Auszug aus dem IBM Storage System Kompendium 1999 bis 2005 – die Epoche der Multiplattform-Systeme und des Fibre Channel SAN und NAS, Teil 5

Autor / Redakteur: Kurt Gerecke und Klemens Poschke / Nico Litzel

Mit der Markteinführung von LTO im Jahr 2000 kündigte IBM ein neues Bandarchiv, die IBM 3584, für den unternehmensweiten Einsatz im Open-Systems-Bereich an. Im Laufe der Folgejahre wurde die 3584 Library maßgeblich erweitert. Heute stellt sie die strategische Library-Plattform der IBM dar.

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IBM-3584-Grundeinheit mit Ein-/Ausgabestation
IBM-3584-Grundeinheit mit Ein-/Ausgabestation
( Archiv: Vogel Business Media )

Seit Juni 2005 wird neben den Open-Systems-Plattformen auch die zSeries (Mainframe) als Serverplattform unterstützt. Sie machen aus der 3584 ein Bandarchiv, das unternehmensweit für alle Rechnerplattformen eingesetzt werden kann und das aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit und Flexibilität alle vergleichbaren Archivprodukte auf dem Markt in den Schatten stellt.

Auf der CeBIT in Hannover sorgte die 3584 immer wieder für viele Menschentrauben. Viele können es nicht fassen, dass es technisch möglich ist, einen Roboter mit dieser wahnsinnig schnellen Geschwindigkeit zu betreiben. Bei einer Roboter-Service-Zeit von unter drei Sekunden in einer 2-Frame-Konfiguration (Kassette holen, in ein Bandlaufwerk laden, Kassette aus einem anderen Bandlaufwerk entladen und ins Fach zurückbringen) ist es fast nicht möglich, die bewegten Kassetten mit dem bloßen Auge zu sichten. Schneller geht es wirklich nicht mehr!

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Neu entwickelter Greifer

Diese Geschwindigkeit ist möglich, weil sich ein neu entwickelter Greifer (IBM Patent) in die LTO- und 3592-Kassetten in dort angebrachte Einkerbungen einhakt, die Kassetten in einen Schacht zieht und der Greifer so lange verhakt bleibt, bis die Kassetten in ein Laufwerk oder an einen Stellplatz zurückgebracht werden. Die Kassette kann also auch bei höchsten Geschwindigkeiten oder schnellsten Drehungen nicht verloren gehen. Alle Roboterbewegungen sind servokontrolliert, um diesen Geschwindigkeiten Rechnung zu tragen.

In dem 3584-Archiv können sowohl LTO-Laufwerke und -Kassetten als auch 3592-Laufwerke und -Kassetten betrieben werden. Ebenso ist der Mischbetrieb in getrennten Frames möglich. Wie schon bei der älteren 3494 Library früher eingeführt, wurde das System im Frühjahr 2005 so erweitert, dass es mit zwei Robotersystemen betrieben werden kann, wobei der zweite Roboter immer im Active Mode betrieben wird. Dabei werden Zahlen von weit über 1.000 Mounts in der Stunde erzielt. Des Weiteren kann die 3584 mit zwei Robotersystemen nahezu unterbrechungsfrei mit Frames erweitert werden (max. 60 Sekunden, wobei kein Roboter Command verloren gehen kann).

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3584-Archive auch für zSeries

Seit Mai 2005 kann das 3584-Archiv auch an zSeries-Server angebunden werden. Dies gilt ausschließlich für den Betrieb von 3592-Laufwerken und wurde dadurch realisiert, dass an der 3584 jetzt mehrere Library Manager 3953 L05 und J70 ESCON/FICON Controller betrieben werden können. Im Gegensatz zur 3494 Library sind die Library Manager und J70 Controller nicht mehr in die Library Frames integriert, sondern werden in externen Frames 3953 F05 installiert und an die Library angeschlossen. Dies bietet eine wesentlich höhere Konfigurationsflexibilität.

Unterstützung für bis zu vier Library Manager

Die 3584 unterstützt bis zu vier Library Manager und damit die Anbindung von bis zu acht Virtual Tape Servern (3494-B10/B20). Bei VTS-Spiegelungen (Peer to Peer VTS) kann jetzt auf der primären Seite eine 3494 Library und auf der sekundären Seite eine 3584 Library oder umgekehrt stehen, d. h., im VTS-Peer-to-Peer-Spiegel-Betrieb ist der Mischbetrieb beider Libraries möglich.

