Wśród różnych metod tworzenia kopii zapasowych danych, przechowywanie na taśmach magnetycznych pozostaje kluczową technologią, szczególnie dla przedsiębiorstw poszukujących długoterminowego przechowywania danych.
Co to jest pamięć taśmowa?
Taśma może być uznawana za jedną z najstarszych technologii elektronicznego zapisu danych. Zasada działania taśmy polega na zapisywaniu i odczytywaniu danych poprzez zapis i odczyt śladów magnetycznych na nośniku magnetycznym przy użyciu głowicy magnetycznej. Technologia pamięci taśmowej pojawiła się w latach 50. XX wieku i początkowo była szeroko stosowana do nagrywania muzyki, filmów i innych mediów.
Chociaż taśmy zostały w dużej mierze zastąpione przez dyski SSD i HDD jako główny nośnik danych, nadal pozostają najlepszym wyborem dla wielu firm do archiwizacji i tworzenia kopii zapasowych dzięki swojej dużej pojemności, niskim kosztom i długiej trwałości.
Głównym wyzwaniem w przypadku przechowywania na taśmie jest duża opóźnienie podczas ładowania do napędów taśmowych, jednak oferuje ona istotne zalety w archiwizacji i tworzeniu kopii zapasowych, gdzie opóźnienie nie stanowi kluczowego problemu. Wiele firm filmowych przechowuje materiały wideo na taśmie, a przemysł naftowy i gazowy również wykorzystuje taśmy do transportu danych z terenu.
Obecnie taśmy są często wykorzystywane razem z przechowywaniem obiektowym, aby zaspokoić zapotrzebowanie na szybki dostęp do plików. Oczywiście, czasami taśmy są całkowicie zastępowane przez przechowywanie obiektowe.
Elementy i zasada działania magazynowania na taśmie
Zazwyczaj magazynowanie na taśmie składa się z nośnika taśmowego, głowicy magnetycznej, mechanizmu transportu taśmy oraz obwodów sterujących.
Media taśmowe odnosi się do materiału magnetycznego używanego do przechowywania informacji. Media taśmowe składają się zazwyczaj z warstwy magnetycznej, podłoża i powłoki powierzchniowej. Warstwa magnetyczna to materiał, który może być namagnesowany. Przemysł przeszedł obecnie na ferryt baru, ponieważ umożliwia nagrywanie magnetyczne wertykalne i zapewnia wysoką gęstość zapisu danych. Ferryt baru jest używany w taśmach firm Oracle i IBM, jak również w taśmach formatu Linear Tape-Open Ultrum opracowanych przez konsorcjum LTO. Podłoże wspiera warstwę magnetyczną i jest zazwyczaj wykonane z tworzywa sztucznego lub metalu, natomiast powłoka powierzchniowa chroni warstwę magnetyczną.
Głowica magnetyczna to urządzenie zdolne do odczytu i zapisywania śladów magnetycznych, zazwyczaj składające się z małego elektrody i materiału magnetycznego, które może być używane do kasowania, zapisywania i odczytywania ścieżek magnetycznych.
Ponadto mechanizm transportu taśmy uwarunkowuje parametry takie jak prędkość i kierunek transportu taśmy. Zwykle składa się z silnika oraz urządzenia przekładniowego z rolkami dociskowymi i kołami napędowymi kontrolującymi nawijanie i transport taśmy.
Na końcu obwody sterujące zarządzają pracą głowicy magnetycznej i mechanizmu transportu taśmy, umożliwiając operacje odczytu, zapisu i kasowania. Obwody sterujące składają się zazwyczaj z kontrolera, sterownika oraz interfejsu do połączenia z komputerami lub innymi urządzeniami.
Zasada działania magazynowania na taśmie polega na odczytywaniu i zapisywaniu ścieżek magnetycznych przy użyciu pozycjonowanej głowicy magnetycznej, która zazwyczaj jest umieszczona naprzeciw mechanizmu transportu taśmy. W miarę przesuwania się taśmy, pozycjonowana głowica magnetyczna może odczytywać lub zapisywać ścieżki magnetyczne znajdujące się na taśmie. Dane na taśmie są przechowywane poprzez zapisywanie śladów magnetycznych. Podczas odczytywania danych, głowica magnetyczna odczytuje i dekoduje te ślady, przekształcając je w dane cyfrowe.
Warto zaznaczyć, że biblioteki taśmowe są czysto mechaniczne, więc zazwyczaj występują w nich częstsze awarie niż w serwerach X86, co jest istotnym czynnikiem przy używaniu bibliotek taśmowych.
Zalety i wady przechowywania na taśmie
Pierwszą zaletą jest koszt. Tasma ma niższe koszty rozbudowy w porównaniu do dysków twardych. Jeden napęd taśmowy może obsługiwać dużą liczbę taśm; gdy użytkownicy chcą zwiększyć pojemność, w rozwiązaniu taśmowym należy uwzględnić jedynie koszt nośnika, czego nie da się zrównać z dyskami twardymi.
