目前，磁帶驅(qū)動(dòng)器主要有LTO1、LTO2、8mm、IBM3590系列和STK9840系列磁帶機(jī)。但在各個(gè)廠家生產(chǎn)的高端大容量磁帶庫設(shè)備中，應(yīng)用最多的是LTO磁帶驅(qū)動(dòng)器。LTO(Linear Tape Open，線性磁帶開放協(xié)議)是一種結(jié)合了線性多通道雙向磁帶格式的磁帶存儲(chǔ)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)主要是將服務(wù)系統(tǒng)、硬件數(shù)據(jù)壓縮、優(yōu)化磁道面、高效糾錯(cuò)技術(shù)和提高磁帶容量性能等結(jié)合于一體。LTO是一種開放格式技術(shù)，用戶可擁有多項(xiàng)產(chǎn)品和多規(guī)格存儲(chǔ)介質(zhì)，還可提高產(chǎn)品的兼容性和延續(xù)性。


    在自動(dòng)備份管理系統(tǒng)中不可缺少的是備份管理軟件，各種備份設(shè)備的有效管理、備份策略的合理定制、備份系統(tǒng)監(jiān)控、備份數(shù)據(jù)索引安全保存、網(wǎng)絡(luò)備份數(shù)據(jù)的高速傳輸、跨平臺(tái)數(shù)據(jù)備份管理、各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（包括SAN）的支持、各種數(shù)據(jù)庫在線備份管理等等均需要備份管理軟件實(shí)現(xiàn)。因此選擇一個(gè)既實(shí)用又有高性能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份管理軟件十分重要。


    LAN-free、Server-less備份技術(shù)


    光纖通道技術(shù)


    FC (Fibre Channel)是一種能以Gbit/秒級(jí)速率傳送數(shù)據(jù)的高性能串行I/O接口技術(shù)，由于它支持多種互連協(xié)議，如IP、SCSI、HPPI、ATM等，就使得FC能將高速I/O通道和網(wǎng)絡(luò)功能合并成單一的連接技術(shù)。


    FC傳送介質(zhì)為光纜或銅纜，光纜又分多模和單摸兩種。一根多模光纜傳輸距離為500m，一根單模光纜傳輸距離可達(dá)10公里。


    FC標(biāo)準(zhǔn)支持幾種物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括點(diǎn)到點(diǎn)、交換式Fibric和仲裁環(huán) (FC-AL)。仲裁環(huán) (FC-AL，簡(jiǎn)稱FC環(huán))是一種包含節(jié)點(diǎn)的電路，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)稱為FC環(huán)地址的獨(dú)特地址，節(jié)點(diǎn)之間用銅或光纜連接起來，每個(gè)FC環(huán)最多可含127個(gè)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)可以是服務(wù)器，也可以是外圍存儲(chǔ)設(shè)備。


    FC技術(shù)符合ANSI和OSI開放標(biāo)準(zhǔn)。


    由于FC技術(shù)具有傳送速度快、連接設(shè)備多、互連距離遠(yuǎn)、支持多協(xié)議、成本較低等諸多好處，因此計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)均紛紛采用該技術(shù)。到90年代后期，計(jì)算機(jī)技術(shù)已從大型主機(jī)－客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)－數(shù)字網(wǎng)為中心的時(shí)代進(jìn)入到以數(shù)據(jù)為中心的時(shí)代。目前，光纖通道傳輸速率為100MB/s，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的高速SCSI通道80MB/s的傳輸速率。因此，光纖通道技術(shù)得以在存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從而開發(fā)出了以FC為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）技術(shù)及產(chǎn)品?？傊?，為了擁有先進(jìn)技術(shù)和保護(hù)投資，用戶應(yīng)該密切關(guān)注FC技術(shù)及其產(chǎn)品。


    SAN（Storage Aera Network, 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)）


