نتسا مقالات ذخیره‌ سازی مبتنی بر نوار یا Tape چیست؟

logo

ذخیره‌ سازی مبتنی بر نوار یا Tape چیست؟

دسته بندی: مقالات
توسط : netssa 0 دیدگاه
09 ژانویه 2022

یکی از فناوری‌های پرکاربرد به منظور ذخیره‌سازی اطلاعات فناوری Tape است که قابلیت‌های خوبی در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهد. به‌طور کلی، امروزه از فناوری مذکور برای کاربردهای خاصی استفاده می‌شود، زیرا از قدیمی‌ترین روش‌ ذخیره‌سازی اطلاعات است و روش‌های کارآمدتر و پیشرفته‌تری به جای آن ارایه شده‌اند. با این‌حال هنوز هم توسط برخی سازمان‌ها و شرکت‌ها استفاده می‌شود. به‌طور معمول، از این روش برای ذخیره‌سازی و آرشیو اطلاعاتی که باید برای مدت زمان طولانی نگه‌داری شوند، استفاده می‌شود.

 

ذخیره‌سازی تکنولوژی Tape یا نوار چیست؟

 

Tape drive نوعی دستگاه ذخیره‌سازی داده‌ها است که اطلاعات را روی یک نوار مغناطیسی نوشته یا از آن می‌خواند. ذخیره‌‌سازی اطلاعات روی نوار مغناطیسی با هدف بایگانی داده‌ها یا به عبارت دقیق‌تر، داده‌هایی که ممکن است دیگر تغییراتی در آن‌ها اعمال نشود استفاده می‌شود. به‌طور کلی، رسانه تکنولوژی Tape یا نوار ماندگاری بالاتری نسبت به نمونه‌های رایج داشته و به دلیل طول عمر بالایی که دارد هنوز هم توسط برخی سازمان‌ها استفاده می‌شود.

Tape drive برخلاف درایو دیسک سخت که فضای ذخیره‌سازی دسترسی مستقیم را ارایه می‌کند، یک حافظه دسترسی متوالی را در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهد. یک درایو دیسک می‌تواند در چند میلی ثانیه به هر نقطه‌ای از دیسک دست پیدا کند، اما یک Tape drive باید به طور فیزیکی نوار را بین حلقه‌ها بپیچد تا داده‌های خاصی را بخواند. به همین دلیل متوسط زمان دسترسی به درایوهای نواری بیشتر از نمونه‌های رایج است. عملکرد این فناوری درست مشابه با فیلم‌های ویدیوی قدیمی است که برای دسترسی به بخشی از محتوای فیلم مجبور بودید فیلم را به جلو یا عقب هدایت می‌کردید تا به بخش موردنظر خود دست پیدا کنید.

البته در این زمینه درایوهای نواری عملکرد نسبتا بهتری دارند و این قابلیت را در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهند تا به روش‌های خاصی به داده‌هایی که روی نقطه خاصی از نوار ذخیره‌سازی شده‌اند دست پیدا کنند. به‌طور مثال، از سال ۲۰۱۰ میلادی به این طرف فناوری نوار-باز خطی Linear Tape-Open (LTO) از نرخ انتقال داده مداوم تا ۱۴۰ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند که سرعتی یکسان با دیسک‌های سخت معمولی ارایه می‌کند.

در مجموع باید بگوییم که تهیه نسخه پشتیبان روی Tape drive نوعی کپی‌برداری دوره‌ای از داده‌ها از یک دستگاه ذخیره‌ساز اولیه در یک کارتریج نوار (cartridge tape) است. مزیتی که روش فوق دارد در این است که در صورت خطا یا خرابی هارددیسک‌ها، داده‌ها به راحتی از روی نوار قابل بازیابی هستند. تهیه نسخه پشتیبان از نوار می‌تواند به شکل دستی یا به‌طور خودکار انجام شود که برای این منظور باید نرم‌افزار مناسب را تهیه کنید. سامانه‌های پشتیبان‌گیری نواری به‌طور معمول در بانک‌ها و شرکت‌های بیمه که باید سوابق مشتریان را برای سالیان زیادی به شکل ایمن نگه‌دار کنند استفاده می‌شوند و با توجه به این‌که نسبت به روش‌های رایج مثل هارد دیسک‌های کامپیوترهای شخصی طول عمر بالاتری دارند و از طرفی فضای ذخیره‌سازی بیشتری را ارایه می‌کنند بهترین گزینه در این زمینه هستند.

