Die Vor- und Nachteile von Tape gegenüber Flash und Cloud

80 Jahre Magnetband und kein Ende

| Autor / Redakteur: Sven Nimmich* / Dr. Jürgen Ehneß

Unverwüstliches Medium: das Magnetband.
Unverwüstliches Medium: das Magnetband. (Bild: © schamie - stock.adobe.com)

Das Magnetband ist ein unverwüstliches Medium, und das aus diversen Gründen. Welche das sind und worin sich das Tape von Speichertechniken wie Flash und der Cloud unterscheidet, zeigt dieser Beitrag.

Das Magnetband wurde in den 1940er-Jahren erfunden und erfindet sich seitdem immer wieder neu. Ob das die in regelmäßigen Abständen erhöhte Speicherdichte betrifft, die Kostenvorteile gegenüber der Festplatten- und Flash-Technik oder die Vorzüge als Offline-Speichermedium – Magnetbänder werden wohl auch weiterhin ihre Daseinsberechtigung behalten.

Vorteil #1: Die Speicherdichte von Magnetbändern

Anfang der 2000er-Jahre erschien das erste Bandlaufwerk, das die LTO-Spezifikation (Linear Tape Open) für Magnetbänder unterstützte. Damals kamen die Medien gerade mal auf eine native Speicherkapazität von 100 Gigabyte, und die Transferrate betrug 20 Megabyte pro Sekunde. Bei der Speicherdichte lagen die LTO-1-Medien bei 4.880 Bit pro Millimeter. Die aktuelle achte Version hingegen kann ohne Kompression bis zu 12 Terabyte Daten speichern (mit Kompression: 30 TB) und schafft 360 (beziehungsweise 900) Megabyte pro Sekunde. Bei der Speicherdichte kommen die aktuellen Bänder auf fast 21.000 Bit/Millimeter, was also einer vierfachen Steigerung entspricht.

Vorteil #2: Das Tape als Malware-resistentes Offline-Speichermedium

Betrachtet man das Thema Malware genauer, fällt schnell auf, dass die Schad-Software nur dort wüten kann, wohin sie auch gelangt. Bei einem Medium wie dem Magnetband ist das nahezu unmöglich, weshalb Daten auf Tapes als sehr sicher und unstehlbar und auch als von außen nicht verschlüsselbar gelten – das beste Mittel also gegen Emotet und Co. Zudem lassen sich Magnetbänder ganz einfach in einen Safe sperren, was sie vor Diebstahl, Hochwasser und Feuersbrunst schützt. Mit Flash-Speicher im eigenen Rechenzentrum ist das kaum möglich, und selbst die Cloud-Umgebung gewährleistet keine vollkommene Sicherheit.

Damit lässt sich mit Tapes als Sicherungsmedium die von Experten empfohlene 3-2-1-Backup-Strategie einfach umsetzen, indem von den täglich drei angefertigten Datensicherungskopien zwei auf unterschiedlichen Medien und eine davon außerhalb des Firmengebäudes oder -geländes landen sollen.

Vorteil #3: Günstige Anschaffungskosten

Vergleicht man aktuelle Magnetbänder mit Flash-Speicher oder der Cloud, liegt auch hier das Tape klar vorne. So kommt man aktuell beim Medienkauf auf rund 12 Euro pro Terabyte, was die reinen Kosten für das Medium selbst betrifft. Damit ist diese Speicherart deutlich günstiger als Flash und Cloud.

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Vorteil #4: Das Tape als Big-Data-Vorratsspeicher

Immer noch nutzen viele Unternehmen ihre Daten nicht annähernd in dem Umfang, wie es eigentlich notwendig wäre. Da diese Datensammlung auch zu einem späteren Zeitpunkt interessant sein kann, empfiehlt sich angesichts der geringen Kosten und der Langlebigkeit der Medien das präventive Speichern großer Datenmengen auf Magnetband. Und sei es nur für künftige Big-Data- oder KI-Anwendungen.

Tape weist im Vergleich zu Flash und Cloud auch Nachteile auf

Doch das Magnetband weist auch Nachteile gegenüber der Flash- und Cloud-Technik als Speichermedium auf. So fehlt in vielen Fällen der wahlfreie Datenzugriff, was ein schnelles Suchen nach bestimmten Datensätzen sehr aufwändig und zeitintensiv gestaltet. Allerdings steht hierfür eine Technik parat, die sich LTFS nennt (Linear Tape File System). Dieses Dateisystem wurde 2009 von IBM am Markt vorgestellt, und schon ein Jahr später wurde LTFS in den LTO-Standard integriert. Das erleichtert den direkten Zugriff auf Magnetbanddaten ganz erheblich. Allerdings bedarf es dazu eines kompatiblen Laufwerks samt LTFS-tauglicher Software.

Aber auch die deutlich höheren Latenzen beim Datenzugriff, das aufwändige Lagern und der höhere Verschleiß der Magnetbänder müssen als kritisch bewertet werden. Denn natürlich stehen beim Flash- und Cloud-Speicher die Daten schneller zur Verfügung als beim Tape. Zudem ist ein Bandsalat nicht vollkommen ausgeschlossen, und die Aufbewahrung der Bänder ist mit erhöhtem Platzbedarf verbunden.

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Optische Medien als Alternative zu Tape für die Datenarchivierung

Sucht man nach geeigneten Alternativen für das Magnetband zu Archivierungszwecken, wird man am ehesten bei optischen Speichermedien wie Blu-ray fündig. Auch dieser Datenträger weist wie das Magnetband eine hohe Kapazität und eine ähnliche Langlebigkeit auf.

