IBM 磁帶庫的詳細說明

1、1.1 IBM 3584磁帶庫的詳細說明IBM 3584磁帶庫為大型、分布式系統(tǒng)的自動化磁帶庫系統(tǒng)。它是模塊化設計，可以根據(jù)用戶的需要任意“組裝”所需要的單元；它可以將192個LTO一代或者LTO 二代磁帶驅動器共存于同一個磁帶庫中。IBM 3584磁帶庫是一個靈活、可靠和低成本的磁帶庫解決方案，它可以提供出色的多平臺能力，它可以運行于IBM RS/6000、AS/400、Sun、HP、Windows NT/2000等操作系統(tǒng)環(huán)境中。IBM 3584磁帶庫是采用模塊化的設計，它的最小組成可以只有一個控制機柜、一個磁帶驅動器。其擴展能力非常優(yōu)秀，它最大可以擴展到16個機柜、192個磁帶驅動器。I

2、BM 3584的容量可以從8.7TB到1376TB(非壓縮情況下)，可以滿足用戶不同容量的需求。3584磁帶庫具有高可靠、大容量、高性能的特點。它可配置雙磁帶庫控制單元、標配有雙磁帶抓取器的機械手和機械臂。3584磁帶庫的控制信息數(shù)據(jù)庫可以得到數(shù)據(jù)鏡象(RAID 1)的保護，提供了極高的可靠性。3584磁帶庫最大的聯(lián)機磁帶數(shù)據(jù)處理容量達到1376TB，它的擴展能力也相當?shù)撵`活，可以配置驅動器機柜單元或存儲機柜單元來擴充磁帶庫的處理容量，還可以配置多個磁帶驅動器來提高磁帶庫處理速度。3584磁帶庫具有相當?shù)闹悄芑?，它可以把使用頻率最高的那些磁帶在磁帶庫中放置得離磁帶驅動器盡量的近，這樣就減少了許

3、多機械手的抓取和移動動作，極大地提高了磁帶庫系統(tǒng)的性能。目前其內(nèi)部使用的LTO磁帶驅動器同樣具有高可靠、大容量、高性能的特點。LTO磁帶驅動器采用的是業(yè)界推薦的適用于數(shù)據(jù)處理的線性掃描方式，區(qū)別于螺旋性掃描方式，線性掃描方式具有要求磁帶驅動器機械結構簡單、磁頭與磁帶非物理接觸以減少磨損、支持磁帶快速啟停操作以適應于計算機數(shù)據(jù)處理等諸多優(yōu)點。LTO磁帶單盤容量非壓縮情況下為200GB，采用先進的壓縮方式，壓縮下每盤容量可達400GB，LTO磁帶驅動器的介質數(shù)據(jù)傳輸率在非壓縮情況下為35MB/s。LTO磁帶驅動器是½英寸技術磁帶系列中的最新一代產(chǎn)品，IBM公司的LTO磁帶驅動器則是更為可

4、靠的產(chǎn)品。IBM LTO磁帶驅動器的伺服軌道的設計使磁頭始終準確地定位在正確的磁道上讀取數(shù)據(jù)。LTO磁帶驅動器采用高可靠、支持高密度的金屬帶。1.1.1 磁帶驅動器在IBM 3584磁帶庫中使用了IBM LTO高性能磁帶驅動器(Drive)。這是一款目前性能最高的磁帶驅動器（IBM 3592 磁帶驅動器推出后，僅次于3592），單磁帶驅動器其數(shù)據(jù)傳輸速率高達80MB/sec，在壓縮情況下數(shù)據(jù)傳輸速率可達160MB/sec，其數(shù)據(jù)傳輸速度可以媲美PC機的硬盤速度。在IBM 3584磁帶庫中，磁帶驅動器均支持熱插拔，并且支持冗余電源保護。在IBM 3584磁帶庫中，磁帶驅動器支持Ultra 2 S

