磁盤庫(kù)就是在備份服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)端上體現(xiàn)為傳統(tǒng)磁帶庫(kù)的磁盤或磁盤陣列。


    真正的磁盤庫(kù)，其使用方式與傳統(tǒng)磁帶庫(kù)幾乎相同，但由于采用磁盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)，備份和恢復(fù)速度可達(dá)100MB/s以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前最快的磁帶機(jī)。同時(shí)，磁盤陣列的RAID保護(hù)技術(shù)使磁盤庫(kù)系統(tǒng)的可用性、可靠性均比普通磁帶庫(kù)高出若干量級(jí)。


    磁盤庫(kù)的概念早在10余年前即已被IBM，StorageTek等著名存儲(chǔ)廠商所采用。然而，受限于磁盤和虛擬磁帶技術(shù)的發(fā)展，以及廠家為了保護(hù)其既有模擬磁帶庫(kù)市場(chǎng)的考量，長(zhǎng)期以來磁盤庫(kù)以價(jià)格高昂著稱，使其通常作為大型磁帶庫(kù)的前端緩存使用，且依附于特定的主機(jī)系統(tǒng)（“封閉系統(tǒng)”），市場(chǎng)認(rèn)知度一直很低。而在近些年，磁盤技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)了多種類型磁盤（SCSI、FC、ATA、SATA），使單位容量磁盤存儲(chǔ)的價(jià)格急劇下降，進(jìn)而使磁盤陣列作為備份設(shè)備的應(yīng)用也愈加廣泛。


  磁盤備份 ≠ 磁盤庫(kù)


    磁盤庫(kù)是磁盤備份的主流方式，但并非唯一方式。在使用磁盤介質(zhì)的備份解決方案中，還有一類被稱為“磁盤到磁盤（Disk to Disk）”的解決方案。


    “磁盤到磁盤”的備份通常指以磁盤或磁盤陣列作為備份設(shè)備的備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。


    使用磁盤或磁盤陣列與使用磁盤庫(kù)的不同點(diǎn)在于，磁盤、磁盤陣列必需以主機(jī)相關(guān)的文件系統(tǒng)方式使用。因此，會(huì)存在以下幾個(gè)問題：



  磁盤庫(kù)：系統(tǒng)可用性較磁帶庫(kù)提高若干量級(jí)


    磁盤庫(kù)中，一般采用磁盤陣列作為后端存儲(chǔ)設(shè)備。磁盤陣列采用的RAID技術(shù)能夠保證當(dāng)盤陣中某一塊磁盤出現(xiàn)故障時(shí)，盤陣上的數(shù)據(jù)仍然可以正常讀寫。用戶可以在線更換損壞的磁盤，然后對(duì)盤陣邏輯卷進(jìn)行動(dòng)重建。用戶亦可設(shè)置在線熱備盤，在出現(xiàn)一塊磁盤（RAID6可以同時(shí)出現(xiàn)兩塊磁盤）損壞時(shí)，RAID控制器可以自動(dòng)隔離故障盤，并立即開始邏輯卷自動(dòng)重建，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線熱恢復(fù)。保持了設(shè)備的連續(xù)可用性。


    而磁帶庫(kù)的機(jī)械手、磁帶驅(qū)動(dòng)器和磁帶均為非封閉的精密部件，也不具備容錯(cuò)能力，很容易受灰塵、潮濕等環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致故障。多個(gè)部件組合后整體系統(tǒng)的可用性將更低。


    可用性低也就使維護(hù)成本提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002 年在美國(guó)磁帶庫(kù)的平均年維護(hù)成本高達(dá)磁帶庫(kù)采購(gòu)成本的10～15％，尤其令用戶煩惱的是，磁帶庫(kù)修復(fù)必須由專業(yè)人員進(jìn)行。維修反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，常造成日常運(yùn)營(yíng)混亂。用戶常因此而被迫購(gòu)買冗余磁帶驅(qū)動(dòng)器 – 而驅(qū)動(dòng)器恰恰是模擬磁帶庫(kù)中的主要昂貴部件，進(jìn)一步加大了用戶的總體擁有成本。


  磁盤庫(kù)：備份可靠性較傳統(tǒng)模擬磁帶庫(kù)提高若干量級(jí)


    備份本身不是目的，必須能夠保障數(shù)據(jù)恢復(fù)，備份才有意義。而備份介質(zhì)的可靠性決定了備份數(shù)據(jù)的可靠性。磁盤是密封結(jié)構(gòu)，而磁帶則暴露在空氣中，易受粉塵、濕度、磁粉、沾聯(lián)、霉點(diǎn)等因素的影響，出現(xiàn)讀寫錯(cuò)誤。所以磁盤的MTBF（平均無故障間隔）一般為磁帶的5倍以上。顯而易見，采用受RAID保護(hù)的磁盤陣列系統(tǒng)存放備份數(shù)據(jù)，比只用單盤磁帶存放數(shù)據(jù)的可靠性要高得多。  
為了提高磁帶存儲(chǔ)的可靠性，很多用戶采用磁帶復(fù)制方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙備份，這樣不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)將造成額外的運(yùn)營(yíng)成本。
磁盤庫(kù)的主要實(shí)現(xiàn)方式


  • 純軟件磁盤庫(kù)方案（圖一）


    將磁帶庫(kù)模擬軟件直接安裝在備份服務(wù)器上，把備份服務(wù)器的某些文件系統(tǒng)分區(qū)模擬成磁帶庫(kù)，從而使備份軟件以磁帶庫(kù)方式使用磁盤文件系統(tǒng)。