Drugą zaletą jest większa pojemność. Najnowsze produkty na taśmę danych pokryte są nano-rozmiarowymi cząstkami magnetycznymi, które nie tylko zmniejszają rozmiary, ale również wykazują bardziej stabilne właściwości fizyczne. Prostymi słowami, większa liczba cząstek na jednostkę powierzchni oznacza większą pojemność pamięci masowej.
Trzecią zaletą jest stabilność długoterminowego zapisu. Średnio taśmy mają 30-letni okres przechowywania. Stabilność zapisu na taśmie została wielokrotnie potwierdzona w ekstremalnych warunkach środowiskowych, a awarie w przechowywaniu danych na taśmie występują dopiero po odczycie lub zapisie 10 000 PB danych. Dodatkowo taśmy WORM (write once, read many) uniemożliwiają nadpisanie lub zmodyfikowanie danych.
Czwartą zaletą jest to, że w porównaniu do przechowywania na dyskach, taśmy są znacznie łatwiejsze do przenoszenia. W scenariuszach odzyskiwania danych po katastrofie, o ile taśma znajduje się w odpowiedniej odległości od dotkniętego centrum danych, dane na niej pozostają nienaruszone, co pozwala przedsiębiorstwom na ich wykorzystanie do odzyskania danych.
Jednak przywracanie danych z dysku jest znacznie szybsze. Dzieje się tak dlatego, że dyski umożliwiają dostęp swobodny, co sprawia, że wyszukiwanie konkretnych danych jest szybkim procesem. Dodatkowo, rozwiązania do tworzenia kopii zapasowych na dyskach zazwyczaj wykonują kopie zapasowe w sposób ciągły, natomiast częstotliwość tworzenia kopii na taśmie jest mniejsza, na przykład raz dziennie. Dlatego przedsiębiorstwa zazwyczaj nie polegają na magazynowaniu na taśmie w przypadku najnowszych kopii zapasowych. Co więcej, przedsiębiorstwa muszą upewnić się, że ich biblioteki taśmowe są kompatybilne z ich infrastrukturą.
Zauważalnie wraz ze wzrostem liczby ataków ransomware, offlineowa natura magazynowania na taśmie stała się istotnym argumentem sprzedażowym. Ataki sieciowe nie mogą wpływać na taśmy magnetyczne niepodłączone do sieci. W tym scenariuszu taśma nawet wygrywa z kopią zapasową w chmurze; mimo że chmura staje się coraz częściej wykorzystywaną platformą backupową, jej podłączenie do sieci czyni ją narażoną na zagrożenia online.
Rodzaje taśm
W zależności od zasady działania taśm do zapisu i odczytu można je podzielić na technologię skanowania spiralnego, technologię zapisu liniowego (strumieniowego), technologię DLT oraz nowocześniejszą technologię LTO.
Obecnie LTO jest najpopularniejszym formatem taśmy na rynku. Technologia LTO nie tylko zwiększa gęstość kanału taśmy, ale także umożliwia kompleksowe udoskonalenia w dziedzinie głowic magnetycznych i struktur serwomechanizmów. Technologia LTO wykorzystuje zaawansowany system śledzenia torów, który skutecznie monitoruje i kontroluje precyzyjne pozycjonowanie głowicy magnetycznej, zapobiegając zapisowi na przylegające tory, umożliwiając tym samym osiągnięcie wyższej gęstości zapisu.
Główne scenariusze wykorzystania zapisu na taśmie
Dane chłodne: tani sposób przechowywania dużych ilości danych, do których dostęp jest rzadki;
Kopia zapasowa: kopie dziennika, kopie bazy danych itp.;
Archiwizacja: archiwizacja danych historycznych oraz długoterminowe przechowywanie;
Innowacyjne zastosowania: na przykład jako pojemnik na śmieci o dużej pojemności i niskich kosztach.
Podsumowanie
Tworzenie danych cyfrowych nadal rośnie w tempie 25% lub więcej rocznie, a co najmniej 80% światowych danych cyfrowych to dane o niskiej aktywności, najlepiej nadające się do przechowywania wtórnego. W odpowiedzi na to wyzwanie, ekosystem taśmy znacząco rozszerzył swoje możliwości w ostatnich latach. Od wstępnych kopii zapasowych po późniejsze cele archiwizacji, nowoczesna taśma obsługuje wiele aplikacji związanych z dużymi danymi, które historycznie miały duże znaczenie w drogich rozwiązaniach HDD. Taśma stała się również głównym rozwiązaniem zabezpieczeń przed przestępstwami cybernetycznymi, oferując czyste długoterminowe rozwiązania składowania dzięki płynnej integracji technologii odstępów powietrznych, szyfrowania i możliwości WORM, zapewniając stabilny trend innowacji taśmy w przyszłości oraz silne zawirowania.
Vinchin Backup & Recovery wkrótce będzie wspierać kopie zapasowe na taśmach, oferując użytkownikom bardziej elastyczne rozwiązanie backupowe. Śledź ten nowy moduł, aby wzbogacić swoje możliwości ochrony i odzyskiwania danych!