پشتیبان‌گیری با Tape drive می‌تواند داده‌ها را در صورت نیاز به دستگاه‌های ذخیره‌سازی بازگرداند. در ابتدا، از نوار مغناطیسی به عنوان یک ابزار ذخیره‌سازی اولیه استفاده می‌شد. با پیشرفت فناوری و ارایه حافظه‌های دسترسی تصادفی عملکرد این فناوری بهبود پیدا کرد و به گزینه مطلوبی برای تهیه پشتیبان و بایگانی حرکت کرد. البته هنوز هم شرکت‌ها و صنایعی وجود دارند که ترجیح می‌دهند از فناوری قدیمی برای ذخیره‌سازی یا ضبط استفاده کنند. یکی دیگر از مراکز مهم در این زمینه موسسات پژوهشی و دانشگاه‌ها هستند که نیازمند آرشیو کردن اطلاعات مهم علمی هستند.

ایده‌آل‌ترین روشی که برای استفاده از Tape drive در اختیار کسب‌وکارها قرار دارد، روش ترکیبی استفاده از درایو نوری همراه با دیسک‌های سخت یا فضای ذخیره‌سازی ابری است. این حالت هیبریدی مزایای زیادی در اختیار شرکت‌ها قرار می‌دهند. البته برای بهره‌مندی از روش فوق ابتدا باید به دنبال پاسخی برای این پرسش‌ها باشیم که چه زمان و چگونه باید از اطلاعات نسخه پشتیبان تهیه کرد. البته همان‌گونه که اشاره شد، امروزه شرکت‌های بزرگ از فناوری‌های جدید‌تری که توسط شرکت‌های مطرحی به بازار عرضه شده‌اند استفاده می‌کنند. از محصولات قدرتمند در این زمینه باید به استوریج اچ‌پی که گزینه مناسبی برای بکاپ‌گیری و آرشیو اطلاعات و استوریج کیونپ که دومین گزینه خوب در این زمینه است اشاره کرد. برای مشاهده سری محصولات Tape HP کلیک کنید.

این دو استوریج به دلایل مختلفی توسط شرکت‌ها انتخاب می‌شوند. از جمله این دلایل باید به ارایه فضای ذخیره‌سازی بیشتر، کم هزینه بودن، سازگاری با سایر تجهیزات ذخیره‌سازی، طول عمر بالای Tapeها نسبت به سایر تجهیزات ذخیره‌سازی و صرفه‌جویی در مصرف برق اشاره کرد. نکته دیگری که باید در خصوص این فناوری‌ها به آن دقت کنید هزینه تمام شده استفاده از فناوری مذکور است. به‌طور مثال، اگر بخواهیم برای تهیه بکاپ از فناوری‌های رایجی مثل هارددیسک‌های ساتا یا حافظه‌های حالت جامد SSD استفاده کنیم، هزینه‌ای که برای هر ترابایت پرداخت می‌کنیم تقریبا چند برابر هزینه‌ای است که برای فناوری Tape پرداخت می‌کنید. Tape‌ها به لحاظ عملکرد و قابلیت‌هایی که ارایه می‌کنند به گروه‌های مختلفی تقسیم میشوند. به‌طور کلی دیوارهای نواری به گروه‌های Tape Library، Tape Auto Loader، Tape Drive و Tape Cartridge تقسیم می‌شوند.

 


دلیل استفاده از استوریج Tape

استوریج Tape نقش مهمی در مراکز داده و به ویژه ارایه‌دهندگان خدمات ابری دارد، زیرا این سازمان‌ها به‌طور مستمر در حال تولید یا دریافت اطلاعات هستند و نیازمند ذخیره‌سازی موثر اطلاعات به شیوه‌ای مقرون به صرفه هستند. یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از استوریج tape در  ارتباط با آرشیو کردن اطلاعات است که به منظور نگه‌داری از داده‌ها با رعایت امنیت و حفظ یکپارچگی انجام می‌شود که تقریبا در نقطه مقابل پشتیبان‌گیری از اطلاعات با هدف بازیابی پس از فاجعه (Disaster Recovery) اطلاعات و برنامه‌های کاربردی است. دلیل استفاده از استوریچ Tape در زمینه حفظ سوابق مربوط به مشتریان یا کارمندانی است که ممکن است در آینده به آن‌ها نیاز پیدا کنید.

برای آشنایی با سایر روش های بکاپ‌گیری اطلاعات مقاله معرفی روش های تهیه BackUp از اطلاعات سرور و شبکه را مطالعه کنید.

