Мы рассматриваем преимущества ленточных накопителей – низкую стоимость, неотъемлемую безопасность, отличную энергоэффективность, – для каких рабочих нагрузок они подходят лучше всего, а также то, как ленточные накопители вписываются в более широкую стратегию хранения
Накопитель на магнитной ленте имеет долгую историю в качестве носителя информации, являясь основным способом хранения компьютерных данных с 1960-х по 1980-е годы. В последнее время магнитная лента наиболее тесно ассоциируется с резервным копированием, долговременным хранением и архивированием.
Эти приложения максимально используют ключевые характеристики ленты, такие как долговечность и низкая стоимость, но, возможно, недооценивают ее истинный потенциал. Последние достижения в области емкости и производительности означают, что лента поддерживает гораздо более широкий спектр приложений и вариантов использования, чем это часто считается. Магнитная лента также может играть важную роль в защите от программ-вымогателей.
Здесь мы рассмотрим наиболее важные текущие рабочие нагрузки для ленточных носителей и некоторые новые варианты использования.
В чем преимущества ленточного хранилища?
Ленточное хранилище имеет ряд преимуществ перед другими носителями информации, но некоторые из этих свойств также являются его недостатками.
Во-первых, емкость ленточных накопителей практически безгранична. Хотя сами по себе кассеты с магнитной лентой меньше, чем жесткие диски, пользователи могут заменять их для автономного хранения или использовать автозагрузчики или библиотечные системы для хранения гораздо больших объемов. А производители выпускают новые поколения магнитных лент, которые увеличивают емкость.
Текущее поколение ленточных носителей LTO-9 обеспечивает 18 ТБАЙТ оперативной памяти, которая при сжатии увеличивается до 45 ТБАЙТ. LTO-10 обещает удвоить этот показатель, а 14-е поколение LTO рассчитано на 546 Тбайт встроенной памяти. Однако уже сейчас такие системы, как IBM TS4500, поддерживают объем сжатых данных до 2,63 экзабайт.
Емкость накопителей и без того впечатляет, но у ленточных накопителей есть еще одно преимущество. В отличие от жестких дисков, ленточные накопители потребляют мало энергии, когда данные не записываются или не считываются. Кассета с лентой, хранящаяся в автономном режиме, не потребляет энергии вообще, за исключением того, что требуется для ее хранения в условиях с регулируемой температурой.
“Когда кассеты не используются, вы практически не потребляете энергию”, - говорит Тони Лок, аналитик Freeform Dynamics. “Физически они просто находятся там, и вам не нужно ничего поддерживать в рабочем состоянии, чтобы к ним можно было получить доступ”.
Это важно, поскольку организациям необходимо учитывать выбросы углекислого газа. ЦЕРН, использующий ленту LTO, подсчитал, что в 2021 году на ленту приходилось 2% энергопотребления центров обработки данных. На вращающиеся диски приходилось 21% энергопотребления. Aardman Animations, еще один пользователь LTO tape, говорит, что это сэкономило 80% затрат по сравнению с жесткими дисками.
Еще одним преимуществом является то, что лента создает физический воздушный зазор. Ленты легко перемещать в другое место. Современные ленточные библиотеки позволяют создавать несколько копий одновременно, что позволяет фирмам хранить копии как на месте, так и за его пределами. Это обеспечивает надежную защиту от программ-вымогателей. Данные на магнитной ленте безопасны при условии, что пользователи не будут повторно подключать их к зараженной системе.
В чем заключаются недостатки ленточного хранилища?
У ленты есть некоторые недостатки. Прежде всего, это механический носитель, который имеет ограниченную поддержку произвольных операций чтения и записи.
Чтобы получить доступ к определенной точке данных на ленте – например, к файлу или записи базы данных – системе необходимо перемещать ленту до тех пор, пока головки не смогут прочитать соответствующую часть. Но в некоторых случаях ленточные носители могут конкурировать с жесткими дисками, хотя флэш-носители всегда будут лучшим вариантом там, где производительность ввода-вывода имеет ключевое значение.