    存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)是基于光纖通道技術(shù)建立的存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是專為存儲(chǔ)設(shè)備的高速和共享訪問而設(shè)計(jì)?；竟饫w通道系統(tǒng)組件包括：主機(jī)光纖適配卡、交換機(jī)、集線器，SCSI-FC橋接器，各種存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備可以是磁盤陣列、磁帶機(jī)、磁帶庫、光盤庫等。存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)的存儲(chǔ)連接方式具有更高的可靠性和可伸縮性。


    SAN主要有以下幾方面特點(diǎn)：




    光纖通道可支持SCSI和IP協(xié)議。在存域網(wǎng)上一般采用SCSI協(xié)議實(shí)現(xiàn)多主機(jī)對(duì)各種存儲(chǔ)設(shè)備的共享訪問。傳統(tǒng)的SCSI接口設(shè)備可以采用FC-SCSI橋接設(shè)備，接入SAN系統(tǒng)。光纖通道數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)100MB/s，可以滿足每秒上萬次交易數(shù)據(jù)的處理要求。


    常用光纖通道和SAN設(shè)備如下：


    • HUB(集線器)—光纖HUB用于連接一個(gè)光纖環(huán)路（通常稱做光纖仲裁環(huán)FC-AL）上光纖接口設(shè)備，可見連接到一個(gè)HUB上的光纖設(shè)備共享100MB帶寬。 HUB上的每個(gè)端口都包含一個(gè)端口旁路電路，當(dāng)設(shè)備加入和脫離光纖通道環(huán)路，端口會(huì)自動(dòng)打開和閉合。如果環(huán)路上的某個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，HUB能夠?qū)⒃摱丝谂月返簦ＷC其它設(shè)備正常運(yùn)行。HUB光纖通一般至少有7個(gè)端口，也可以采用堆線結(jié)構(gòu)提供127個(gè)端口。


    • 光纖交換機(jī)—光纖通道交換機(jī)為高帶寬和低延遲數(shù)據(jù)通訊提供光纖通道切換功能。目前，光纖通道交換機(jī)都提供連接服務(wù)和無連接服務(wù)（Class l、2、3）或只提供無連接服務(wù)(Class2和3)。典型的連接建立時(shí)間和幀切換時(shí)間都小于1微秒，大型堆棧式交換機(jī)可支持224個(gè)地址。


    • 光纖-SCSI橋接器—光纖-SCSI橋接器的功能是將SCSI接口轉(zhuǎn)換為FC接口，主要用于將傳統(tǒng)SCSI設(shè)備接入SAN。光纖-SCSI橋接器的SCSI接口有HVD和SE/LVD之分。


    • 主機(jī)適配卡—主機(jī)適配卡（HBA）是將光纖通道協(xié)議轉(zhuǎn)換為主機(jī)總線（SBUS.PCL.MCA.EISA等）協(xié)議的接口卡。一般，HBA采用GLM（Gigabit Link Modules）將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)與外部光纖設(shè)備連接。


    • GBIC—用于多端口設(shè)備的千兆光電信號(hào)轉(zhuǎn)換。


    • GLM—用于主機(jī)適配卡的千兆光電信號(hào)轉(zhuǎn)換。


    • 多模光纜—直徑為62.5或50微米的光纜，允許激光從多個(gè)角度進(jìn)入光纜（光譜能量分布在一百-二百納米之間），因此易造成光線散失，使光纜長(zhǎng)度不超過500米。


    • 單模光纜—直徑為7或9微米的光纜，允許單束激光進(jìn)入。由于單束激光的能量集中在小于10納米的頻譜上，傳輸當(dāng)中能量損失小，單模光纜可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連接。


    • 銅纜—符合光纖通道標(biāo)準(zhǔn)的銅質(zhì)電纜。


    LAN-free和Server-less備份原理


    傳統(tǒng)的基于LAN的數(shù)據(jù)備份通常是采用一臺(tái)主機(jī)連接一臺(tái)大型備份設(shè)備，作為備份服務(wù)器，其它的主機(jī)數(shù)據(jù)通過LAN傳送到備份服務(wù)器再存入備份設(shè)備。為了減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送量，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，可以在其它需要備份的主機(jī)上也安裝相應(yīng)的備份設(shè)備，將備份數(shù)據(jù)直接備份到本地備份設(shè)備，備份管理依然由備份服務(wù)器進(jìn)行。這種方式下備份設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用都相當(dāng)高。在傳統(tǒng)的SCSI設(shè)備連接方式下，想實(shí)現(xiàn)多臺(tái)主機(jī)共享一臺(tái)設(shè)備也十分困難。


