DoSTOR存儲分析 12月18日北京消息：隨著全球VTL市場的升溫，國內業內及廣大用戶對VTL的興趣也越來越濃，可是，受到多年來傳統磁帶備份的銷售和使用慣性影響，業界及用戶對于VTL這種新興的技術還存在諸多疑問：VTL是否能夠完全取代傳統的物理磁帶備份？二者是否可以相結合，會出現什么問題？是否能夠滿足當今綠色節能的市場要求？
VTL虛擬磁帶庫可以通過模擬SCSI指令的方式，將磁盤仿真為行業標準的磁帶設備，從而在不改變原來磁帶備份架構的情況下，用磁盤代替磁帶，以縮短備份窗口、提高備份成功率、縮短恢復時間、提升讀取歸檔數據的效率。
物理磁帶設備無法完全取代
對于前端的備份服務器來說，VTL系統利用磁盤仿真的空間和物理磁帶設備是完全一樣的，因此從表面上看，VTL是可以在很大程度上代替物理磁帶的。但是，對于一些企業，物理磁帶還必需存在。
首先，基于長期歸檔的需求。越來越多的企事業單位受到信息法規的要求，企事業單位的數據必須保存夠一定期限，而一般磁盤系統的保留期限只有3年左右，如果需要保留更長時間，其可靠性就無法保證了。而且隨著產品的更新換代，維護成本也會大幅提高。如果要將數據在磁盤上保存5-7年或更長年限，每隔3年就要更新一次設備，這樣不但花費巨大，數據遷移工作也是非常繁復。相比之下，磁帶介質的保存周期就長得多了，單位成本也更適用于超過5年的長期歸檔需求。
其次，基于法規遵從的需求。目前，許多數據的稽核工作仍要求必須檢查位于磁帶上的數據，而不是磁盤上的。某些法規甚至還要求特定數據必須保存在不可改寫的介質上，以防止事后造假涂改。目前幾乎所有磁帶產品都能提供針對這類"一次寫、多次讀"需求的WORM介質，可說技術相當成熟，更為重要的是這些產品已經獲得有關政府部門的認可，使用上沒有任何障礙。
與磁帶產品相比，目前只有很少數的磁盤廠商可以提供“一次寫入不可更改”的技術，而要獲得這項功能，就要付出比WORM磁帶昂貴得多的成本，另外，市場對WORM磁盤的接受程度也比較有限。
第三，從數據生命周期方面考慮。雖然磁盤的成本不斷下降，但從磁盤有效的使用時間考慮，磁盤的單位使用成本還是高于磁帶。隨著數據量的不斷膨脹，無限制的購買磁盤用來儲存數據，顯然不是個好的解決辦法。反之，基于數據性質的不同，將數據分別放置在不同速度、價格的存儲介質上，才是更為合理的作法。而磁帶成本低廉的特性，十分適合作為整個存儲系統的最末端，用于存放那此備份時間最久、訪問機率最低的數據。
VTL與物理磁帶設備結合使用
通過上面的介紹可知，對于有長期歸檔、法規遵從，或是數據量龐大、必須考慮實施生命周期管理的企業來說，物理磁帶不可取代。但這并不表示VTL與物理磁帶之間不能共存，要讓VTL與物理磁帶相輔相成，才能使用戶獲得最大的利益。
首先，VTL可以作為后端物理磁帶的緩沖，使備份窗口縮短。所有備份數據將先寫入速度較快的VTL，然后再利用其它時間遷移到物理磁帶。這樣，即使遷移到物理磁帶的速度較慢，也不會影響到前端的系統運行。
其次，將VTL與物理磁帶相結合，可以輕松的實現數據生命周期管理。多數使用經驗表明，越是新的數據，恢復、訪問的機率就越高，因此，可以根據設定的備份策略，將一定期限內的數據繼續保留在速度較快、可靠性較高的VTL上，以滿足快速恢復的需求。那些超過一定期限的數據，可以通過設定自動的遷移到磁帶上，以空出更多VTL空間，保存新的備份數據。