بنابراین، اگر به دنبال آرشیو یا ذخیره‌سازی اطلاعاتی همچون Big Data هستید، بهتر است از روش‌هایی مثل NAS یا کلاود برای این منظور استفاده کنید. سازمان‌هایی که به ندرت از داده‌های تولید شده استفاده می‌کنند برای کاهش هزینه‌ها بهتر است از مکانیزم Tape استفاده کنند، زیرا در این مدل سازمان‌ها به داده‌های آرشیو شده ممکن است برای مدت‌ زمان طولانی مراجعه کنند. در این‌گونه موارد بهترین انتخاب برای آرشیو اطلاعات نوار است. نوع دیگری از نوار مغناطیسی برای استفاده در ذخیره‌سازی و آرشیو داده، نوار خطی دیجیتال DLT سرنام Digital Linear Tape است. این فناوری در دهه ۸۰ میلادی توسعه پیدا کرد، اما هنوز هم نوارهای DLT در برخی سازمان‌ها استفاده می‌شوند.

 


راهکارهای ذخیره‌سازی مبتنی بر Tape

 

 

همان‌گونه که اشاره شد سازمان‌های بزرگ عمدتا از Tape Drive به عنوان راهکاری برای ذخیره‌سازی پشتیبان آفلاین استفاده می‌کنند. دستگاه‌های نواری می‌توانند به دلیل طول عمر و قابل حمل بودن، مقدار زیادی داده را به شکل آفلاین ذخیره کرده و یک مکانیزم آرشیو و بایگانی قدرتمند در اختیار شرکت‌ها قرار دهند. به همین دلیل نسخه پشتیبان تهیه شده مبتنی بر Tape بهترین گزینه است، به ویژه زمانی که مقدار زیادی از داده‌ها به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند و علاوه بر این، باید برای مدت زمان طولانی نگهداری شوند. قاعده کلی که در این زمینه وجود دارد به این صورت است که داده‌هایی که به طور مکرر به آن‌ها نیاز است باید به سادگی از آن‌ها نسخه پشتیبان کرد و در کوتا‌ترین زمان قابلیت بازیابی داشته باشند.

در این گونه موارد، ذخیره‌سازی مبتنی بر دیسک یا فضای ابری ایده‌آل‌ترین روش‌ها هستند. با این‌حال، داده‌هایی که هر دو ویژگی سکون و حجم زیاد دارند و قرار نیست برای مدت زمان طولانی به آن‌ها مراجعه شود، باید به نوارهای مغناطیسی انتقال داده شوند، زیرا انتقال چند ترابایت داده به کلاود از طریق شبکه نسبت به انتقال داده به نوار، زمان بیشتری نیاز دارد. البته به این نکته مهم دقت کنید که نوارها نیز می‌توانند به عنوان نسخه پشتیبان به کار گرفته شوند. از محبوب‌ترین قالب‌های Tape Drive باید به LTO (Linear Tape Open)، DLT (Digital Linear Tape)، DAT (Digital Audio Tape)، AIT (Advanced Intelligent Tape) و QIC (Quarter Inch Cartridge) اشاره کرد.

 


مزایای Tape

ذخیره‌سازی مبتنی بر Tape مزایای زیادی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها باید به پشتیبانی از ظرفیت بالا در مقیاس چند ترابایتی و پتابایت، سرعت بالا در نرخ انتقال، پشتیبانی از LTFS برای سهولت در استفاده و دسترس‌پذیری، قابلیت اطمینان بالا با کمترین نرخ خطا (Error Rates) در انتقال داده‌ها، طول عمر بالا و قابلیت آرشیو طولانی مدت داده نزدیک به ۳۰ سال، ارتقاپذیری و قابل حمل بودن، کمترین میزان هزینه کل مالکیت، صرفه‌جویی در مصرف برق و داشتن نسخه پشتیبان قابل اعتماد از اطلاعات اشاره کرد.

برای آشنایی با LTFS مقاله LTFS چیست؟ آیا برای بایگانی اطلاعات در ذخیره سازهای Tape نیاز است؟ مطالعه کنید.

