about NetApp

В прошлый раз мы начали разговор о том, насколько полезно забивать шурупы молотком правильно рассматривать магнитные ленты как единственную опцию в качестве способа хранения данных при резервном копировании, и пришли к выводу, что примененяя их для задачи резервного коирования мы сталкиваемся с рядом существенных, и что самое неприятное, врожденных и неизлечимых их недостатков.

Недостатков этих лишены дисковые системы хранения, которые, впрочем, долгое время, пока не случилось обвальное удешевление недорогих дисков SATA, использовать для хранения резервных копий было накладно. Однако при сегодяшних ценах дисковые массивы уже вполне способны составить конкуренцию магнитным лентам по цене хранения, одновременно будучи лишены уже названных выше недостатков.

Разберем их чуть детальнее:

Отсутствие произвольного доступа (важно для снижения времени восстановления и, например, технологий устранения дубликатов хранимых данных)

Магнитная лента это устройство принципиально последовательного чтения-записи. Это хорошо для задач упрядоченной записи или чтения. Когда-то таким и было резервное копирование. Подключили /mt и пошли tar-ом лить. Долили – перешли к следующему хосту. Сегодня существует много вариантов, когда последовательный доступ сильно ограничивает возможности процесса. Простейший пример – дедупликация данных. В устройстве последовательного доступа, если это не проделывается на этапе до записи на ленту, на некоем промежуточном устройстве (с произвольным доступом), нет способа воспользоваться методами дедупликации, для этого нужна возможность произвольного доступа к произвольному фрагменту записанных данных. На сегодня же дедупликация, пожалуй, самая горячая и многообещающая тема в этом сегменте рынка.

??збыточная скорость и емкость для множества применений.

Последовательность доступа строго определяет скорость оптимальной записи на картридж магнитной ленты. Возможно это покажется парадоксальным, но скорость бывает избыточна. Современные форматы и стандарты магнитных магнитных лент так шустро наращивали скорости и плотности записи, что на сегодня, для современных устройств записи на ленту, далеко не всякий сервер способен обеспечить необходимую им скорость. А значит лента или переходит в “старт-стопный” режим, останавливаясь и перематывая катушку снова и снова (скорость записи, разумеется, падает кардинально), либо, если такой вариант предусмотрен в стандарте – снижает скорость (кстати сказать “снижение скрости”, напрмер для стандарта LTO отнюдь не плавное, и минимальная скорость в этом случае – ~30MB/s. Нет устойчивого потока в 30MB/s – переходим в стартстоп, постепенно “убивая” картридж рывками и перемотками.
30 мегабайт в секунду, это, прошу заметить, скорость примерно в три раза превосходящая скорость порта 100Mbit/s Fast Ethernet. Довольно серьезный трафик для иного сервера. Если ваш клиент отдает свои данные через агента по локальной сети (обычное решение для массового бэкапа) то если вы не используете гигагбитную сеть, то 30 мегабайт в секунду вы от одного клиента не получите никак. 
В таком случае используется мультиплексирование, когда поток данных от нескольких серверов чередуется на ленте поблочно, обеспечивая достаточную скорость загрузки данными магнитофона. Мультиплексирование же нескольких потоков данных от нескольких серверов означает, например, что при повреждении данного картриджа ленты вы потеряете данные нескольких серверов разом. Уж не говоря о том, что такая схема усложняет “retention”, в особенности если разные сервера имеют разные периоды “устаревания данных”.

Невозможность организации защиты с избыточностью (RAID) кроме тупого ручного "зеркалирования" в виде записи двух экземпляров.

Немаловажная особенность. Если в случае дисков в enterprise мы уже привыкли, что данные на дисках защищены тем или иным RAID, то в случае магнитной ленты мы вновь возвращаемся к дремучему “до-RAID-ному” каменному веку IT, когда надежность хранения и доступа к данным определялась надежностью одного конкретного устройства. Да, теретически можно устроить запись с “зеркалированием” на два устройства. Кое-какие системы резервного копирования такое позволяют. Но даже если и так, кто этим в реальной жизни пользуется, положите руку кто на что хочет? Не видел ни разу, если честно. А вы думаете, что катриджи ленты так надежны, что это им не нужно? Повторите это в тот момент, когда картриджу с единственной копией вашей базы в момент загрузки, когда организация встала в ожидании когда вы восстановите ее бэкап, выдрало “лидер” (хвост со специальным креплением, за который вытягивается лента при заправке из картриджа LTO/SDLT).