Für mittelständische Unternehmen bieten sich als Archivierungsmedium darüber hinaus Wechselfestplatten an, die sich mithilfe spezieller Einschübe auch im Serverbetrieb einsetzen lassen. In punkto Speicherplatz kommen diese rotierenden Speichermedien allerdings nicht an Magnetbänder heran, denn bei 4 Terabyte ist derzeit Schluss. Zudem werden die verfügbaren Wechselfestplatten eher als schnelles Sicherungsmedium und weniger für die Langzeitarchivierung genutzt, da sie im Vergleich zum Tape zu teuer in der Anschaffung sind.

Mehr Speicherplatz und schnellere Datentransfers: Das sind die Tape-Trends

Das LTO-Konsortium rund um HP, IBM und Quantum arbeitet aktuell an den künftigen Standards LTO-9 und LTO-10, bei denen vor allem eine höhere Speicherkapazität und mehr Speicherdurchsatz im Vordergrund stehen. So bietet LTO-9 einen nativen (also unkomprimierten) Speicherplatz von 25 Terabyte, LTO-10 hingegen soll bis zu 48 Terabyte schaffen. Ähnliche Steigerungsraten sind auch beim Schreiben und Lesen von Daten zu erwarten. Für LTO-9 werden bis zu 708 Megabyte pro Sekunde prognostiziert, LTO-10 soll mehr als ein Gigabyte pro Sekunde an Daten zwischen Bandlaufwerk und Rechner transferieren. Darüber hinaus werden beide Standards verbesserte Funktionen hinsichtlich LTFS, WORM und Verschlüsselung bieten.

Ergänzend passen Tape und Cloud gut zusammen

Auf den ersten Blick stehen die Tape- und Cloud-Speichertechniken diametral zueinander, als ergänzendes Medium bieten sich beide allerdings an. So nutzen die großen Hyperscaler-Infrastrukturen wie Amazon AWS Bandlaufwerke für die kaum oder selten genutzten Daten als Speichermedium („Cold Data“), da sie im Gegensatz zu Festplatten zuverlässiger und sicherer arbeiten und außerdem günstiger sind. Darüber hinaus ergänzen sich Tape und Cloud sehr gut in punkto Sicherungsstrategie, wenn es darum geht, dass Daten auf zwei unterschiedlichen Medien gespeichert werden sollen.

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29.04.20 - „Prognosen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen“, soll der US-amerikanische Schriftsteller Mark Twain (1835 – 1910) schon vor mehr als 100 Jahren gespottet haben. Sicherlich hatte er dabei nicht an den Speicherbedarf von Unternehmen gedacht, nichtsdestotrotz trifft das Bonmot auch hier zu. Neben dem allgemeinen Datenwachstum im Wirtschaftsverkehr haben Faktoren wie mobile Dienste, soziale Netze oder auch das Internet der Dinge mit seinen unzähligen Sensoren für ein Datenwachstum gesorgt, das noch vor einem Jahrzehnt praktisch unvorstellbar war. lesen

So sorgt man bei Magnetbändern für die richtige DSGVO-Konformität

Eines der Prinzipien, auf denen die DSGVO beruht, ist die Datensparsamkeit. Dabei kommt es vor allem darauf an, welche Daten kurz-, mittel- und langfristig benötigt und damit gespeichert werden sollen. Daran orientieren sich die zu speichernden beziehungsweise zu archivierenden Daten, die dann entweder auf dem Magnetband oder einem anderen Speichermedium abgelegt werden.

Darüber hinaus sollte stets vor dem Schreiben auf das Band überlegt werden, welche Daten möglicherweise von Anwendern angefragt werden, weil diese ihre personenbezogenen Datensätze löschen lassen wollen – was von Band ohne LTFS nur sehr mühsam zu realisieren ist. Auch dieses Prinzip sieht die DSGVO zwingend vor. Allerdings gibt es Bestrebungen, dass mithilfe von verbesserten Datenmanagementsystemen das Löschen einzelner Datensätze mit geringem Aufwand möglich sein wird. Dieses in der Entwicklung befindliche System soll auf Basis von Metadaten arbeiten, was das Aufspüren und Löschen bestimmter Datensätze auch ohne LTFS ermöglicht.

Was sich im Hinblick auf die DSGVO-konforme Tape-Archivierung ebenfalls anbietet, ist das Anonymisieren der Daten, bevor sie auf dem Band landen. Damit werden personenbezogene Datensätze unleserlich gemacht und können so einzelnen Anwendern nicht mehr zugeordnet werden. An dieser Stelle könnten künftig KI-Algorithmen helfen, DSGVO-kritische Daten automatisiert zu identifizieren und genauso automatisch zu löschen beziehungsweise zu anonymisieren.

Sven Nimmich, Storage Solutions Evangelist bei der Lenovo Data Center Group.
Sven Nimmich, Storage Solutions Evangelist bei der Lenovo Data Center Group. (Bild: Lenovo)

Energieeffiziente Tapes: So „grün“ sind Magnetbänder

Betrachtet man den langfristigen Einsatz von Magnetbändern, ist dieses Medium im Vergleich zu anderen Speichertechniken ganz eindeutig das klimaneutralste. Denn im Gegensatz zu Festplatten, Flash-Speicher und Cloud benötigen Tape-Laufwerke immer nur dann Strom, wenn sie gerade aktiv sind. Aber auch das Schreiben und Lesen der Daten erfolgt bei Magnetbandlaufwerken energieeffizienter als bei vergleichbaren Speicheroptionen.

*Der Autor: Sven Nimmich, Storage Solutions Evangelist bei der Lenovo Data Center Group

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