity, ale vývojářům se podařilo

mechaniku vměstnat do šasi, které je nyní na výšku poloviční. Dlt vs80 používá

rozhraní SCSI Ultra2 Wide, přičemž SCSI kabel je součástí dodávky. V krabici

najdete také pásky a software Yosemite TapeWare XE, HP surestore backup, což je

jistě příjemné zjištění.

Surestore si vedl v testech vcelku solidně a jeho přenosy se pohybovaly na

hranici 200 MB/min, což bylo o něco méně než u konkurenční mechaniky Seagate

TapeStor DAT40. Také cena této mechaniky je poněkud vyšší 47 488 Kč, což

částečně vyvažuje kompletní dodávka včetně softwaru.

Druhý zástupce HP spadá do kategorie záloh nad 100 GB, externí mechanika

ultrium 230 zaznamenává data technologií LTO a na pásku dokáže uložit až 200 GB

komprimovaných dat (100 GB nativní). Na této moderní technologii lineárního

záznamu spolupracovala HP spolu s IBM a Seagate a podle „papírové specifikace“

se může pochlubit záznamem s kompresí rychlostí až 1 920 MB/min. V testech tato

mechanika zaznamenala bezkonkurenční časy a doba zálohy 5 GB dat něco přes pět

minut ji vynesla mezi prověřovanými zařízeními zaslouženou první příčku. Trochu

nás jen rmoutila pomalejší manipulace s páskou i přes přítomnost (podobně jako

v případě SuperDLT) paměťového čipu umístěného přímo v pásce. HP surestore

ultrium 230 vás kromě výborného výkonu přesvědčí i cenou jak mechaniky, tak i

200GB pásky 171 820 Kč (včetně příslušenství a softwaru jako u mechaniky dlt

vs80), respektive 3 155 Kč. Výše zmíněná fakta staví toto zařízení do role

favorita při výběru vaší nové velkokapacitní a výkonné páskové mechaniky.



Seagate TapeStor DAT40, Viper 200

Prvním popisovaným produktem firmy Seagate je nízkokapacitní interní mechanika

TapeStor DAT40, která data zaznamenává technologií DAT a kapacitou až 40 GB v

komprimované podobě (20 GB nativní). Tento jediný zástupce této technologie pro

nás byl příjemným překvapením z pohledu výkonu, k čemuž přispívá Helical Scan

Head umožňující efektivnější čtení a zápis. TapeStor zaznamenal výrazně lepších

časů než mechaniky Ecrix VXA-1 a HP vs80 a v průměru zapisoval rychlostí až 220

MB/min. Disponuje rozhraním SCSI Ultra2 Wide LVD, 10 MB vyrovnávací paměti, je

zpětně kompatibilní s DDS-3, DDS-2, DDS-DC, DDS a podobně jako v případě

produktů HP dostanete v balení vše, co potřebujete, tedy pásky a software.

Dalším zlepšením této mechaniky je nový čisticí mechanismus, který minimalizuje

nutnou uživatelskou údržbu, majitelé starších DAT mechanik si jistě vzpomenou,

že právě toto bylo dříve jejich Achillovou patou. Nakonec to nejzajímavější,

což je přijatelná cena mechaniky 35 680 Kč a extrémně nízká hodnota pásky 680

Kč bez DPH. Druhý Seagate, zařízení Viper 200, spadá do skupiny mechanik s

technologií LTO a podobně jako HP ultrium 230 nabízí nativní kapacitu 100 GB

uložených dat. Viper je určen pro zálohování velkých podnikových sítí a

serverů. Uvážíme-li, že je možné využít interní kompresi dat, můžeme v ideálním

případě dospět ke kapacitě až 200 GB. Viper 200 je představitelem první

generace Ultrium, je vybavena rozhraním Ultra2 SCSI LVD a její velikost je 5,25

palce. Výrobce mechaniky uvádí jako maximální rychlost záznamu dat údaj 960 MB

za minutu a s využitím komprese pak úctyhodných 1 920 MB/min. Ke zvládnutí

takového „přítoku“ dat je Viper vyzbrojen 64 MB vyrovnávací paměti. V testech

si vedl skvěle a 5 GB dat dokázal zaznamenat na pásku za 5 a půl minuty, jen

necelých 15 sekund jej dělilo od vítězné mechaniky HP pracující také s

technologií Ultrium1. Viper 200 najde uplatnění především ve velkých

společnostech, kde je zapotřebí zálohování desítek serverů nebo životně

důležitých databází. Testovaný model přijde na 175 770 Kč, za kit, který

obsahuje i software a pásky, si pak budete muset ještě 10 tisíc Kč připlatit.



