虛擬磁帶庫

虛擬磁帶庫（Virtual Tape Library ，簡稱VTL）技術是數據備份領域的里程碑，該技術具備性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及運營成本低等多項優勢，受到各行業用戶的青睞。

基本介紹

• 中文名：虛擬磁帶庫
• 外文名：Virtual Tape Library
• 簡稱：VTL
• 優點：備性能高、故障率低、可靠性高

基本信息

虛擬磁帶庫（Virtual Tape Library ，簡稱VTL）技術是數據備份領域的里程碑，該技術具備性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及運營成本低等多項優勢，受到各行業用戶的青睞。同時，VTL也可以和現有磁帶庫集成，提高數據保護的整體安全性和性能，降低數據保護成本。採用硬碟虛擬磁帶庫不僅可以很好解決備份性能問題，資源共享問題也可以很好地解決(虛擬軟體可以動態分配磁碟空間到每個虛擬磁帶空間)。

優勢

虛擬磁帶庫的概念其實非常簡單，它在本質上是磁碟陣列硬體設備，但是在軟體功能上卻模擬磁帶備份的形式。因此，對於存儲管理員來說，它就是一個磁帶庫，對它的管理如同管理一個物理磁帶庫一模一樣。虛擬磁帶庫主要有以下幾點優勢：

1、相對於機械磁帶，虛擬磁帶庫使用了兼容磁帶備份管理軟體以及傳統備份流程，這使得設備的可用性以及備份的可靠性得到了大幅提升；

2、性能大幅提高，可支持接近磁碟陣列極限速度的備份以及恢復速度。而且免疫病毒，數據安全性等同普通磁帶庫；

3、恢復工作極為簡便，如果所需數據存在VTL當中，則不會涉及任何機械工作，恢復工作就像磁碟備份的速度一樣；

4、虛擬磁帶庫採用基於RAID保護的磁碟陣列，從而將備份的可靠性較常規磁帶備份提高了若干量級。封閉式結構的磁碟介質本身的MTBF（平均無故障間隔）一般為開放式結構磁帶介質的5倍以上；

5、兼容性好，標準的FC、SCSI或iSCSI接口設備，兼容流行的主機設備和作業系統；

6、實用性好，與現有磁帶庫套用方式一致，不用更改現有存儲套用軟體的管理策略，保護用戶投資；

7、虛擬磁帶庫用電子化的“機械手”和“磁帶驅動器”，代替了機械磁帶庫中裸露、易損的機械裝置，基於RAID保護的磁碟陣列具備降級工作能力，且具自動報警和線上熱恢復能力。

從以上虛擬磁帶庫的優勢可以看出，虛擬磁帶庫不僅解決了傳統磁帶庫維護負擔高、備份失效率高以及備份恢復能力不佳的問題，而且也改變了磁碟備份容易被誤刪除或被病毒感染以及不便於在SAN環境中統一管理和最佳化使用的劣勢。

解決方案

虛擬帶庫解決方案被分成存儲設備、虛擬設備和網關設備這樣三類。

存儲設備

目前市場上絕大多數虛擬磁帶庫（VTL）解決方案可以被歸類成存儲設備。從根本上講，存儲設備就是一台物理設備，其中的內部磁碟存儲被虛擬化成一台磁帶庫或者是一個或多個磁帶驅動器。舉例來說這類虛擬磁帶庫設備有Oracle的StorageTek設備以及日立數據系統的虛擬磁帶庫5000M型號。

使用存儲設備有很多優勢。首先，由於使用設備模擬磁帶驅動器或磁帶庫，這種方式可以支持絕大多數的備份軟體。更重要的是，存儲設備通常能夠比物理磁帶驅動器提供更快速的備份和恢復操作，因為磁碟屬於非線性存儲設備，並且數據通常經過重複刪除操作。另一項優勢在於由於存儲設備使用磁碟，企業可以節省在磁帶上的開銷。

使用存儲設備來取代物理磁帶備份的最大缺陷在於虛擬磁帶庫解決方案可能成為一個單點故障。為了保護存儲在設備上的備份數據避免丟失，有必要將備份數據類型拷貝。許多企業會使用被稱為磁碟到磁碟到磁帶的方案，即在虛擬磁帶庫中實現內容的重複刪除，並且複製到磁帶。這種方式所帶來的額外增益在於允許企業將副本放置到其它站點，這相當重要，因為存儲設備內的磁碟通常是無法移動的。