5、CSI LVD、UltraSCSI HVD以及光纖通道(FC)等多種接口。并且支持通過光纖通道交換機連接到存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)中。1.1.2 控制單元L52控制單元(LTO Base Frame)是3584的心臟和大腦，它包含一個磁帶庫管理控制工作臺。3584控制單元由控制工作臺、盒式磁帶抓取器、I/O工作窗口、條形碼識別器，最大12個LTO磁帶驅動器，以及多達287個LTO盒式磁帶帶倉組成。1.1.3 驅動器單元D523584 LTO驅動器單元(LTO Expansion Frame)具有增加磁帶驅動器單元的能力。最多12個LTO磁帶驅動器，也可以不配磁帶驅動器，最大440個LTO盒式磁帶帶

6、倉。1.1.4 磁帶庫管理程序3584磁帶庫管理程序是安裝在3584控制單元的控制工作站內(nèi)，它可以控制以下功能：Ø 與主機/服務器進行通訊，接收主機/服務器對磁帶庫訪問操作的請求，返回磁帶庫的狀態(tài)Ø 控制盒式磁帶抓取器和機械手Ø 盒式磁帶在機架中的位置，控制程序維護著磁帶庫中邏輯卷與磁帶物理位置的庫存表(inventory)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫可以存放在兩塊磁盤上Ø 控制盒式磁帶在機架間、磁帶驅動器間的移動Ø 磁帶驅動器的自動清潔Ø 磁帶庫性能優(yōu)化Ø 改變磁帶處理優(yōu)先級Ø 錯誤恢復Ø 錯誤記錄和操作性能記錄&

7、#216; 遠程支持系統(tǒng)，提供遠程撥號登錄服務，使用IBM維護人員能夠遠程登錄3584磁帶庫來進行維護Ø 基于Web的磁帶庫管理界面，方便的圖形化管理（該內(nèi)置軟件被稱為 IBM TotalStorage UltraScalable Tape Library Specialist），方便客戶從企業(yè)的任何地點對磁帶庫進行管理。Ø 用戶可以選擇在不同的磁盤上同時存放兩個磁帶庫管理程序數(shù)據(jù)庫。當正本所在磁盤發(fā)生故障時，磁帶庫管理程序可自動切換到副本所在的磁盤，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。1.1.5 盒式磁帶抓取器盒式磁帶抓取器是以可靠性最高和性能最高為目標設計的，它可以將磁

8、帶在存儲單元、磁帶驅動器和I/O工作窗口之間移動。盒式磁帶抓取器的機械手可以作水平、垂直的運動，并且可以旋轉180度，在機械手上有一個激光條形碼識別器。盒式磁帶抓取器具有以下能力：Ø 一個盒式磁帶抓取器即可以存取全部盒式磁帶。Ø 抓取器可將磁帶庫中任一盤磁帶放入任一個驅動器。Ø 條形碼識別器通過激光掃描盒式磁帶上的條形碼作到快速的編目管理。Ø 作為標配的雙機械手可以提高性能（在最大配置時可提高40%）和可用性。Ø 優(yōu)化的雙機電抓取手，可實現(xiàn)互為冗余備份1.1.6 盒式磁帶I/O工作窗口使用I/O工作窗口不用停止盒式磁帶存取器的工作一次可添加或取

9、出多達16盤至32盤的盒式磁帶。操作人員也可以人工方式添加盒式磁帶：打開門將盒式磁帶插入任何適當?shù)牟宀郏蛴么笕萘枯敵鲈O施成批取出盒式磁帶。1.2 IBM 3584磁帶庫技術特點分析1.2.1 針對SAN高可用性的技術作為3584磁帶庫與磁帶驅動器無縫結合的范例之一，3584采用先進的驅動器World Wide Node Naming 設定系統(tǒng)。該領先的特性可實現(xiàn)當更換新驅動器的時候不會丟失光纖通道World Wide Node Name(WWNN)的定義。3584產(chǎn)品內(nèi)置了行業(yè)標準的Worldwide Node Naming(WWNN) convention設定系統(tǒng)。具體來說，在每次驅動器重