Tandberg SDLT 220

Poslední testovanou mechanikou je SDLT 220 norské společnosti Tandberg. Jedná

se o první produkt s technologií SuperDLT (blíže je tato technologie popsána ve

vloženém článku „Technologie pod lupou“), který se objevil u nás v redakci, a

tak jsme samozřejmě byli zvědaví, jak si tento „superman“ mezi DLT páskami

povede v našem testu.

Tandberg umí na moderní pásku uložit až 220 GB dat v komprimované podobě (110

GB nativní), což bylo v našem přehledu nejvíce ze všech mechanik. Quantum

(autor technologie) byl nucen při vývoji nového formátu brát ohled na

rozšířenost a oblibu DLT formátu, a tak i tato nová mechanika umí přečíst

velikostně stejné pásky DLT4000, DLT7000, DLT8000, DLT1. Pásky Super DLT jsou

ale opatřeny čipem MAC, pamětí poskytující informace o obsahu média

(adresářovou strukturu, polohu dat apod.), a jak jsme se sami přesvědčili,

mechanika manipuluje s páskou úctyhodně svižně. Mechanika Tandberg SDLT 220

byla dodána v externím prove-dení spolu s SCSI kabelem a páskou (jak čisticí,

tak záznamová). Používá rozhranní Ultra2 Wide LVD a výrobce uvádí ve

specifikaci vynikající údaj rychlosti zápisu až 22 MB/s s datovou kompresí. Nám

se v testech podařilo dosáhnout průměrného přenosu dat téměř 950 MB/minut, k

čemuž jistě kladně přispěla i vyrovnávací paměť mechaniky o velikosti 32 MB.

Časem 6 minut při záloze 5 GB dat ale mírně zaostala ze oběma mechanikami

Ultrium1.

Pokud patříte ke skalním příznivcům DLT pásek, bude pro vás upgrade na SuperDLT

díky zpětné kompatibilitě příjemnou volbou z pohledu kapacity a výkonu. Bohužel

z pohledu ceny budete muset akceptovat vyšší cenu média, která se v případě

220GB pásky pohybuje na úrovni 6 tisíc Kč bez DPH, což je dvojnásobek ceny

médií u mechanik Ultrium1.



Technologie pod lupou

Technologie lineárního záznamu na tomto poli spolu urputně soupeří LTO a DLT. V

našem testu jsme měli zástupce jak „poslední“ inovace na poli LTO mechaniky

Ultrium1, tak DLT v podobě formátu SuperDLT.



Metoda DLT

SuperDLT vychází z předchozí generace pásek DLT, kterou vyvinula společnost

Quantum. Jde tedy o vylepšení již stávajícího principu o nové prvky, které

zvyšují jeho spolehlivost a výkon.

Mechaniky s touto technologií jsou vybaveny laserovo-magnetickým navigačním

systémem LGMR, který využívá zadní stranu pásky (je na ni při výrobě také

nanesena záznamová vrstva) a do ní jsou zapisovány řídicí stopy. Mechanika pak

pomocí tohoto systému vyhodnocuje nastavení pásky a servomotory upravují její

pozici pro dosažení přesného navedení na stopy. Přední strana pásky tak slouží

pouze pro data, zadní pak k navigaci.

Inovaci v mechanikách SuperDLT představuje cluster magneto-rezistentních hlav

(MRC), což by se dalo popsat jako množství záznamových hlav seskupených s

velkou hustotou do jednoho bloku. Velký díl odpovědnosti za spolehlivost leží

také na straně pásky. Pásky SuperDLT využívají speciální vrstvu „kovového

prachu“ tzv. AMP pásky. Tento prach vytváří magnetickou vrstvu, která dovoluje

vyšší hustotu stop, přičemž nepoužívá ochranné vrstvy ani lubrikant.