Невозможность контроля состояния записанных данных при хранении (повреждения и невозможность считывания данных, зачастую обнаруживаются только при попытке восстановления данных в час "Ч")

Часто недооценивамый в практической жизни недостаток. Но достаточно только раз, экстренно восстанавливая посреди рабочего дня рабочую базу данных предпрития, увидеть внезапно, что “End marker unreadable” или еще какой “Tape device read error”, и узнать что бэкапа – нет, просто нет и все, как вопрос надежности сохранения казалось бы надежно записанной резервной копии станет для вас куда как важным.

Пассивность ленты как носителя, при своих определенных отдельных плюсах, несет и огромный минус. Пока лента не загружена в привод и не запущено чтение, узнать что происходит с записанными на нее данными мы не можем. А многие ли из владельцев резервных копий на магнитных лентах не только проверяют их на то, что “бэкап записался правильно”, но и делают регулярные проверки восстановления данных с него на протяжении всего его retention period? А ведь без такой предосторожности узнать вовремя о проблемах с лентой, или устройством чтения, “магнитофоном”, невозможно.
В то время, как устройство на дисках может проконтролировать состояние записанной информации на считываемость и целостность в любой момент. Большинство систем хранения осуществляют операцию под названием disk scrubbing, контроль состояния дисков и записанных данных, во время простоя системы, и за счет алгоритмов предсказания способны забить тревогу еще до того, как диск на самом деле выйдет из строя.

Механическая непрочность носителя, строгие требования по условиям хранения и использования (влажность, запыленность).

Выше я уже упоминал механические проблемы картриджей и “магнитофонов”, виденные в том числе и по опыту практической IT-жизни и работы в сервисе ленточных библиотек. Хотя “механика” современных жестких дисков куда как более “точная”, чем у магнитных лент, но она производится милионными тиражами, и размещается в герметично изолированных “банках”. Ни влажность, ни пыль, ни температура на них не повлияет.
Наоборот, ленты устройства открытые, целостность их зависит от корректной работы механизма протяжки ленты, который в случае какой-то случайной механической неисправности при загрузке-выгрузке запросто может угробить даже не один картридж, прежде чем вы спохватитесь, бывали случаи. А каждый картридж LTO-4 это около 800GB некомпрессированных данных. А толщина ленты в нем – всего 6,6 микрон. А длина ее – 820 метров.

Сложность и высокая точность устройства чтения (лентопротяного механизма), и, как следствие, легкость его повреждений.

Механизм, обеспечивающий запись с плотностью 13300 бит на миллиметр открыт и отделен от всех внешних воздействий в лучшем случае только миллиметровой толщины качающейся на пружине пластиковой шторкой.
А стоит при этом около 2000-2500 долларов. ?? не зря. Тонкая работа.

Сложность организации управляемого устройства емкостью выше одного картриджа (роботизированные библиотеки)

В том случае, если объемы вашей резервной копии превышают размеры одного картриджа (800GB некомпрессированной емкости в LTO-4) вы во весь рост встречаетесь с проблемой необхдимости организовать возможность записи на “более чем один” картридж ленты. Расширить емкость ленточного устройства – совсем не то же самое, что добавить новый чистый диск в дисковую систему хранения и расширить на него RAID. В случае лент, если вас не устраивает среди ночи во время окна резервного копирования менять по списку один картридж в устройстве на другой (видел и такое “решение”), вы попадаете на специальную роботизированную библиотеку, где к всем возможностям поломок вам прибавится еще и поломка механической “руки” меняющей в “магнитофоне” картридж с пленкой. Стоит же такая библиотека – соответствующе своей механической сложности. Одна из наиболее недорогих – Overland NEO 200 - около 4000 долларов.

Вот каковы в деталях все перечисленные практические недостатки систем резервного копирования на магнитных лентах. Нетрудно увидеть, что конкурирующее решение в виде дисковых массивов всех перечисленных выше проблем практически лишено.

В следующем посте мы посмотрим как же на практике можно реализовать то, что мы привыкли делать с помощью лент, например offsite backup (”вынесенное” хранение резервных копий), а также длинные ротации бэкапов, исчсляемые годами.