10、置或加電的時候，采用了磁帶庫模塊序列號加上驅動器位置的規(guī)則體系重建WWNN。也就是說在更換Frame x Row y位置上的驅動器時，它的WWNN是不會改變的。該先進特性能夠避免增加和更換驅動器時主機和光纖交換機的重新配置，從根本上免除了主機系統(tǒng)控制軟件、SAN 參數(shù)的重新設定而引起的系統(tǒng)不可用甚至崩潰的情況。該特性保證設備命名的一致性，對于SAN 環(huán)境下的磁帶庫使用尤其重要，而其他磁帶庫廠商尚未提供該項功能。1.2.2 智能化磁帶庫存管理3584磁帶的庫存管理具有相當高的智能化，它可以把使用頻率最高的那些磁帶在磁帶庫中放置得離磁帶驅動器盡量的近，這樣就減少了許多機械手的抓取和移動動作，極大地

11、提高了磁帶庫系統(tǒng)的性能，這是優(yōu)越于其他磁帶庫的特點之一。1.2.3 先進的Multi Path 技術和磁帶庫邏輯分區(qū)架構：便捷而高可靠IBM 3584磁帶庫是面向企業(yè)級用戶的高端磁帶庫，采用了先進的邏輯分區(qū)技術，可被劃分成多個邏輯磁帶庫（可多達192個），非常便捷地實現(xiàn)多個服務器共享一個物理的磁帶庫。這種技術已內(nèi)置于3584磁帶庫中，無需用戶額外投資。而其他廠家如ADIC、STK，其磁帶庫如要進行邏輯分區(qū)，則必須額外配置一臺專門的服務器和昂貴的軟件，而這臺服務器則成為磁帶庫單點故障的隱患。具體來說，有以下幾點： 支持多控制路徑冗余和控制路徑的自動故障接管（Control Path Failov

12、er for AIX）。消除了控制路徑的單點故障問題。其他廠商的磁帶庫是單一的，專門的庫體機械裝置的控制通路，成為整個磁帶庫最大的單點故障。 支持數(shù)據(jù)路徑的自動故障接管和多路徑負載均衡，多路徑負載均衡的功能可對多塊主機光纖卡自動選擇負載最小的路徑。 支持強大的磁帶庫邏輯分區(qū)功能，從而實現(xiàn)真正的磁帶庫共享：同構或異構的服務器共享磁帶庫的機械設備（robotics）而無需“存儲管理中間軟件”（storage management middleware）或專門的服務器擔任library manager的角色。1.2.4 先進的統(tǒng)計分析與報告系統(tǒng)IBM 3584磁帶庫內(nèi)置了先進的統(tǒng)計分析與報告系統(tǒng)（S

13、tatistical Analysis and Reporting System），與IBM LTO GEN2 驅動器在業(yè)界領先的微碼相結合，可以及時分析和報告磁帶庫及驅動器的工作狀態(tài)，幫助系統(tǒng)管理員判斷讀寫故障的原因（驅動器硬件或磁帶介質？），磁帶介質是否處于不良狀態(tài)，驅動器硬件運轉是否正常等，并通過SNMP、自動呼叫支持中心、Web遠程管理界面等方式向用戶報告，確保磁帶庫處于良好的工作狀態(tài)。而其他廠家的磁帶庫則未具備這種智能化技術，依賴人工干預的程度很高。具體實現(xiàn)原理可參見附件：“IBM Statistical Analysis and Reporting System分析說明”1.2.5

14、 卓越的模塊化擴充能力從1個到16個機柜的擴充能力，從1個到192個LTO磁帶驅動器，從64到6887盤磁帶的容量(壓縮后磁帶庫最大容量為2754TB)，而每個擴展柜的磁帶槽位空間為440盤，真正實現(xiàn)了用戶的靈活擴展。而非其他廠家如ADIC等，擴展容量的臺階幅度極高，一個擴展柜需配數(shù)千盤磁帶（雖然表面上以100盤磁帶槽位計價，但其過高的庫體擴展門檻實際上仍轉嫁到用戶頭上）1.2.6 極高的可靠性 雙機械抓取器設計：雙機械抓取手能夠實現(xiàn)在卸載當前磁帶的同時，檢索下一盤需要mount的磁帶，從而減少整體的移動操作，進一步提高帶庫的整體性能，同時還提供了機械臂冗余，從而提供更高的可靠性。 控制信息數(shù)

