Speichertechnologie mit magnetischen Bändern Was ist Tape-Storage, und was ist ein Bandlaufwerk / Tape-Laufwerk (Tape-Drive)?

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Ein Bandlaufwerk ist ein motorgetriebenes Gerät, das Daten auf einem Magnetband aufzeichnet. Bandlaufwerke werden vorzugsweise bei der Datensicherung eingesetzt. Sie werden aber zunehmend bei der Erzeugung einer temporären Datenkopie verwendet, mit der dann eine initiale Datensicherung in der Cloud gestartet wird. Auch in der Filmbranche wird das Magnetband gerne zum Austausch großvolumiger Videodaten eingesetzt.

Als Tape-Storage (Bandspeicher) bezeichnet man eine Speicherlösung und -technologie, mit der sich Daten mithilfe magnetischer Aufzeichnungsverfahren und magnetischer Bänder langfristig speichern lassen. Zum Schreiben und Lesen der Daten werden Bandlaufwerke (Tape-Laufwerke, Tape-Drives) verwendet. Sie besitzen einen Motorantrieb für das Bewegen des Magnetbandes und sind mit einem Schreib-/Lesekopf ausgestattet. Im Gegensatz zu anderen Speichertechnologien erfolgen das Schreiben und das Lesen der Daten sequentiell.

Die Informationen sind in Form magnetisierter Bereiche des Bandes gespeichert. Typischer Einsatzbereich von Bandlaufwerken und Tape-Storage sind die Datensicherung und die Datenarchivierung. Mithilfe von Bandspeichern lassen sich große Datenmengen relativ günstig über lange Zeiträume speichern.

Komponenten, Funktionsweise und Aufzeichnungsverfahren

Wichtigste Komponenten eines Tape-Storage sind das Bandlaufwerk und das Speichermedium Magnetband. Magnetbänder bestehen aus einem Folienband, auf dem eine magnetisierbare Schicht aufgebracht ist. Die Magnetschicht besteht aus Metalloxiden und lässt sich durch ein externes, zum Beispiel elektrisch induziertes magnetisches Feld dauerhaft magnetisieren.

Das Bandlaufwerk ist ein Speichergerät, das zum Beschreiben und Lesen der Magnetbänder zum Einsatz kommt. Es ist mit einem Elektromotor zum Bewegen des Magnetbands und einem oder mehreren Schreib-/Leseköpfen ausgestattet. In der Regel werden die Magnetbänder in Form von Kassetten, bestehend aus mehreren Spul- und Zuführungsrollen, oder einer Cartridge mit nur einer Bandspule in das Tape-Laufwerk eingelegt und sequentiell beschrieben.

Je nach Bandlaufwerk und Magnetband können unterschiedliche Standards zum Speichern der Daten zum Einsatz kommen. Bandspeicherstandards sind beispielsweise DLT (Digital Linear Tape) oder LTO (Linear Tape Open). Moderne, im Computerumfeld eingesetzte Bandspeicher arbeiten häufig mit LTO. Der Aufzeichnungsstandard legt unter anderem fest, wie viele Spuren verwendet werden, ob das Magnetband schräg oder gerade am Schreibkopf vorbeigeführt wird, ob ein Start-Stopp-Verfahren oder ein Streaming-Modus verwendet werden, welche Breite das Magnetband hat und einiges mehr.

Im Zusammenhang mit Tape-Speicher und Bandlaufwerken fällt häufig der Begriff Bandbibliothek (Tape-Library). Bei einer Bandbibliothek handelt es sich um einen Tape-Speicher, der mit einem oder mehreren Bandlaufwerken ausgestattet ist und die Magnetbänder in einem organisierten, automatisch bestückbaren Magazin aufbewahrt und bereithält. Die benötigten Bänder werden automatisch, beispielsweise mithilfe von Bandrobotern, in ein Bandlaufwerk eingelegt oder in das Magazin zurückgeführt. Ein manuelles Eingreifen eines Anwenders ist nicht notwendig. Eine virtuelle Tape-Library verhält sich für externe Anwendungen wie eine klassische Tape-Library. Sie speichert die Daten jedoch nicht auf Magnetbändern, sondern mithilfe von Festplattentechnik, SSDs und Disk-Arrays.

Definition

Was ist eine Tape-Library?

Vorteile und Nachteile von Tape-Storage und Bandlaufwerken

Vorteile von Tape-Storage und Bandlaufwerken sind:

• große Speicherkapazität zu günstigem Preis,

• lange Lebensdauer der Magnetbänder,

• guter Schutz vor Datenmanipulation und Ransomware durch Einsatz von WORM-Technologien (Write Once Read Many) und Offline-Aufbewahrung der Magnetbänder (räumliche und physikalische Trennung, „Air-Gap“).

Nachteile von Bandspeicher und Tape-Laufwerken sind:

• verlangsamter Zugriff auf die Daten aufgrund sequentieller Datenspeicherung,

• manuelles Hantieren mit Bändern und Bandkassetten,

• gespeicherte Informationen empfindlich gegenüber externen Magnetfeldern.

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