    隨著光纖通道技術(shù)的發(fā)展，SAN技術(shù)的不斷完善，上述問題便迎刃而解。


    在SAN上每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備都可以當(dāng)作每個(gè)主機(jī)的本地設(shè)備使用，每個(gè)主機(jī)都可以對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行讀寫操作。在這個(gè)前提上通過適當(dāng)?shù)能浖芾砗驼{(diào)配就可以把一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備安全地指定給某一臺(tái)主機(jī)使用或有效地動(dòng)態(tài)分配給各個(gè)主機(jī)使用。因此通過SAN，一臺(tái)磁帶庫可以共享給多個(gè)主機(jī)使用，而每臺(tái)機(jī)器在操作讀寫該磁帶庫時(shí)和操作本地設(shè)備一樣，數(shù)據(jù)無需通過LAN傳輸而直接通過光纖通道對(duì)磁帶庫讀寫，因而實(shí)現(xiàn)了LAN-free備份。


    如下圖所示，A、B兩臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)利用存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)備份時(shí)，首先通過光纖通道存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)從磁盤陣列所屬分區(qū)上讀取需備份數(shù)據(jù)，然后再通過光纖通道存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)將數(shù)據(jù)寫入共享磁帶庫，讀寫調(diào)度由備份服務(wù)器完成。需要通過局域網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有數(shù)據(jù)量很小的備份調(diào)度信息和備份數(shù)據(jù)索引信息，大量的備份數(shù)據(jù)完全通過SAN傳輸，實(shí)現(xiàn)了LAN-free備份。這不僅極大地提高了數(shù)據(jù)備份的速度，充分發(fā)揮了備份設(shè)備的性能，也提高了數(shù)據(jù)備份的可靠性。



    
    從上面的分析我們了解到，LAN-free備份時(shí)數(shù)據(jù)還要通過光纖通道讀回到每個(gè)備份主機(jī)，這需要占用一定的主機(jī)資源。實(shí)際上充分利用SAN的網(wǎng)絡(luò)功能，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)由連接在SAN上的磁盤陣列直接寫入磁帶庫，從而實(shí)現(xiàn)Server-less備份功能。


    下圖給出了目前一種實(shí)現(xiàn)Server-less備份的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在圖中所示的備份系統(tǒng)中，備份啟動(dòng)命令由備份服務(wù)器①向應(yīng)用服務(wù)器②發(fā)出，同時(shí)也將磁帶庫所需備份卷加載到指定磁帶驅(qū)動(dòng)器。應(yīng)用服務(wù)器接收到備份指令后即向SAN交換機(jī)發(fā)出一個(gè)稱為擴(kuò)展拷貝的命令，該擴(kuò)展拷貝命令包含了所要備份數(shù)據(jù)的索引信息，然后由交換機(jī)內(nèi)部的監(jiān)控機(jī)制，按擴(kuò)展拷貝命令的要求將數(shù)據(jù)從磁盤陣列直接送入磁帶庫，如③所示。這樣，大量的備份數(shù)據(jù)便可以不通過備份主機(jī)，而通過光纖交換機(jī)直接寫入磁帶庫，實(shí)現(xiàn)Server-less備份。



    Server-less備份需要備份管理軟件具有擴(kuò)展拷貝功能，也需要SAN設(shè)備支持?jǐn)U展拷貝命令。Server-less備份目前還沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，軟硬件內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)機(jī)制也比較復(fù)雜，因此許多備份軟件還不支持Server-less備份方式。但隨著SAN技術(shù)的不斷發(fā)展，Server-less備份技術(shù)也將不斷發(fā)展和完善。

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