Data Cartridge چیست؟

امروزه، روش‌های مختلفی برای ذخیره‌سازی اطلاعات در اختیار سازمان‌ها قرار دارد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در این میان، راهکار ذخیره‌سازی دیتا کاتریج (Data Cartridge) که به آن ذخیره‌سازی نوارمحور نیز گفته می‌شود هنوز هم از رایج‌ترین و محبوب‌ترین گزینه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات است که مراکز داده از آن استفاده می‌کنند.

در شرایطی که فناوری‌های مختلفی مثل استوریج‌ها، شبکه‌های ذخیره‌سازی و… به دنیای فناوری اطلاعات وارد شده‌اند، اما Data Cartridge  هنوز هم در برخی از حوزه‌ها به ویژه صنعت مالی و بانکداری برای نگه‌داری سوابق مشتریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. به بیان دقیق‌تر، ذخیره‌سازی نواری هنوز هم برای غلبه بر چالش ذخیره‌سازی حجم سنگینی از اطلاعاتی که قرار نیست به طور دائم تغییر کنند و باید نسخه آرشیوی از آن‌ها نگه‌داری شود مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به همین دلیل است که Data Cartridge  نقش مهمی در استراتژی‌های پشتیبان‌گیری و بازیابی پس از فاجعه دارد و از دنیای فناوری اطلاعات حذف نشده است. هنگامی که سازمان‌های بزرگ از برخی داده‌ها به ندرت استفاده می‌کنند، اما نیازمند نگه‌داری آن‌ها هستند، این اطلاعات را به نوار انتقال می‌دهند تا اگر در آینده مورد نیاز بودند به آن‌ها مراجعه کنند.

معرفی دیتا کارتریج های HPE

همانند هر فناوری دیگری، دیتا کاتریج‌ها بر مبنای فناوری‌های مختلفی توسعه پیدا کرده‌اند که هر یک معایب خاص خود را داشتند. با این‌حال، فناوری ذخیره‌سازی و آرشیو داده‌های مبتنی بر فناوری DLT سرنامDigital Linear  به دلیل مزایای زیادی که دارد مورد توجه شرکت‌ها قرار گرفت. در شرایطی که قدمت فناوری فوق به دهه 80 میلادی باز می‌گردد، اما نوارهای DLT هنوز هم توسط شرکت‌هایی مثل اچ‌پی تولید و روانه بازار می‌شود.

دیتا کاتریج‌های HPE از فناوری‌های مهم و پر کاربرد در زمینه ذخیره‌سازی اطلاعات است و هنوز هم در بسیاری از موسسات مالی بزرگ جهان و ایران از آن‌ها استفاده می‌شود. به طور مثال، اگر تجربه مدیریت شبکه‌های کامپیوتری در بانک‌ها را داشته باشید به احتمال زیاد با این رسانه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات روبرو شده‌اید که شبیه به نوارهای کاست بزرگ دائما در حال کار هستند و تراکنش‌های مشتریان بانک را نگه‌داری می‌کنند. دیتا کارتریج‌های HPE از یک نوار مغناطیسی ساخته شده‌اند که بر مبنای ایجاد جریان مغناطیسی در نوار، اطلاعات را روی نوار نوشته یا بالعکس از آن روی آن می‌خوانند. به بیان دیگر باید بگوییم که دیتا کارتریج‌ها چیزی شبیه به نوارهای کاست قدیمی با ظرفیت خیلی بالاتر هستند. امروزه، نسل‌های مختلفی از این دیتا کارتریج‌های HPE به بازار عرضه شده‌اند که ظرفیت و نرخ انتقال داده بیشتری دارند و به لطف ویژگی‌هایی جدید که دارند قابلیت بیشتری در زمینه حفظ داده و نگه‌داری از اطلاعات دارند.

