Virtual Tape Library

VTL, VTS, VTM oder VTA – ein Blick hinter den Begriffsdschungel

05.04.2007 | Autor / Redakteur: Helmut Mühleis, Principal Consultant Centricstor VTA bei Fujitsu Siemens Computers / Rainer Graefen

Die Abkürzung VTL (Virtual Tape Library) ist in der Storage-Branche zu einem Schlagwort geworden, das für alle erdenklichen Konzepte einer virtuellen Magnetbandspeicherlösung verwendet wird. Damit wird der Unterschied zwischen echten Virtual Tape Appliances und weniger funktionsreichen Lösungen, die Magnetbänder lediglich emulieren, verwischt. Auch wenn die beiden Technologien auf den ersten Blick viele Gemeinsamkeiten aufweisen, lassen sie sich eigentlich nicht unter einen Begriff subsumieren. Helmut Mühleis, Principal Consultant bei Fujitsu Siemens Computers, erklärte Storage-Insider was hinter den Begriffen steckt und warum man die Unterschiede kennen sollte.

Was versteht man unter VTL im Allgemeinen und im Besonderen?

Helmut Mühleis: VTL wird immer häufiger zum Oberbegriff für die verschiedensten Konzepte einer Magnetband-Emulation auf Disk und verliert damit seine ursprüngliche Bedeutung. Denn im Zusammenhang mit der Speicherung von Unternehmensdaten stand VTL einst für Virtual Tape Library. Tatsächlich sind am Markt aber nur wenige VTL-Magnetbandspeichersysteme verfügbar, die eine vollständige Virtualisierung der Magnetbandspeicherung bieten. Hierzu gehören beispielsweise VTS (Virtual Tape Server) von IBM, VSM (Virtual Storage Manager) von SUN StorageTek und Centricstor VTA (Virtual Tape Appliance) von Fujitsu Siemens Computers.

Centricstor mit seiner Virtualisierungs-Technologie ist die einzige Lösung am Markt, die nicht nur Mainframes, sondern auch offene Systemen unterstützt. Entscheidend dabei ist die nahtlose Konsolidierung der Magnetbänder beider Welten. Alle anderen VTL-Systeme – bei Google werden aktuell 25 Anbieter gelistet, die verschiedene Implementierungen virtueller Magnetbandspeicher bieten – emulieren lediglich die Schnittstellen der Bandbibliothek. Das Resultat ist eine virtuelle Magnetbandspeicherlösung, die auf dem Prinzip Disk-to-Disk basiert und die Verwaltung der physikalischen Bänder am Backend nicht einbezieht.

Ein echtes virtuelles Magnetbandspeichersystem sollte aber, um sämtlichen Anforderungen gerecht zu werden, eine integrierte „Disk-to-Disk-to-Tape“-Datensicherung (D2D2T) durchführen können. In einem solchen System werden sämtliche Daten in einem Festplatten-basierten TVC (Tape Volume Cache) abgelegt, bevor sie auf ein physisches Bandspeichermedium geschrieben werden. Dabei wird durch Tape Volume Stacking die maximale Kapazität des Bandmediums genutzt.

Im Gegensatz zu disk-basierten virtuellen Magnetbandspeicherlösungen nutzt Centricstor einen automatisierten und regelbasierten Schreibvorgang für die physischen Magnetbänder. Natürlich bieten Lösungen die Bänder nur emulieren, Vorteile in Hinblick auf die Geschwindigkeit: Schreib- und Wiederherstellungsvorgänge erfolgen schneller als mit Magnetbändern, die sequentiell geschrieben oder gelesen werden müssen. Doch ermöglichen solche Lösungen keine Magnetbandoptimierung und entsprechend keine Konsolidierung. Wenn sich Unternehmen für ein solches System entscheiden, müssen sie auf fortschrittliche Magnetband-Verwaltungsoptionen verzichten, die bei Centricstor ILM for Tape zum Standard gehören.

Können Sie bitte die Unterschiede der beiden Konzepte Virtualisierung versus Emulation an den wichtigsten Funktionen verdeutlichen?

Helmut Mühleis: Ich denke, die beiden Konzepte Virtualisierung und Emulation lassen sich in sechs wesentlichen Punkten deutlich voneinander abgrenzen.

1. Datentransferpfad

VTA: Die Daten werden über den Frontend-Prozessor in den Tape Volume Cache übertragen und nach dem Volume Stacking automatisch auf das physische Magnetband geschrieben.

Andere Lösungen: Tape-Emulatoren nutzen die gesamte Kapazität der Disk zur Speicherung nativer Tape-Daten auf das Plattensystem. Die Daten müssen mit Hilfe des Backup-Servers manuell von der Disk auf das Magnetband übertragen werden.