Für den Betrieb von Native-Laufwerken an zSeries-Systemen gibt es fast keine Limitierungen, da in der 3584 bis zu 64 x J70-Controller mit bis zu 192 Laufwerken konfiguriert werden können. Das 3584-Archiv bietet in jeglicher Hinsicht maßgebliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Libraries. Eine Multipfad-Architektur mit direkter Anbindung von LTO- und 3592-Fibre-Channel-Laufwerken ermöglicht das logische Partitionieren der Library (bis zu 192 Partitionen).

Ebenso stehen die Optionen „Control Path Failover“ und „Data Path Failover“ zur Verfügung. Mit der Funktion ALMS (Advanced Library Management System) können die logischen Partitionen dynamisch vergrößert und verkleinert werden, unabhängig davon, wo die Laufwerke oder die Kassetten in der Library untergebracht sind.

Die WWN-Adresse (World Wide Name) ist den Laufwerkschlitten zugeordnet und erlaubt einen Laufwerkaustausch, ohne dass neu „gebootet“ werden muss. Mit der Anbindung der 3584 an zSeries-Server signalisierte IBM klar, dass die 3584 mit ihrem einzigartigen Robotersystem die strategische Library-Plattform für zukünftige Weiterentwicklungen darstellt. Von dieser Weiterentwicklung profitiert aber auch die 3494 Library, die alle Erweiterungen erhält, die am Library Manager entwickelt werden. Ebenso wird die 3494 neben der 3584 alle geplanten neuen Laufwerkgenerationen des 3592-Laufwerks integrieren (SOD vom Mai 2005).

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Umbenennung im Mai 2006

Im Mai 2006 wurde die IBM 3584 im Zuge der Frame-Umstellungen auf 4-Gbit-Fibre-Channel-Technologie in TS3500 (TS steht für Tape System) umbenannt und es stehen entsprechende neue Frames zur Verfügung. Die Library IBM 3584 bzw. TS3500 wird von IBM selbst produziert. Mit der Umstellung auf 4-Gbit-Technologie wurde auch die RoHS-Konformität des TS3500 Library-Produktes bekannt gegeben.

Ebenso wurden die bis dahin verwendeten J70-Steuereinheiten, die für die Anbindung von TS1120-Laufwerken an den Mainframe benötigt wurden, durch neue RoHS-konforme leistungsstärkere C06-Steuereinheiten mit 4-Gbit-FICONAnschlüssen ersetzt.

RoHS steht für „Restriction of Hazardous Substances“ und stellt ab dem 1. Juli 2006 eine gesetzlich kontrollierte EU-Richtlinie dar, die genau vorschreibt, welche Materialien, Legierungen, Barium-Derivate etc. in Neuprodukten eingesetzt werden dürfen. Diese neue Richtlinie gilt EU-weit und betrifft alle Neuprodukte in der Elektro- und IT-Industrie, die ab dem 1. Juli 2006 neu vertrieben werden. Im mittleren und unteren Systemsegment produzierte IBM keine eigenen Libraries, sondern kaufte die „nackten“ Libraries über OEM-Verträge ein, um sie dann mit IBM LTO-Laufwerken auszustatten.

Autoloader von ADIC

Mit der Ankündigung der ersten LTO-Laufwerke im Jahr 2000 wurden auch OEM-Libraries und Autoloader angekündigt, die nach dem Umbau/Ausbau als IBM-Logo-Produkt weitervertrieben wurden. So wurden 1999 ein Autoloader der Firma ADIC als IBM-3581-Produkt und ein mittleres Archivsystem auch von ADIC als IBM 3583 eingeführt. Der Autoloader war mit einem LTO-SCSI-Laufwerk (LVD oder HVD) ausgestattet und konnte bis zu acht LTO-Kassetten verwalten.

Das Archivsystem 3583 konnte mit sechs LTO-Laufwerken ausgestattet werden und je nach Modell 18 Kassetten, 36 und 72 Kassetten verwalten. Am Anfang wurden ausschließlich SCSI-Laufwerke eingebaut. Um die Library an ein Fibre-Channel-Netz anschließen zu können, wurden über ein eingebautes FC-AL Gateway die bis zu sechs SCSI-Laufwerke „daisy chained“ angeschlossen.