دیتا کارتریج‌های HPE مبتنی بر فناوری‌های جدید و قدرتمندی مثل WORM، رمزنگاری داده‌ها، فشرده‌سازی بیشتر و قالب‌بندی هستند تا روند ذخیره‌سازی اطلاعات روی رسانه دقیق‌تر و ساخت‌یافته‌تر شود و فضای کمی برای نگه‌داری اطلاعات مصرف شود. یکی از مزایای مهمی که کاتریج‌های HPE دارند، توانایی چند بار خواندن و نوشتن روی آن‌ها است، البته همه محصولات چنین ویژگی را ندارند. یکی از فناوری‌های کلیدی مورد استفاده در دیتا کارتریج‌های HPE، فناوری WORM است که سرنام واژه Write Once/Read Many به معنای یکبار نوشتن و چند مرتبه خواندن است. به عبارت دیگر، کاربر می‌تواند تنها یکبار اطلاعات را روی کاتریج بنویسد و امکان بازنویسی آن وجود ندارد. این کار با هدف تامین امنیت بالای اطلاعات و عدم مخدوش شدن آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، WORM مانع از آن می‌شود تا به دلیل خطای انسانی اطلاعات روی کاتریج پاک شده و از دست بروند. دومین فناوری پر کاربرد مورد استفاده در دیتا کارتریج‌های HPE رمزگذاری است که از نسل چهارم به محصولات این شرکت افزوده شده است. فناوری فوق قادر است با استفاده از استاندارد رمزگذاری پیشرفته 256 بیتی AES اطلاعات را کدگذاری کند تا افراد سودجو قادر به استفاده از آن‌ها نباشند. این استاندارد با استفاده بر مبنای الگوریتم Galois/Counter Mode که روی درایوهای LTO پیاده‌سازی شده است، ابتدا اطلاعات را فشرده‌سازی کرده، رمزگذاری کرده و روی نوار می‌نویسد. سومین فناوری قدرتمند افزوده شده به دیتا کارتریج‌های HPE  قالب‌بندی یا همان پارتیشن‌بندی دیتا کارتریج است که فرآیند کنترل فایل‌ها و مدیریت فضا از طریق راه‌حل LTFS (معماری LTFS چیست را مطالعه کنید) را امکان‌پذیر می‌کند. ترکیب این عوامل با یکدیگر باعث شده‌اند تا دیتا کارتریج‌های HPE مصرف پایین برق، هزینه کم، طول عمر بالا و فضای ذخیره‌سازی بیشتری در اختیار شرکت‌ها قرار دهند.

پیشنهاد مطالعه: مزایای ذخیره‌سازهای تیپ درایو در برابر باج افزارها و حملات سایبری

تفاوت Tape Drive و Data cartridge

در دنیای ذخیره‌سازی و نگه‌داری از اطلاعات با هدف پشتیبان‌گیری و آرشیو کردن حجم زیادی از داده‌ها از نوار (Tape) به جای استوریج‌های NAS یا هارد دیسک‌ها استفاده می‌شود. به نوارهایی که اطلاعات روی آن‌ها ذخیره‌سازی می‌شود Tape کارتریج گفته می‌شود و دستگاهی که اطلاعات کارتریج‌ها را نوشته و می‌خواند، Tape Drive نام دارد. دیتا کارتریج‌ها یک حلقه نوار را نگه می‌دارند، در حالی که Tape Drive دارای قرقره‌های هستند که نوارها را نگه‌داری می‌کنند. دیتا کارتریج‌ها نسل و مدل‌های مختلفی دارند و ظرفیت‌هایی در بازه 100 گیگابایت تا 45 ترابایت را دارند. علاوه بر این، Tape Driveها در ابعاد مختلف و برای پاسخ‌گویی به نیازهای مختلفی تولید و روانه بازار می‌شوند که توانایی نگه‌داری 1 تا 560 کارتریج را دارند. یکی از مزایای استفاده از Tape، هزینه آن است به طوری که برای دستیابی به چندین ترابایت فضای ذخیره‌سازی هزینه‌ای به مراتب کمتر از یک هارد دیسک‌ها یا استوریج‌ها را پرداخت می‌کنید.