Metoda LTO

Konkurenční technologie LTO v podobě Ultrium1 vznikla jako výsledek spolupráce

firem Seagate, Hewlett–Packard a IBM. Vývoj započal v roce 1997 a v současné

době je k dispozici již druhá generace těchto mechanik. Data jsou na pásku

ukládána do 384 stop ve velmi promyšleném systému. Plocha pásky je rozdělena na

4 oblasti datové a na 5 pomocných. Pomocné oblasti obsahují informace pro

servomotory, které se starají o navádění čtecích a záznamových hlav na datové

stopy. V každé datové stopě je pak 12 částí, do kterých zapisuje 8 hlav. Velmi

zajímavě je řešeno prokládání datových stop tak, aby nedocházelo k chybám

vlivem jejich malé vzájemné vzdálenosti. Pro další omezení chybovosti jsou data

vybavena kontrolním součtem a mechanika dále provádí ECC (Error Correction

Code), což dovoluje dopočítat data, která byla uložena na nekvalitní povrch

pásky. I při poškození celé jedné stopy je možné data obnovit. Další metodou,

která přispívá ke zvýšení bezpečnosti záznamu, je okamžitá kontrola dat po

zápisu na pásku. Pokud dojde ke špatnému záznamu, jsou data okamžitě uložena

znovu. Kazeta s páskou je jako v případě SuperDLT vybavena pamětí, která slouží

k identifikaci pásky, informaci o jejím stavu a kalibraci.

Technologie šikmého záznamu



Metoda AIT

Za tímto formátem stojí japonská firma Sony která vsadila na rotační hlavy se

šikmým záznamem a k tomu připojila nový materiál pro záznamové médium

označovaný jako AME, nahrazující média s napařenou magnetickou vrstvou. Páska

AME má naproti tomu na základní vrstvě nosného média napařenu vrstvu kobaltu,

který se nanáší ve vakuu a vytváří velmi kompaktní záznamovou vrstvu. Aby se

minimalizoval otěr v mechanice a na rotující hlavě, je vrstva kobaltu chráněná

ještě (opět napařenou) vrstvou uhlíku. Tento povrch má vysokou tvrdost a je

odolný proti otěru. A aby toho na pásce nebylo málo, následuje vrstva

lubrikantu, který dále snižuje tření. Výsledkem je páska, která má garantovanou

životnost více jak 30 000 hodin provozu. Technologie AIT využívá 3 servomotory

k přesnému nastavení polohy pásky. Mechanika vyhodnocuje informace ze čtecí

stopy a nastavuje postavení pásky na začátku, uprostřed a na konci páskové

dráhy. Informace získává přímo z pásky pomocí 16Kb EEPROM paměťového čipu MIC,

který je uložen přímo v pouzdře pásky. Na něj mechanika zaznamenává

identifikační údaje a pracovní údaje při používání pásky, čímž se zrychlují

některé operace s páskou, a tudíž odpadá potřeba ji převíjet, aby se informace

zapsala nebo přečetla, jako tomu bylo dříve.



Metoda DAT

Technologie DAT, kterou používají páskové mechaniky DDS jsou na trhu již od

osmdesátých let minulého století. Od té doby se základní princip příliš

nezměnil. Základem je rotační hlava a šikmý záznam stop na pásku o šířce 4mm.

Zvyšování kapacity se v průběhu času dosahovalo větší hustotou záznamových stop

a prodlužováním délky pásky. Poslední verze DDS-4 nabízí nekomprimovanou

kapacitu 20 GB a s využitím komprese je možné v optimálním případě uložit až

dvojnásobek. Tohoto zvýšení bylo dosaženo tenčím nosným mediem pásky. Ta má u

pásky DDS-4 tloušťku 5,6 mikrometru, ve srovnání s 6,8 mikrometru u pásek

DDS-3. Díky tomu se také do kazety vejde 150 metrů pásky. U DDS-3 to bylo jen

125metrů. Jako největší nevýhody DAT technologie bychom označili malou plochu

pásky kdy i malé poškození způsobí ztrátu dat. A čím je páska tenčí, tím je

náchylnější k poškození. Výhodou je naopak poměrně nízká cena jak mechanik, tak

médií.