2. Physische Bandgröße

VTA: Eine echte Virtualisierungslösung bietet vor allem eine hohe Flexibilität in Bezug auf Schnittstellen- und Format der Bänder, da diese vollständig unabhängig von der eingesetzten Tape-Technologie arbeitet und eine Vielzahl von Magnetbandformaten und -größen beschreiben kann.

Andere Lösungen: Das Datenformat auf Disk und Magnetband muss identisch sein. Die Daten einer Disk müssen das gleiche Format, die gleiche Größe und den gleichen Barcode verwenden wie die optionale physische Umgebung.

3. Lese- und Schreibprozesse bei Verwendung von physischen Magnetbändern

VTA: Vollständig integrierte, automatische Magnetband-Verarbeitung und Medien-Verwaltung

Andere Lösungen: Der Datenexport auf physische Magnetbänder muss von einem Backup-Softwaretool gesteuert werden. Dieses muss einzelne Anfragen an die disk-basierte Library senden, um Daten auf einem physischen Medium (einem Magnetband) zu speichern. Die Datenwiederherstellung von einem physischen Volumen erfolgt manuell.

4. Komprimierung des Magnetband-Volumens

VTA: Komprimierung gehört zu den Standardmerkmalen, der Durchsatz wird nicht beeinflusst (keine Reduktion der maximalen Schreibgeschwindigkeit auf Band). Gleichzeitig wird die erforderliche Kapazität reduziert.

Andere Lösungen: Die Komprimierung wirkt sich negativ auf den Durchsatz und die physische Volumengröße aus (Magnetband).

5. Migration von Libraries und Laufwerken auf eine neue Technologie

VTA: Die Migration läuft ohne Host ab. Eine echte Tape Virtualization ermöglicht vollständige Transparenz zwischen den virtuellen Frontend-Schnittstellen und den physischen Bandspeichersystemen am Backend.

Andere Lösungen: Die Migration ist nur über den Host möglich. Dieser Prozess ist aufwändig, langwierig und fehleranfällig. Das gilt auch für die Auffrischung oder Reparatur fehlerhafter Bandmedien.

6. Einfacher Austausch fehlerhafter Bandmedien

VTA: Der Prozess ist unkompliziert. Die VTA identifiziert fehlerhafte Bandmedien und erstellt automatisch eine neue Kopie.

Andere Lösungen: Nicht verfügbar

Was ist das Besondere an Centricstor?

Helmut Mühleis: Das Centricstor ist die einzige VTL weltweit, die gleichzeitig Mainframe-Technologien über ESCON und FICON sowie offene Systeme über Fibre Channel-Verbindungen unterstützt. Dabei wird die Magnetbandspeicherung in unsere ILM-Strategie integriert. Unsere Konzepte Volume Groups, TVC-Partitionierung und Volume Attributes steuern die Regeln für die Migration auf Magnetband und ermöglichen es dedizierter Service-Level für die Datensicherheit zu realisieren. Mit den Funktionen Site Failover und Mirroring werden Disaster-Resistance-Lösungen über große Distanzen hinweg unterstützt. Diese sind wichtige Voraussetzungen für die Integration in ein übergeordnetes Speichermanagement.

Nachfolgend habe ich fünf Merkmale herausgesucht, die nur beim Centricstor zu finden sind.

  • Jeder Frontend-Prozessor unserer VTA verfügt über einen eigenen Co-Prozessor für die Komprimierung der Bandvolumen; der Durchsatz wird dadurch nicht beeinflusst.
  • Verschiedene Band-Emulationstypen wie 3490E, Magstar 3590, STK 9840B, Generic SCSI und Mammoth II – die alle gleichzeitig betrieben werden können – erleichtern die Integration in bestehende Backup-Softwareumgebungen.
  • Bis zu 500.000 logische Volumen, jeweils mit 900 MB bis 200 GB. Centricstor bietet flexiblere (virtuelle) Slot-Kapazität als jedes physische Gerät.
  • Frontend- und Backend sind mit True Tape Virtualization vollkommen unabhängig. Dadurch kann Centricstor beispielsweise eine Library-Schnittstelle von Sun/Storagetek am Frontend emulieren, selbst wenn Adic/Quantum und/oder IBM-Libraries am Backend eingesetzt werden.
  • Automatisches Auffrischen physischer Bänder und Erstellung neuer Bänder, wenn Fehler identifiziert werden.
  • Unterstützt Entfernungen bis 1000 Kilometer für die Spiegelung von Bandbibliotheken.

Auch wenn auf den ersten Blick das Angebot an VTLs überwältigend zu sein scheint, zeigen sich bei näherem Hinsehen deutliche Unterschiede zwischen realen und emulierten VTL-Lösungen. Rechenzentrums-Manager, die ihre Magnetband-Umgebungen virtualisieren möchten, sollten sich deswegen sehr genau über alle Aspekte informieren, da in einer heterogenen IT-Infrastruktur komplexe Nebenwirkungen zu berücksichtigen sind.

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