پیشنهاد مطالعه: مزایای ذخیره سازی مبتنی بر نوار

تکنولوژی‌های دیتا کارتریج تا به امروز

در ابتدا، دیتا کارتریج اصلی‌ترین رسانه ذخیره‌سازی اطلاعات به شمار می‌رفت. هنگامی‌که فناوری‌های پیشرفته‌تری مثل دیسک‌ها به بازار عرضه شدند که قابلیت دسترسی تصادفی به اطلاعات داشتند، نقش دیتا کارتریج‌ها در دنیای فناوری اطلاعات کم رنگ شد و بیشتر در ارتباط با آرشیو و بایگانی از اطلاعات مورد استفاده قرار گرفتند. تا سال 2017 میلادی ظرفیت نگه‌داری اطلاعات به شکل فشرده توسط این رسانه‌ها در مقیاس پتابایت بود که چند مرتبه بیشتر از رسانه‌های موجود بود. همین مسئله باعث شده بود تا این رسانه‌ها در زمینه پشتیبان‌گیری از اطلاعاتی که قرار نیست تغییر پیدا کنند حرف اول را بزنند.

دیتا کارتریج متشکل از یک نوار مغناطیسی بلند و باریک است که از طریق جریان مغناطیسی که رسانه ذخیره‌سازی یا همان Tape Drive ایجاد می‌شود اطلاعات را روی نوار نوشته از آن می‌خواند. مشکلی که در این زمینه وجود داشت، روند کند عملیات ورودی و خروجی بود. همین مسئله باعث شد تا فناوری‌های کاربردی مثل LTO و LTFS به دنیای ذخیره‌سازی اطلاعات وارد شوند. اولین نسل فناوری LTO که LTO-1 نام داشت در سال 2000 میلادی به دنیای فناوری وارد شد و برای اولین بار اجازه داد تا بتوان اطلاعاتی در محدوده 100 گیگابایت را روی هر کارتریج نگهداری کرد.

در ادامه، سازمانی به نام LTO Consortium پدید آمد که هر سه سال یک مرتبه با ابداع فناوری خاصی ظرفیت نوارها را افزایش می‌دهد. پیشرفت‌ها در ارتباط با فناوری LTO در زمینه‌های مختلفی مثل موادی که در ساخت نوارهای مغناطیسی استفاده می‌شود، روش‌های فشرده‌سازی و تسریع در کدگذاری فیزیکی اطلاعات زمانی که درایو مشغول به کار است، خلاصه می‌شود.

تاکنون 9 نسل از دیتا کارتریج‌ها و Tape Driveها به بازار عرضه شده‌اند که هر نسل ظرفیت و نرخ انتقال اطلاعات بیشتری را به همراه ویژگی‌های کاربردی در اختیار کاربران قرار می‌دهد. در گذر زمان فناوری‌های دیگری در تعامل با LTO به حوزه دیتا کارتریج‌ها وارد شدند که از آن جمله باید به فناوری فشرده‌سازی خاص نوار به جای فشرده‌سازی بومی، افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی، بهبود نرخ فشرده‌سازی (در نسل‌های ابتدایی این نرخ 2:1 بود، اما از نسل ششم به بعد، 2.5:1 افزایش پیدا کرد)، فناوری WORM به منظور افزایش امنیت اطلاعات ذخیره‌سازی شده روی نوار، رمزگذاری مبتنی بر استاندارد رمزگذاری مدرن 256 بیتی که در سطح درایوهای LTO پیاده‌سازی می‌شود و غیره اشاره کرد. با توجه به این‌که امکان جابه‌جایی نوارها وجود دارد، رمزگذاری را باید یکی از کلیدی‌ترین فناوری‌هایی توصیف کنیم که به این مکانیزم ذخیره‌سازی اطلاعات افزوده شده‌اند.

LTFS فناوری کاربردی دیگر مرتبط با دیتاکاتریج‌ها است که قابلیت‌های کلیدی فایل‌محور بودن (File Base) و خودتعریفی (Self-Describing) را به آن‌ها افزود. پارتیشن‌بندی فناوری کلیدی دیگری است که به دیتا کارتریج‌ها افزود شد تا کنترل بر پوشه‌ها و سازمان‌دهی رسانه ذخیره‌سازی از طریق LTFS بهبود پیدا کند. به طور خلاصه، یک پارتیشن، پوشه‌ای را نگه می‌دارد و پارتیشن دیگر به منظور شاخص‌گذاری اختصاص پیدا می‌کند تا به درایو LTO مکانی که پوشه روی نوار قرار دارد را نشان دهد.

