Устройства чтения-записи магнитных лент

В настоящий момент на рынке устройств резервного копирования доминируют пять основных видов устройств, работающих с магнитными лентами: 4mm (DAT/DDS), 8mm (Exabyte/Mamonth), QIC, AIT и DLT. Их можно разделить на три класса, в зависимости от используемых форматов записи:

• устройства, использующие технологию helican scan (4mm, 8mm, AIT)

В устройствах такого типа лента медленно движется рядом с барабаном, на котором установлены головки чтения/записи. В свою очередь барабан с головками вращается с высокой скоростью. Подобного типа технология также используется в бытовых видеомагнитофонах. В устройствах, как правило, несколько головок чтения/записи. Недостаток данной технологии заключается в контакте головки чтения/записи с поверхностью носителя, что приводит к изнашиванию ленты.

 
• устройства, использующие технологию Linear (QIC/SLR/MLR)

В этом случае информация на ленте записывается в виде непрерывных параллельных треков. Лента в таких устройствах движется с большой скоростью, а головка чтения/записи стоит на месте. После позиционирования в конец ленты, устройство перематывает ленту на начало и продолжает работу. Регламентируется, что в этом случае устройства гораздо надежнее, но дороже устройств с технологией helican scan.

 
• устройства, использующие технологию Linear-Serpentine или Parallel tracking(DLT)

 

В этом случае информация на ленте записывается в виде непрерывных параллельных треков, подобно технологии Linear. Лента также движется с большой скоростью и головка чтения/записи стоит на месте. Отличие этой технологии от описанной выше технологии Linear заключается в том, что при позиционировании головки на конец ленты, лента начинает движение в обратном направлении. В случае использования данной технологии гораздо быстрее осуществляется поиск записи на ленте (например для перехода с 15 на 55 трек достаточно всего лишь сдвинуть головку и затем со скоростью перемотки ленты найти нужную запись).

 

Практически все устройства могут использовать аппаратную компрессию при записи на ленту (за исключением QIC). При этом, в зависимости от данных, скорость работы с лентой и объем хранимой информации могут вырасти в несколько раз. Хотелось бы заметить, что аппаратно реализованная компрессия эффективна только на весьма простых данных (текстовые файлы и т.п.) и порой несколько снижает производительность работы устройства на сложных данных (сжатые графические изображения, сейсмоданные и т.п.). Поэтому рекомендуется использовать компрессию только при необходимости. Некоторые из производителей накопителей на магнитных лентах (например HP) зачастую указывают вместимость с условием сжатия данных в два раза, что не верно и может привести к ошибочному выбору устройства резервного копирования.

Каждое из устройств использует различные адгоритмы аппаратного сжатия данных. И зачастую в рекламных материалах присутствует информация о том, что в данном устройстве используется новый, улучшенный алгоритм сжатия, что позволить сохранять в несколько раз больше информации. Хочу еще раз предупредить - всегда ориентируйтесь только на реальную вместимость устройства! Потому что, в не зависимости от алгоритма сложные или уже компресованные данные не будут упакованы.

Все из рассмотренных выше устройств используют в своей работе такое понятие как блок записи на ленту. Это связано с тем, что устройства должны периодически сохранять на носитель контрольную информацию о записанных данных (ECC). Размер рабочего блока с данными задается пользователем, но имеет аппаратное ограничение, связанное с величиной буфера устройства и скоростью его работы. Размер блока влияет на вместимость ленты, так как между блоками устройство оставляет пустые промежутки (interblock gap). Размер этого промежутка у каждого из устройств свой. К примеру, используя устройство QIC-11 можно сохранить 24 мегабайта данных на ленте, записывая данные с блоком в 0.5 килобайта и до 60 мегабайт с блоком в 63 килобайта. Недостатки использования блоков большого размера заключаются в том, что система резервирует в памяти буферы аналогичного размера, что не особенно критично в современных системах с большими объемами оперативной памяти.

Замечание: системные утилиты при работе с лентами используют минимально возможный блок чтения/записи.

Другим не менее важным моментом является возможность устройств быстро останавливать и/или начинать запись на диск. Например, в случае с технологией helican scan устройство должно медленно остановить ленту и в случае продолжения записи отмотать ленту на начало предыдущего блока и начать движение ленты для того, чтобы при записи лента двигалась с необходимой скоростью. Данный процесс требует довольно большое количество времени, поэтому при выборе устройства для частого сохранение небольших объемов данных рекомендуется использовать устройства с технологией parallel tracking. Накопители DLT и MLR используют два основных приема для ликвидации описанной выше проблемы:

• Устройство понижает скорость движения ленты, если данные перестают поступать в буфер.
• Устройство записывает на ленту блоки не содержащие данных для сохранения скорости движения ленты.

Практически все из перечисленных ниже устройств поставляются с кешем, используемым для изоляции проблем возникающих при старте/останове ленты от работы системы.

Все устройства резервного копирования, за исключением QIC, SLR и MLR, требуют периодической чистки с использованием специальных чистящих лент. Чистка необходима в силу того, что воздушные потоки, циркулирующие в устройстве, приносят пыль на места касания ленты и устройства. Кроме того, полимеры с ленты могут оставаться на головках чтения/записи, особенно в сухих климатических условиях. При загрязнении головок чтения/записи возрастает количество ошибок при работе устройства и время сохранения или востановления данных значительно возрастает, в силу того, что устройство корректирует возникающие ошибки. В зависимости от устройства и прикладного ПО извещение о необходимости чистки можно получить на индикаторах или сообщением от программы. Некоторые пакеты резервного копирование, например Solstice Backup, способны автоматически отслеживать график чистки устройства.