VTL與物理磁帶結合使用的幾個問題
雖然VTL結合磁帶使用有很多益處，但在實際應用過程中，還是會遇到一些問題。
VTL的性能限制
如果單從順序存取速度來看，當前的高速磁帶機的傳輸速度并不亞于磁盤陣列，而大型的磁帶庫還能利用多數據流并行備份的方式，提高寫入速度。但由于磁帶只能順序存取，如果要恢復整卷磁帶中的某個指定文件，則必須從頭倒帶到指定位置，就會花費大量時間。
相比之下，VTL的實體是磁盤陣列，由于磁盤屬于可隨機存取的介質，可以隨時讀取磁盤中的任意位置，恢復指定數據的速度遠遠高于磁帶。另一個更大的優勢在于，VTL仿真的磁帶驅動器，可以支持多數量的讀寫頭，因此執行多數據流并行備份時，不會受到讀寫頭數量的限制。一套VTL可以同時連接多部備份服務器，同時執行多組備份程序，大幅縮短了備份時間。
導出物理磁帶的操作會占用備份服務器資源
在VTL結合磁帶的架構下，VTL 處于緩沖的角色，數據最終還是要遷移到后端的磁帶上，但是如何執行數據遷移到磁帶非常關鍵。
傳統的方法是利用前端備份服務器的備份軟件，執行數據遷移。通常分為兩種：一種是先把數據從VTL恢復到備份服務器，然后再遷移到磁帶設備；另一種則是通過備份軟件的磁帶復制功能來實現。從備份軟件看來，VTL仿真出的磁帶和物理磁帶沒什么不同，因此可以事先在VTL上設定與物理磁帶相同規格的虛擬磁帶，然后再以磁帶復制功能，將VTL中的數據出庫到物理磁帶。
無論是哪種方式，都需要通過前端的備份服務器進行，因此會占用備份服務器的運行時間與處理資源，當備份服務器執行數據遷移操作時，就沒辦法保證原來正常的備份工作。而當前企業的數據量都很大，對業務持續運行的要求也很高，占用備份服務器的時間和資源來執行數據遷移恐怕不能被企業接受。
容量瓶頸
由于VTL是作為物理磁帶的緩沖，所以VTL的容量越大，保存在VTL磁盤中的備份數據也就越多，在需要恢復數據時，從后端的磁帶中搜索數據的機率就會降低，恢復的效率也會大幅提高。
雖然多數VTL產品都預留了擴展容量的空間，但比起可能通過購買新磁帶無限擴展容量的磁帶設備，VTL的容易仍是相當有限。為了解決容量問題，用戶通常會通過策略設定，只在VTL中保留1個月以內的備份數據，超過時限的數據就遷移到磁帶上，把VTL的空間讓給新的備份數據。但對于許多要求每天都執行全備份的用戶來說，1個月的數據還是需要非常大的磁盤空間。因此，要么用戶就給VTL購買極大的容量，要么就只能減少VTL上備份數據的保留天數，而這樣則必須更頻繁的執行數據遷移。
VTL需要持續運行，難以節電
與磁帶設備相比，VTL雖然有性能及可靠性上的優勢，但就當前越來越受到重視的環保節能方面來看，卻處于劣勢。磁帶庫、自動上帶機之類的磁帶設備內部的主要零件都是機械裝置，機械手臂、磁帶匣轉盤、磁帶機頭等部件，都只有在實際工作時才會被驅動，平時則處在待命狀態，所消耗的功率極低；而且，多數企業只有在下班等非高峰時間才會啟動磁帶設備執行備份，因此磁帶設備一天中幾乎只有8-10多個小時是全功率運行的。
相比之下，VTL的磁帶陣列就必須保持不間斷的運行，尤其是像控制器、風扇等部件的供電都是不能中斷的，雖然也可以平時將VTL關機，等要備份/恢復的時候再開機，但這樣一來重新開機需要時間，而且原先設定好的VTL在關機后就會從備份服務器的備份裝置中離線，VTL重新啟動后，需要重新刷新備份服務器才可以使VTL重新在線，這也會浪費時間。