15、據(jù)庫數(shù)據(jù)鏡象(RAID 1)保護：用戶可以選擇在不同的磁盤上同時存放兩個磁帶庫管理程序數(shù)據(jù)庫。當正本所在磁盤發(fā)生故障時，磁帶庫管理程序可自動切換到副本所在的磁盤，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。 IBM 3584磁帶庫每當門開關一次，系統(tǒng)自動核對盒式磁帶編目。使用快速掃描和條形碼系統(tǒng)證編目的完整性。 診斷監(jiān)視程序常駐運行：可防止?jié)撛诘膯栴}并且?guī)椭焖俜治鰡栴}。 標配調(diào)制解調(diào)器，可以支持遠程故障診斷和呼叫。3584管理程序提供標準SNMP協(xié)議的支持，可以通過LAN連接使用TCP/IP發(fā)送SNMP報警信息1.2.7 高可用性設計 IBM 3584磁帶庫支持雙供電系統(tǒng)設計：確保磁帶庫的電源冗余度

16、。 IBM 3584 磁帶庫內(nèi)每個驅動器的電源和風扇都具備冗余 3584所有驅動器、電源和風扇都是熱插拔的 當更換驅動器和電源時，無需重新啟動（re-IPL）主機系統(tǒng)：光纖接口驅動器只需要該驅動器的暫停使用，SCSI接口的驅動器和控制通路則只影響該SCSI總線上的設備（暫停）。1.2.8 高可靠、高性能的IBM LTO Gen2 Ultrium 驅動器LTO磁帶技術作為一個開放的標準，允許各生產(chǎn)廠商在遵從大部分格式標準的前提下，對各自產(chǎn)品的設計參數(shù)酌情調(diào)整。因此，盡管所有不同品牌的LTO驅動器都可讀寫通用的磁帶介質，但不同廠商的LTO驅動器的構造設計是有所差異甚至是相去甚遠的。IBM開發(fā)和生產(chǎn)

17、的LTO一代和二代磁帶驅動器蘊含著IBM雄厚的技術基礎和對高端客戶的承諾，以下為IBM LTO 驅動器的特性：1) 采用了“表面控制磁帶引導技術”（Surface Control Guiding System），解決了其他廠商的磁帶產(chǎn)品“邊緣壓力控制引導”技術（Edge Control Guiding）帶來的磁帶邊緣嚴重機械磨損問題，提高了磁帶驅動器和磁帶的可靠性和使用壽命，以及數(shù)據(jù)的完整性。2) IBM 獨有的“平滑磁頭設計”（Flat head design）：IBM LTO驅動器采用了與IBM高端Magstar驅動器（3590驅動器）完全相同的“平滑磁頭設計”（Flat head des

18、ign），采用了相同的制造設備和相同的技術規(guī)格。該設計使磁帶介質保持直線、平滑的傳送路徑，同時在磁頭和磁帶介質之間生成一層超微空氣層（microscopic air layer）,該空氣層減少了摩擦和磁帶過早耗損。3) 先進的第二代ECC錯誤修正編碼技術，提供先進的數(shù)據(jù)糾錯特性，保證數(shù)據(jù)的完整性和可用性。4) IBM獨有的“軟裝載安全鎖定裝置”（Soft Load Safety Interlock）,能夠防止磁帶因意外事故裝載和磁帶脫落的情況，減少磁帶損壞和機械軌道的磨損。5) 強壯的磁帶和磁頭設計：金屬顆粒磁帶介質和先進的第四代磁阻磁頭等先進設計。6) IBM 獨有的“彈性引導栓”（Adaptive Threading）設計，解決了在其它磁帶產(chǎn)品中常見的引導栓機械磨損熱點導致故障的難題。7) 先進的“寫后讀校驗”技術，將磁頭讀寫部分分開，分成讀磁頭和