شرایط نگهداری Tape

همانند سایر فناوری‌های ذخیره‌سازی، برای این‌که ماندگاری نوارهای Tape بیشتر شود، ضروری است که به نکات مهمی که در ارتباط با نحوه و محل نگه‌داری اطلاعات این رسانه‌ها وجود دارد دقت کنید. به‌طور کلی، این نوارها به دلیل خاصیت القایی زیادی که دارند باید به دور از میدان‌های مغناطیسی، نور آفتاب، رطوبت، دمای بالای ۴۰ درجه، گرد و غبار و دود نگه‌داری شوند. به بیان دقیق‌تر بهتر است در محیطی نگه‌داری شوند که رفت‌وآمد در آن کم است. علاوه بر این توصیه می‌شود هر چند وقت یکبار اطلاعات روی Tape را بررسی کنید. همچنین به این نکته مهم دقت کنید که کارتریج‌ها باید قبل از خاموش کردن درایو از خشاب آن خارج شده و در محفظه مخصوص به خود نگه‌داری شوند.


آشنایی با Tape Cartridge

یکی از مهم‌ترین فناوری‌های مطرح در زمینه ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار، LTO سرنام Linear Tape Open است که در این بخش به‌طور اجمالی نگاهی به آن خواهیم داشت. به‌طور کلی از فناوری‌های زیر در Tape Cartridge استفاده می‌شود.

فشرده‌سازی: نرخ ذخیره‌سازی اطلاعات را بیشتر می‌کند و اجازه می‌دهد داده‌های بیشتری روی رسانه مربوطه ذخیره‌سازی شود. به‌طوری که نرخ فشرده‌سازی در نسل‌های جدیدتر نزدیک به ۲٫۵ برابر بیشتر شده است.

فناوری WORM: یکی دیگر از قابلیت‌های مهم Tape Cartridge است که امکان رونویسی دوباره (Rewritable) را نمی‌دهد. البته قابلیت فوق در همه مدل‌ها وجود ندارد و تنها تعداد محدودی از کاتریج‌ها از آن پشتیبانی می‌کنند. Tape Cartridgeها از نسل سوم به بعد از فناوری مذکور پشتیبانی کردند. WORM سرنام کلمات Write Once/Read Many است که به معنای یکبار نوشتن و به دفعات خواندن اطلاعات است. این فناوری درست مشابه با فناوری استفاده شده در سی‌دی ‌درایوها بود که تنها امکان نوشتن یکبار اطلاعات را فراهم می‌کردند. وجود ویژگی فوق یک مزیت مهم به شمار می‌رود، زیرا مانع دستکاری عمدی اطلاعات می‌شود و به این شکل امنیت اطلاعات ذخیره شده روی نوارها را بیشتر می‌کند.

فناوری رمزگذاری: فناوری رمزگذاری داده از قدرتمندترین استاندارد رمزنگاری ۲۵۶ بیتی AES سرنام Advanced Encryption Standard استفاده می‌کند. استاندارد مذکور از الگوریتم Galois/Counter Mode بهره می‌برد که امکان پیاده‌سازی آن در سطح درایوهای LTO همراه با فشرده‌سازی اطلاعات وجود دارد. با توجه به این‌که Tapeها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابل حمل باشند، بنابراین رمزگذاری نقش مهمی در تامین امنیت داده‌ها دارد. نکته مهمی که باید در ارتباط با فناوری فوق به آن دقت کنید این است که رمزگذاری از نسل چهارم به بعد به این کاتریج‌ها افزوده شده تا امنیت اطلاعات بیشتر شود.

فناوری پارتیشن‌بندی: فناوری قطع‌بندی (Partitioning) به منظور مدیریت و کنترل بهتر فضا و سهولت در طبقه‌بندی فایل‌ها و اسناد به کاتریج‌ها افزوده شده است. یک پارتیشن، فایل را نگه می‌دارد و پارتیشن دیگر برای شاخص‌گذاری استفاده می‌شود تا به درایو اعلام دارد فایل‌ها در چه مکانی از رسانه ذخیره‌سازی شده‌اند. به‌طور مثال، LTFS Partitioning به نسخه پنجم درایو LTO افزوده شد تا فرایند کنترل فایل و مدیریت فضا را ساخت‌یافته‌تر کند. پارتیشن‌بندی از طریق شاخص‌گذاری، به اپراتورها کمک می‌کند در صورت نیاز با صرف زمان کمتری به مکان ذخیره‌سازی فایل‌ها و اسناد مراجعه کنند. در این حالت درایو برای دسترسی به اطلاعات به سراغ اندیکس می‌رود که عملکردی شبیه به فهرست کتاب‌ها دارد. این اطلاعات به فرمتی که کاربر قادر به درک آن‌ها باشد در رسانه قرار ذخیره‌سازی می‌شوند.

دیدگاه خود را ارسال کنید

پست های مرتبط