ظرفیت دیتا کارتریج ها

نسل‌های ابتدای LTO بدون استفاده از فناوری فشرده‌سازی، حجمی معادل 100 گیگابایت اطلاعات را نگه‌داری می‌کردند که به لطف فشرده‌سازی این رقم به 200 گیگابایت افزایش پیدا کرد. در این نسل، نرخ فشرده‌سازی برابر با 2:1 بود و حداکثر نرخ انتقال اطلاعات به شکل بومی برابر با 20 مگابیت بر ثانیه بود. در نسل دوم LTO-2 ظرفیت ذخیره‌سازی و حداکثر نرخ انتقال اطلاعات پیشرفت قابل توجهی داشت، به طوری که در حالت عادی 200 گیگابایت و در حالت فشرده‌سازی، 400 گیگابایت اطلاعات ذخیره‌سازی می‌شدند.

همچنین حداکثر نرخ انتقال اطلاعات در حالت عادی برابر با 40 مگابیت بر ثانیه بود. نسل سوم یا LTO-3 ظرفیت ذخیره‌سازی و حداکثر نرخ انتقال اطلاعات را دو برابر بیشتر از نسل دوم کرد. به طوری که حداکثر ظرفیت ذخیره‌سازی در حالت عادی به 400 گیگابایت و در حالت فشرده به 800 گیگابایت رسید. در نسل چهارم یا به عبارت دقیق‌تر LTO-4 ظرفیت ذخیره‌سازی به 800 گیگابایت و در حالت فشرده به 1.6 ترابایت افزایش پیدا کرد. در این نسل بود که فناوری رمزگذاری اطلاعات به نوارها افزوده شد.

نسل پنجم LTO-5 ظرفیت ذخیره‌سازی را به 1.5 ترابایت در حالت عادی و 3 ترابایت در حالت فشرده افزایش داد. در نسل ششم (LTO-6) این ظرفیت به ترتیب به 2.5 در حالت عادی و 6.25 ترابایت در حالت فشرده افزایش پیدا کرد. نسل هفتم (LTO-7) فضای ذخیره‌سازی را به 12 ترابایت در حالت عادی و 30 ترابایت در حالت فشرده‌سازی افزایش داد تا امکان استفاده از این رسانه‌ها در مراکز داده بدون مشکل فراهم شود. به ترتیب، ظرفیت ذخیره‌سازی همراه با انتشار نسل‌های مختلف LTO افزایش پیدا کردند به طوری که درایو داخلی LTO-9 ظرفیت ذخیره‌سازی را به 45 ترابایت ارتقا داد.

نحوه استفاده از دیتا کارتریج اچ‌پی

اگر تمایل به استفاده از دیتا کاتریج‌های اچ‌پی را دارید در اولین گام باید به فکر خرید تیپ درایو باشید. دستگاهی که داده‌ها را با هدف پشتیبان‌گیری و بایگانی، روی نوار مغناطیسی ذخیره می‌کند. عملکرد این دستگاه شبیه به ضبط صوت عادی است، درایوها داده‌ها را روی حلقه‌هایی از مواد سلولوئیدی منعطف ذخیره‌سازی می‌کنند. این درایوها به شیوه اسکن دوار که در آن هدهای ضبط و پخش نوار را لمس می‌کنند یا به شیوه خطی که هدها نوار را لمس نمی‌کنند، در بازار وجود دارند.

هنگامی که دستگاه موردنظر را خریداری کردید، در مرحله بعد باید دیتا کارتریج موردنظر خود را انتخاب کنید. امروزه، گزینه‌های مختلفی در بازار وجود دارند. به طور مثال، دیتا کارتریج HP LTO 5 با ظرفیت ذخیره‌سازی 3 ترابایت در حالت فشرده، دیتا کارتریج LTO6 C7976A با ظرفیت .256 ترابایت، دیتا کارتریج  LTO-7 C7977A با ظرفیت 15 ترابایت و جدیدترین دیتا کارتریج LTO9 HPE با ظرفیت 18 ترابایت تا 45 ترابایت در بازار وجود دارند.