在有些情況下，還可以使用冗餘存儲設備，如果一台設備發生故障，冗餘設備上數據副本仍然可用。

虛擬設備

虛擬設備的定位在於以更低的價格提供和存儲設備相似的各項收益。通常來講，虛擬設備以一個獨立的虛擬機進行銷售，可以是Vmware或Hyper-V的。採購虛擬設備可以免去物理硬體方面的投資，因此這種方案節省成本。不過，虛擬設備使用虛擬化基礎架構已有的存儲資源，通常是基於SAN架構的。虛擬設備的一些使用實例包括亞馬遜的AWS存儲網關以及飛康的NSS虛擬設備。

對於大部分企業而言，虛擬設備的使用效果相當不錯，不過其仍有兩個缺點。首先是虛擬設備占用你伺服器虛擬化基礎架構中的資源。在有些情況下，存儲空間、記憶體、處理器時鐘頻率和磁碟I/O更適合於生產工作負載，而非備份。

其次，虛擬設備通常比物理設備的處理能力低得多。物理設備一般可以在購買時配置適當的存儲容量，並且隨著企業存儲需要逐步增加。比如，一些虛擬磁帶庫設備可以容納4TB到68TB的存儲空間。相比之下，虛擬設備的總體容量受限於Hypervisor。一般來講，虛擬設備最多只能支持5TB的存儲。

網關設備

網關設備是這樣一種虛擬磁帶庫方案，其將數據存儲在另外一處地方。一些網關設備會利用企業的SAN存儲，而非在提供大量的內部存儲。這類設備的最大好處在於可以利用你的現有存儲資源而非受限於虛擬設備的容量。此外，這類網關設備不會像虛擬設備那樣損耗主機的伺服器資源。這類網關設備的產品包括IBM的TS7650G ProtecTIER網關以及飛康的VTL網關設備。

有些網關設備被稱為雲存儲網關。並非所有的雲存儲網關都被設計用於虛擬磁帶庫，不過有一些確實這樣。這類設備和存儲設備類似，其中有專用的內部存儲，並且提供重複刪除和加密功能。雲存儲網關和存儲設備的區別在於雲存儲網關可以將數據的副本上傳到雲存儲端，這樣數據的副本可以安全的保存在遠端。

採購指南

在購買虛擬磁帶庫（VTL）之前，你應該考慮以下問題：

VTL支持備份軟體嗎？

在VTL中安裝備份軟體後，VTL應發揮介質伺服器的功能，而且是備份軟體能夠識別的伺服器。然後備份程式就能自動記錄物理磁帶複本在目錄中的創建過程。但是這么做也存在不足，一旦產生支持問題，供應商之間就會相互指責；而且備份軟體的升級也得根據VTL支持哪種作業系統而定。

備份軟體目錄怎樣更新？

大多數VTL本身並不支持備份軟體，所以備份軟體需要了解磁帶複製過程，才能確保了解磁帶複本的存在，以及存在位置。儘管一些VTL本身就能管理磁碟到磁帶的複本，但還是不能更新備份軟體的目錄。這就需要管理員手動更新目錄，或者備份軟體必須讀取磁帶庫中的每份磁帶，才能明確磁帶中的信息。

壓縮和重複數據刪除功能如何實現？

壓縮和重複數據刪除功能是VTL必備的功能，但是在把數據從磁碟複製到磁帶時，這個問題就很麻煩。在將數據從磁碟遷移到磁帶時，必須壓縮數據或重構數據或兩者兼顧，這樣就會加大性能消耗，產生冗餘的磁帶複製視窗。避免這種情況的最好辦法是採用能以不經壓縮的原生格式備份數據的VTL，這樣就能方便地將數據複製到磁帶中。

數據以什麼格式存儲在磁帶中？

複製到磁帶中的數據存儲格式必須能被備份軟體識別。如果數據從磁碟到磁帶的複製過程由VTL控制，那么備份軟體可能無法識別磁帶中的數據格式，使得數據無法讀取，或者需要之前創建磁帶的VTL，才能恢複數據。這就使得數據恢復過程依賴於VTL。

VTL設備如何管理現有的物理磁帶庫？

VTL處理物理磁帶庫的方式有三種：不知道存在物理磁帶庫，將其視為備份目標，或者將其虛擬化。沒有哪種方法一定比其它方法要好，了解VTL如何或者是否管理磁帶庫，能幫助你最佳化與VTL相連的磁帶庫。

VTL本身是NAS目標還是VTL，或兩者兼顧？

對備份軟體而言，NAS目標是一個大型磁碟池，而VTL則代表虛擬磁帶目標，管理作為虛擬磁帶的磁碟。使用大型磁碟池，能解決虛擬磁帶引起的效率降低問題（虛擬磁帶中有未使用空間）；當數據遷移到磁帶中時，管理員能夠填滿整個物理磁帶。但是，VTL將條碼與虛擬磁帶關聯；而在NAS目標中，條碼只有在數據遷移到物理磁帶時才創建。