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Mit einem Filesystem für das Tape ändert sich die Offline-Speicherung, Teil 1

Vom Kassetten-Bandsalat zum Emmy Award für LTFS

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Auf dem Stand der Technik

In den letzten Jahren wurde viel in die Entwicklung der Tape-Technik investiert. So wurden die max. Kapazitäten auf 6,25 TByte bei IBM LTO-6 gesteigert, die Lese/Schreibgeschwindigkeiten stiegen auf maximal 650 MByte pro Sekunde beim IBM TS1140 und die Zugriffszeit wurde enorm verkürzt. Und auch die Robustheit und Datensicherheit durch moderne Fehlerkorrekturverfahren machen Tape vergleichbar mit der Festplatte.

Eine Ende der Entwicklung ist nicht in Sicht. Die Forscher vom IBM Labor in Rüschlikon stellte das mit der Labordemonstration eines 35 TByte Bands unter Beweis. Mit diesem Labormuster sind theoretisch sogar Bandkapazitäten von 100 TByte möglich.

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Trotz der oben erwähnten negativen Gefühle erfreut sich Tape im Rechenzentrum einer großen Beliebtheit. Die Einsatzgebiete liegen seit langem bei der Datensicherung und Archivierung großer Datenmengen, könnten sich aber schon bald in Richtung kurzfristig abrufbarer Langzeitarchive verschieben.

Warum setzten große Rechenzentren wie Google auf Tape?

Ohne Zweifel werden in Zukunft immer mehr Snap- und FlashCopy-Verfahren das Backup dominieren, doch dies wird auch die Notwendigkeit von Tape, als Offline-Medium mit sehr hohen Transferraten, in Zukunft weiter erhöhen. Diese und viele andere Vorteile sind der Grund, warum Tape weiterhin im Rechenzentrumsbetrieb eingesetzt wird.

Die hohen Datenraten von LTO- und TS1140-Laufwerke würden eigentlich auch die Filmindustrie interessieren. In der Preproduktion störten jedoch lange Jahre die Formatabhängigkeit und die damit verbundenen hohen Medienkosten den Einsatz.

Durch eine Nachfrage von Fox Networks an IBM hat sich nun entscheidendes getan, um das Tape auch für die Filmindustrie zu erschließen.

Folgende Anforderungen sollten erfüllt werden:

  • Große Kapazität der Tapes,
  • kostengünstig,
  • leicht transportierbar,
  • schnelles Auffinden von Dateien respektive Video- und Audio-Sequenzen,
  • einfacher Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten und Systemen und als wichtigste Forderung -
  • ein self-describing Format.

Vor allem die letzte Anforderung gab es so noch nicht und könnte die Tape-Welt umwälzen. Ein sich selbsterklärendes Format (self-describing) findet man beispielsweise bei USB-Sticks, die an jedem Computer mit passender Schnittstelle gelesen werden können. Zur Selbstbeschreibung gehören neben den eigentlichen Daten auch die Metadaten, die in Form eines Inhaltsverzeichnisses den Inhalt und den Speicherort darstellen. Die Anforderung Self-describing-Format umzusetzen, führt zu drei technischen Ausformungen.

1. IBM LTFS Single Edition

IBM entschloss sich für die LTO-Technik das "Linear Tape File System“ (LTFS) zu entwickeln. Zunächst als Single Drive Edition (SE) damit ein Standalone-Laufwerk als Wechselmedium mit File System betrieben werden kann.

Das heißt, eine Tape Cartridge stellt sich im Dateisystem, ähnlich wie ein USB-Stick oder eine USB-Festplatte oder Wechselfestplatte als die gewohnte Ordnerstruktur dar. Damit kann man einfach Daten von einem Rechner mit Filesystem- bzw. Betriebssystem-Funktionen auf ein Tape-Medium kopieren.

Ein weiterer Vorteil: Die Cartridge kann nun in einem anderen System mit Betriebssystem- bzw. Filesystem-Funktionen gelesen werden, all dies, ohne dass die Metadaten separat ausgetauscht werden müssen. Diese Self-Describing-Funktion ist eine kleine Evolution in der über 60-jährigen Tape-Geschichte.

Heutzutage machen sich Anwender keine großen Gedanken mehr wie Daten auf ein Speichermedium geschrieben werden und in welchem Format. Wenn der User ein Speichermedium, egal ob CD, DVD, Bluray oder USB-Laufwerk, erhält, wird dies in den Rechner „geschoben“ und der Inhalt des Medium ist im Betriebssystembrowser sichtbar. Mit Tapemedien war dies vor LTFS nicht möglich.

IBM hat diese LTFS Single Drive Edition als Open Source freigegeben, damit eine möglichst breite Akzeptanz und Verteilung gefunden wird. Mittlerweile haben viele Hard- und Softwarehersteller LTFS adoptiert und Systeme mit LTFS bzw. Applikationen, die LTFS nutzen können, auf den Markt gebracht. Die Film- und TV-Branche hat LTFS als Standard für den Datenaustausch akzeptiert. Und für IBM und Fox Networks gab es 2011 noch Lorbeeren obendrauf: einen Emmy Award für technische Innovation.

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