Diese Fibre-Channel-Anschlussweise der IBM 3583 verursachte bei bestimmten Host-Fibre-Channel-Adaptern Adressierungsprobleme. Deshalb wurde im Mai 2003 in der 3583 ein eigener IBM-Controller eingebaut, der durch eine Multipfad-Architektur erlaubte, direkt FC-Laufwerke in der Library zu betreiben und die Library zu partitionieren. Bis zu drei logische Partitionen waren in der 3583 möglich.

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Mini-Library IBM 3582

Im Mai 2004 wurde dieses Midrange-Library-Portfolio ergänzt durch eine Mini-Library, die IBM 3582. Die Library ist ein OEM Produkt der Firma ADIC. Sie ist ausgestattet mit dem IBM-Controller für die Anbindung von FC-LTO-Laufwerken und bietet die Möglichkeit, mit zwei logischen Partitionen betrieben zu werden.

In die Mini-Library wurden 1 bis 2 LTO-Laufwerke eingebaut und es konnten bis zu 23 Kassetten verwaltet werden. Neun Kassetten hatten fest eingebaute Stellplätze, die anderen 14 Stellplätze wurden über zwei herausnehmbare 7er-Kassettenmagazine abgedeckt.

Im Mai 2006 wurde der OEM-Autoloader von ADIC durch einen neuen Autoloader der Firma BDT IBM 3581 ersetzt, der auch bis zu acht Kassetten verwalten konnte, aber in Flachbauweise konstruiert war und dadurch sehr platzsparend in ein Standard-19-Zoll-Rack integriert werden konnte. Auch bei der Midrange-Library-Reihe musste bis 30. Juni 2006 die Umstellung auf die neue, ab 1. Juli 2006 geltende EU-RoHS-Richtlinie durchgeführt werden.

Die Library 3583 wurde bereits im Oktober 2005 durch eine neue Library TS3310 ersetzt. Die TS3310 stammt auch aus dem Haus ADIC, hatte vorbereitete 4-Gbit-Technologie integriert und war zum Verfügbarkeitszeitraum RoHS-konform. Am Anfang konnte die Library nur mit der Grundeinheit, einer Erweiterungseinheit und bis zu sechs LTO3-Laufwerken und 122 Kassettenstellplätzen konfiguriert werden, im Mai 2006 wurden dann die Erweiterungen bis zum Maximalausbau mit bis zu vier Erweiterungseinheiten und damit bis zu 18 LTO3-Laufwerken und bis zu 398 Kassettenstellplätzen bekannt gegeben.

FC-Controller von IBM

IBM verwendet bei dieser neuen Library wiederum einen eigenen FC-Controller für die Anbindung der Laufwerke. Damit ist die Library partitionierbar und es können bis zu 18 logische Partitionen betrieben werden. Die Zuordnung von Laufwerken und Stellplätzen auf logische Partitionen ist wesentlich flexibler als beim Vorgänger 3583.

Im Zuge der gesamten RoHS-Umstellung wurde sowohl der Autoloader von BDT IBM 3581 als auch die Mini-Library von ADIC IBM 3582 durch neue Produkte der Firma BDT ersetzt. Die 3581 wurde durch die IBM TS3100 ersetzt, ein neuer Autoloader mit einem 4-Gbit-Fibre-LTO3-Laufwerk und bis zu 22 Kassettenstellplätzen.

Die Mini-Library 3582 wurde durch die IBM TS3200 ersetzt, die bis zu zwei 4-Gbit-LTO3-Laufwerke und bis zu 44 Kassetten aufnehmen kann. Die TS3200 besitzt dieselbe Partitioniermöglichkeit wie ihr Vorgänger. Damit sind alle Library-Produkte und -Bandlaufwerke, die IBM vertreibt, durchgängig auf 4-Gbit-Technologie umgestellt und entsprechen der EU-RoHS-Richtlinie, die am 1. Juli 2006 für Neuprodukte in Kraft getreten ist.