    此類方案下的備份磁盤暴露于主機(jī)的操作系統(tǒng)，本質(zhì)上依然“在線” 。在用戶看來，依然在線的數(shù)據(jù)一定是不安全的。舉例來說，如果備份服務(wù)器不幸被病毒感染，該病毒完全可能在損毀在線磁盤上數(shù)據(jù)的同時(shí)，損毀備份盤陣上的數(shù)據(jù)。


    另外，此類方案占用主機(jī)資源，性能受限。


    這種方案多由備份管理軟件作為一個(gè)功能模塊提供，價(jià)格比較低廉。但由于受制于文件系統(tǒng)，使其應(yīng)用場(chǎng)合、I/O性能及數(shù)據(jù)安全性具有一定局限。


    因此，此類方案主要用于備份緩存 – 也即先備份到磁盤，然后在服務(wù)器不忙時(shí)再將備份轉(zhuǎn)移到物理磁帶庫(kù)上。



  • 專用磁盤庫(kù)服務(wù)器方案（圖二）


    該方案實(shí)際上是另外一種磁盤庫(kù)的軟件實(shí)現(xiàn)方案：通過把磁盤庫(kù)管理軟件安裝在一臺(tái)獨(dú)立的專用服務(wù)器（一般是PC服務(wù)器）內(nèi)，而將該服務(wù)器及所連接的磁盤存儲(chǔ)設(shè)備模擬成磁帶庫(kù)。


    這種方式下，備份服務(wù)器或其它應(yīng)用主機(jī)通過FC或SCSI與專用的服務(wù)器連接，此時(shí)專用服務(wù)器及所連接的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)一起體現(xiàn)為虛擬磁帶庫(kù)（磁盤庫(kù)）。


    與純軟件磁盤庫(kù)方案不同點(diǎn)是，備份服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器把專用服務(wù)器及其磁盤陣列當(dāng)作了一臺(tái)磁帶庫(kù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了磁盤庫(kù)設(shè)備與主機(jī)設(shè)備的物理和邏輯上的分離。主機(jī)對(duì)這種方案下的磁盤庫(kù)的讀寫方式是數(shù)據(jù)塊級(jí)（Block-Level）讀寫，比純軟件方案的讀寫速度快，并且不會(huì)從主機(jī)方對(duì)備份數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤刪除操作，主機(jī)上的病毒也不會(huì)影響備份數(shù)據(jù)。


    此類方案下，虛擬磁帶介質(zhì)– 磁盤邏輯卷， 不再是操作系統(tǒng)格式化的扇區(qū)，而是和磁帶一樣的裸介質(zhì)（“raw disk”）；其上備份數(shù)據(jù)也是按順序Byte to Byte存放的，在物理層上實(shí)現(xiàn)了磁盤讀寫的線性化，避免了文件系統(tǒng)的碎塊問題，充分利用了磁盤設(shè)備的高速I/O性能。


    這種方案的不足是需要利用一臺(tái)具有一定擴(kuò)充能力的專用服務(wù)器作為磁盤庫(kù)管理器，系統(tǒng)優(yōu)化性略低。



  • 專用磁盤庫(kù)設(shè)備方案（圖三）


    將磁帶庫(kù)模擬管理軟件固化在特別設(shè)計(jì)的硬件設(shè)備中，就形成了專用的磁盤庫(kù)設(shè)備，這種設(shè)備需要配置一定數(shù)量和類型的主機(jī)接口和后端存儲(chǔ)磁盤陣列接口，有的專用磁盤庫(kù)設(shè)備還配置了歸檔磁帶庫(kù)接口。專用的磁盤庫(kù)設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)與刀片式PC服務(wù)器類似，但設(shè)計(jì)采用了精簡(jiǎn)的硬件模塊和精簡(jiǎn)的操作系統(tǒng)內(nèi)核（一般為L(zhǎng)inux內(nèi)核），并且充分考慮了與主機(jī)及存儲(chǔ)設(shè)備的連接能力。有些廠家把磁盤庫(kù)管理軟件進(jìn)一步集成到了板卡上，使設(shè)備的集成度、可用性進(jìn)一步提高。


    專用的磁盤庫(kù)設(shè)備標(biāo)志著磁盤庫(kù)技術(shù)終于突破了操作系統(tǒng)的限制，使磁盤庫(kù)真正成為了一種獨(dú)立的外設(shè)，其使用方式也更接近普通磁帶庫(kù)，而其優(yōu)越性能也體現(xiàn)得更加充分。


    專用磁盤庫(kù)設(shè)備方案具有如下特點(diǎn)：


    1) 性能大幅提高–可支持接近磁盤陣列極限速度的備份/恢復(fù)速度；


    2) 免疫病毒–數(shù)據(jù)安全性等同普通磁帶庫(kù)；


    3) 避免磁盤碎片–保障性能持續(xù)性；


    4） 兼容性好–標(biāo)準(zhǔn)FC、SCSI或iSCSI接口設(shè)備，兼容流行的主機(jī)設(shè)備和操作系統(tǒng)。


    5） 實(shí)用性好–與現(xiàn)有磁帶庫(kù)應(yīng)用方式一致，不用更改現(xiàn)有存儲(chǔ)應(yīng)用軟件的管理策略，保護(hù)用戶投資。


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