Metoda VXA

Technologie VXA podobně jako AIT využívá rotujících hlav a šikmého záznamu dat.

A protože se inženýrům Ecrixu zřejmě nechtělo investovat do vývoje vlastní

pásky, používají stejný materiál jako Sony. Pouzdro pásky sice není vybaveno

čipem MIC, avšak výše zmíněné výhody kobaltu a ochranné vrstvy jsou zachovány.

V případě VXA se data nezapisují v jedné dlouhé stopě, ale jsou rozdělena na

krátké úseky, označované jako pakety. Podobnost s pakety síťovými je nasnadě.

Paket dat u Ecrixu obsahuje 64 bitů uživatelských dat, dále data kontrolního

součtu, data pro adresaci paketu a část, která slouží k obnově dat při jejich

poškození. Každá stopa, které jsou na pásce uloženy šikmo proti směru posunu,

obsahuje 387 takových paketů. Výhodou je rychlost, s jakou může být každý paket

nalezen a přečten.

Použity jsou další technologie jako VSO (Variable Speed Operation) dovoluje

měnit pohyb pásky okolo rotující hlavy podle množství dat nebo OSO (Overscan

Operation), díky níž jsou stopy na pásku ukládány šikmo. Buben je vybaven dvěma

hlavami, mechanika tak může jednou hlavou data zapisovat a druhou kontrolovat,

jestli jsou uložena v pořádku. Pokud ne, může je zapsat znovu. Navíc, pokud

jsou data načtena nesprávně, nebo není paket kompletní, není pro mechaniku nic

složitého načíst je druhou hlavou znovu a správně.



Knihovny na data

Při zálohování velkého objemu dat dnes již často administrátor nevystačí s

kapacitou jedné pásky. Zálohování pak musí probíhat na etapy, nebo je nutné

investovat do druhé páskové mechaniky, na kterou pak bude záloha pokračovat.

Daleko efektivnějším řešením je však investice do páskové knihovny, která v

sobě spojuje výhody automatické výměny pásek, spolehlivosti a kompaktnosti.

Sony s označením LIB-162

Jde o knihovnu postavenou s využitím páskové mechaniky SDX-700C/L, která ukládá

data na pásky formátu AIT. Výhodou knihovny ve srovnání se samostatnou

mechanikou je bezesporu robotizovaná výměna pásek ze zásobníku. V našem případě

se jich do zásobníku vejde celkem 16 a najednou poskytnou útočiště pro až 0,5

TB (bez využití komprese), až 1,2 TB (s kompresí ALDC) dat. Každá páska je

identifikována buď čárovým kódem, nebo údaji které jsou uloženy v paměťovém

čipu, který má kapacitu 16 Kb a dovoluje rychle získat údaje, které by bylo

jinak potřeba načítat z pásky, což urychluje práci knihovny.

Veškeré funkce knihovny jsou dostupné pomocí ovládání na jejím předním panelu,

ale mnohem výhodnější je použít webového prohlížeče. Knihovna připojená do

lokální sítě má svoji IP adresu a po připojení pomocí http protokolu je k

dispozici jak sledování provozu, tak její ovládání a testování.

Sony LIB-162 je dále vybavena SCSI rozhraním Ultra2 Wide LVD, přes které se

připojuje k zálohovacímu počítači. Knihovnu podporují zálohovací programy

ARCServe, Backup EXEC, Networker, PetaBack/PetaServe.



Compaq StorageWorks 2200

Knihovna Compaq StoregaWorks SSL2020 využívá dvě mechaniky formátu AIT-2 s

nativní kapacitou každé z nich 50 GB. Pro založení pásek je k dispozici 20

pozic, takže celková kapacita knihovny může dosáhnout hodnoty až 1 TB. Při

využití interní komprese pak bude kapacita vyšší v závislosti na

komprimovatelnosti ukládaných dat. Knihovna využívá k evidenci pásek informace

na MIC čipu každé z nich nebo z čárového kódu. Manipulace s páskou je poměrně

rychlá a páska je ze svého zásobníku do mechaniky založena během 15 sekund.

Mechanika nabízí rozhraní LVD, přes které komunikuje se zálohovacím počítačem.

Rychlost mechanik odpovídá technologii AIT-2 a dosahuje až 40 GB za hodinu.