VTL的新興技術從容應對諸多難題
為了解決上述的問題，各主流VTL廠商都在新一代產品上結合了新的技術，以彌補VTL運行或與磁帶配合時產生的種種不足。
磁盤負載平衡與硬件壓縮-性能大幅提升
傳統VTL仿真出的磁帶通常在磁盤的固定位置，在某些情況下可能會發生許多的備份數據流集中到一個磁盤的問題，因此有些廠商，如飛康、NetApp等，在VTL上改用動態的I/O分配技術，虛擬磁帶并不位于固定的位置，系統可以自動分配備份數據流寫入磁盤陣列的位置，備份數據流可以動態的平均分布在多個磁盤LUN，以避免形成磁盤LUN瓶頸。
另外，由于軟件壓縮會造成處理器的負擔，從而降低VTL的整體性能。某些情況下，啟用軟件壓縮可能會使VTL的吞吐量降低一半，如果對不易壓縮的分散數據使用軟件壓縮，VTL的吞吐量甚至會下降85%。為了解決這一問題，利用專用的壓縮卡提供硬件壓縮已是目前的趨勢，如此可以在不影響處理器性能的情況下執行硬件s壓縮，吞吐量也可以數倍于軟件壓縮的VTL。
磁帶直接出庫 – 數據遷移更靈活
為了應對傳統VTL向物理磁帶遷移數據的性能影響問題，多家VTL廠商紛紛推出了"磁帶直接出庫（direct tape export）"或稱為"無服務器磁帶備份（Server-less tape backup）"的功能。用戶可以利用這一功能直接從VTL把數據導出到后端的物理磁帶，不用占用前端備份服務器的資源，也不會干擾到備份服務器原來排定的備份工作。
在這種模式下，VTL本身也形同于一臺備份服務器，可以支持各種磁帶設備，并執行遷移數據的備份工作。目前飛康、NetApp、EMC、昆騰等廠商已經能夠提供支持直接出庫功能的VTL產品，而飛康和NetApp的產品還能提供更精細的設定。當VTL上的數據導出到物理磁帶后，這卷理論上已經被導出的磁帶數據仍然可以經過設定保留在系統上一段時間，如果在這段時間內需要恢復該卷磁帶的數據，可直接從速度更快的VTL中讀取，就不用去找物理磁帶了。
重復數據刪除技術 -容量效率倍增
重復數據刪除技術可以利用對原始數據的分解與特征值演算，去除數據中的冗余部分，讓有限的存儲空間發揮數倍甚至數十倍（以應用為準）的存儲效率，大幅提高磁盤有效的存儲容量利用。而對VTL來說，由于可容納的數據量增多，用戶原來每隔幾天或每周就要執行一次的出庫到磁帶的操作，可以改為間隔1個月甚至是半年之久。由于保留在硬盤上的數據量增多，也提高了數據恢復和檢索的速度。
VTL結合重復數據刪除技術是當前相關廠商競相投入的焦點，EMC、飛康、昆騰、Data Domain、Diligent、Sepaton等廠商都已有相關產品銷售。
MAID技術
MAID（Massive Arrays of Idle Disks）的概念就是以RAID群組為單位，讓磁盤陣列中的磁盤只在實際使用時才全速運轉，平時在閑置的時候則可以把速度降下來，以達到省電的目的。根據廠商公布的裝飾，MAID可以讓磁盤陣列節省電能達20-30%.
而VTL的硬件底層是磁盤陣列，因此部署MAID技術并沒有太大的問題，而利用MAID也能消除磁盤耗電較高的缺點，目前已有Copan等廠商推出了具有MAID功能的VTL。