Другим недостатком является потенциальная хрупкость ленточных носителей. Ленточные системы, особенно автопогрузчики, являются механическими устройствами, и их необходимо обслуживать. И хотя кассета не нуждается в питании в автономном режиме, с картриджами необходимо обращаться осторожно и хранить их в чистых помещениях с регулируемой температурой, чтобы продлить срок их службы. Кассеты также необходимо периодически проверять на предмет износа.
Какие рабочие нагрузки лучше всего подходят для ленточного хранилища?
Резервное копирование, архивирование и холодное хранение данных остаются наиболее распространенными приложениями для работы с магнитной лентой. Копирование на магнитную ленту по-прежнему является частью стратегии резервного копирования 3-2-1 на многих предприятиях, и приложения для резервного копирования теперь обычно поддерживают магнитную ленту как часть многоуровневого подхода к хранению.
“Почти все приложили немало усилий для того, чтобы сделать ленту не просто второстепенной, а ключевой частью своего программного обеспечения и платформ управления”, - говорит Лок из Freeform.
Это позволяет компаниям шире использовать ленточные носители, не ограничиваясь резервным копированием и архивированием. Долгосрочное архивирование и “холодное хранение” остаются другими распространенными приложениями для ленточных носителей. Даже облачные гиперскейлеры используют ленточные носители как часть своей инфраструктуры хранения.
Между тем изменения в технологии хранения данных на магнитных лентах позволили большему числу организаций перейти к “активному архивированию”, при котором данные сохраняются в долговременном хранилище, но при этом остаются достаточно доступными.
Активное архивирование имеет ряд применений, в том числе для обеспечения соответствия требованиям, научных исследований, машинного обучения и тренировки моделей искусственного интеллекта. Компания Aardman, например, использует магнитную ленту для хранения копий на каждом ключевом этапе производства своих анимационных фильмов.
“Скотч используется не только для длительного хранения в холодильнике, но и для хранения в тепле. Возможно, вы используете его не каждый день, но когда вам нужен доступ к нему, вы хотите получить к нему доступ достаточно быстро”, - говорит Лок. “Вы могли бы заглянуть в систему и выяснить, что произошло 15 лет назад”.
Еще одним вариантом использования магнитной ленты является хранение больших файлов данных или непрерывных потоков данных, которые считываются последовательно. В этом случае можно использовать потоковую передачу мультимедиа, а также научные, исследовательские или медицинские данные. В этих случаях скорость непрерывного чтения с ленты приближается к скорости чтения с диска, но при гораздо меньших затратах.
Как ленточное хранилище вписывается в стратегию хранения данных?
К счастью, любая организация, имеющая развитую архитектуру управления хранилищем с многоуровневым хранилищем, уже поддерживает ленточные носители.
В таких приложениях, как архивирование – с холодным и теплым хранилищем, и особенно с активными архивами – пользователи вряд ли будут знать, что их данные находятся на магнитной ленте. Программное обеспечение должно управлять перемещением данных между уровнями и сводить к минимуму любые задержки при размещении и загрузке магнитных лент. Такие системы, как LTFS или линейная ленточная файловая система, хранят метаданные отдельно, чтобы ускорить процесс поиска данных.
Эти разработки также облегчают разработчикам программного обеспечения доступ к ленточным системам. Например, системы бизнес-аналитики или CRM могут извлекать данные непосредственно с магнитной ленты. Кроме того, средства резервного копирования, уделяющие все большее внимание защите от программ-вымогателей, интегрируют магнитную ленту для резервного копирования за пределами предприятия.
Компании также могут захотеть использовать ленточные носители наряду с облачным хранилищем или в качестве альтернативы ему. Облако имеет свои преимущества в плане долгосрочного хранения данных, но плата за передачу данных означает, что извлечение данных из облака может быть дорогостоящим мероприятием. Современные ленточные системы являются эффективной альтернативой для организаций, которые предпочитают хранить хотя бы одну копию своих долгосрочных данных внутри компании.
Оригинал: Storage technology explained: Key questions about tape storage