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Tape-Virtualisierung im Open-Systems-Umfeld

Tape-Virtualisierung war bisher nur im Mainframe-Umfeld sinnvoll (siehe VTS Virtual Tape Server). Mit der Zunahme der Geschwindigkeit und der Datenrate wurde es immer schwieriger, die Geschwindigkeit solcher Laufwerke auch maximal auszunutzen. Ein LTO3-Laufwerk arbeitet heute mit 80 Megabyte pro Sekunde, ein Jaguar-Laufwerk TS1120 sogar mit 100 Megabyte pro Sekunde (native). Um diese hohen Laufwerkgeschwindigkeiten auch maximal nutzen zu können, werden zunehmend Plattenpuffer als Zwischenspeicher eingesetzt.

LAN- oder LAN-free-Backup?

Um eine geeignete, sinnvolle Backup-Konzeption zu etablieren, muss zwischen dem klassischen Backup über das IP-Netz (LAN-Backup) und dem LAN-free-Backup, wo die Daten über ein Fibre-Channel-Netz (SAN) auf die Bandlaufwerke übertragen werden, unterschieden werden.

Wird das Backup klassisch über das LAN gefahren, ist die sinnvollste Art einer Virtualisierung, den IBM TSM (Tivoli Storage Manager) einzusetzen, über den TSM-Server auf einen Plattenpuffer zu sichern und unter Kontrolle des TSM vom Plattenpuffer auf Band zu migrieren. Diese Funktionalität hat der TSM schon seit vielen Jahren. Auf diese Weise können die hohen Geschwindigkeiten der Laufwerke genutzt werden. Der Vorteil dieser Lösung liegt in der Automation, weil man alle Policy-Regeln des TSM entsprechend nutzen kann.

Im LAN-free-Bereich macht eine Virtualisierung dann Sinn, wenn viele LAN-free-Clients betrieben werden, denn jeder LAN-free-Client benötigt ein dediziertes Bandlaufwerk. Betreibt ein Rechenzentrum den Backup mit vielen LAN-free-Clients, benötigt man dieselbe Anzahl an physikalischen Laufwerken – und das kann teuer werden. Hier machen virtuelle Bandarchive Sinn, weil man viele virtuelle Laufwerke zur Verfügung hat. Um diesem Umstand gerecht zu werden, kündigte IBM im Oktober 2005 das virtuelle Bandsystem TS7510 für Open-Systems-Umgebungen an.

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Band-Virtualisierung für Open Systems

Das virtuelle Bandarchiv TS7510 besteht aus mehreren wichtigen Komponenten und ist Server-basierend aufgebaut. Als Server werden xSeries-Rechner mit einem Linux-Kernel eingesetzt. Die Maschine kann mit einer (Single) oder zwei xSeries (Dual-Server-Konfiguration) ausgestattet werden. Die Dual-Server-Konfiguration bietet die Möglichkeit des „Active Failover und Failback“. Die eingesetzten Server stellen die virtuelle Einheit dar und emulieren virtuelle Bandlaufwerke. Bis zu 512 virtuelle Laufwerke werden pro Rechnereinheit emuliert.

1.024 virtuelle Laufwerke

Bei einer Dual-Server-Konfiguration werden bis zu 1.024 virtuelle Laufwerke emuliert. Abgebildet werden LTO2-, LTO3- und 3592(Jaguar 1)-Laufwerke. Es stehen bis zu 128 virtuelle Libraries und bis zu 8.192 virtuelle Volumes zur Verfügung, also pro Rechnereinheit 64 virtuelle Libraries und 4.096 virtuelle Volumes.

Geschrieben wird in einen Plattenpufferspeicher. Hierzu sind in dem Gehäuse zwei Platten-Controller und entsprechende Plattenerweiterungseinschübe auf Basis der DS4000 eingebaut. Das erste Frame wird mit einem zweiten Frame erweitert, wenn größere Kapazitäten notwendig werden. Die Minimalkonfiguration erlaubt fünf Terabyte nutzbaren Plattenplatz und kann auf die maximale Konfiguration von bis zu 46 Terabyte ausgebaut werden.

Insgesamt stehen acht 2-Gbit-Ports zur Verfügung, vier für den Plattenzugriff und vier für den Host und die physikalischen Bandlaufwerke. Spiegelungen der Maschine können über zwei 1-Gbit-Ethernet-Ports über das IP-Netz durchgeführt werden (Remote-Replikation). Dabei kann mit Compression und Encryption als Zusatzoptionen gearbeitet werden.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus dem IBM-System-Storage-Kompendium. Hier finden Sie das vollständige Kompendium in Form eines Whitepapers.

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