IBM虚拟引擎TS7510

古月石

1开放系统备份
1.1  开放系统备份的历史
开放系统备份的历史经历了三个阶段。第一阶段是在购买的服务器中安装内置磁带机，用它来对操作系统和一些小文件进行惫份。但是随着数据量的不断增长，工程师不得不在数据惫份时频繁地更换磁带把数据保存下来。第二阶段是使用Autoloader备份数据。它的出现减轻了频繁更换磁带的工作量。使用Autoloader的备份仍然是一种一对一的备份形式，即一台服务器连接一台Autoloader,这样增加了成本和日常管理维护的工作量。第三阶段是以太网和SAN与备份的结合，就是将服务器中的数据通过以太网或SAN做集中的备份。这种新的备份方式大大减少了备份设备的数量和工程师的工作量，提高了生产效率。
在数据量呈指数规律增长的情况下，数据类型的差异使得它们在备份和恢复的方式上有所不同。一些数据需要长时间的归档保存，而另一些只需要保留一段时间并在需要的时候可以被迅速地恢复。传统的磁带机/磁带库可以满足以上数据备份的要求。但是随着客户IT环境的不断扩大和完善，客户希望备份和恢复的操作尽可能小的影响正常的应用和生产，这就对备份和恢复的速度提出了更高的要求。IBM按照客户要求提出了一个全新的概念：即先将数据备份到磁盘上再备份到磁带上。这种架够可以大大地节省备份和恢复的时间，提高物理带库磁带空间的利用律。
1.2 新的开放系统备份方法
1.2.1   Disk to Disk (D2D)
D2D是一种新的开放系统备份架构。这种架构充分利用了磁盘读写速度快的优势，将数据备份到磁盘上，节省了大量的时间。D2D的原理就是主磁盘和存储备份数据的磁盘之间做镜乡象拷贝，这是一个非常复杂的配置过程同时需要购买额外的产品，它也不能满足离线存储的要求，一旦磁盘被毁坏将导致全部数据丢失。

1.2.2   Disk to Disk to Tape (D2D2T)
第二种架构是IBM所推荐的：即D2D2T，它是一个多层存储架构，它先把数据从一个磁盘系统备份到另一个磁盘系统上，再由客户决定是否将数据立即转移到磁带上。利用磁盘和磁带相结合的备份架构，实现了高性能备份和恢复和离线存储功能的完美结合。

1.3 为什么要采用虚拟存储
    今天典型的数据中心面临着两个同样重要的目标。由企业CFO负责推动的一个目标是减少IT基础架构的总拥有成本（TCO）。另一个由企业CIO负责推动的目标对企业的生存来说同样重要，这就是保护和保留对公司健康至关重要的信息。对于企业的总体利益来说，这些目标之间是相互排斥的，还是相互补充的呢？
为满足关键任务应用对信息的需求以及达到相关行业标准和规章制度的要求，公司需要越来越多的存储资源，人们开始重视简化数据中心和实现财务上可行的信息生命周期管理（ILM）。
为实现简化，需要消除基础架构的复杂性和最大程度地减少IT环境中集成的供应商数量，而一种有效的ILM策略要求数据中心能够确保将第1层信息保存在性能最好、因而也是最昂贵的存储资源上，同时可以从性能稍逊的设备访问第2层数据。
对于很多企业来说，存储区域网（SAN）中的高速磁盘阵列已经成为在一个2层存储环境中访问第1层信息的关键，磁带传统上一直都是比较便宜的第2层选择。
随着SATA这样低成本、低价格磁盘存储的出现，部分企业开始有兴趣使用性能较低的SATA驱动器取代磁带成为第2层存储介质，用于存放很少访问的第2层数据以及实现在线备份和恢复解决方案。
不幸的是，IT环境的总拥有成本不仅仅包括购买成本。通过最大程度地缩短备份时间窗口来控制数据中心的人工成本就是其中一个突出的例子。数据中心需要减少操作员的交互和增加数据吞吐量来减少时间调度需求。另外，磁盘介质的维护也会消耗客户的IT预算，更不用说保持设备运转所需的能耗以及散热所需的空调费用。
与此相反，磁带只有在实际读写时才需要运转，不要求数据中心浪费宝贵的资源。另外，随着驱动器和介质技术的最新进步，每一磁带盒都可以存储比以前更多的数据——比磁盘驱动器要多得多，而且传输这些信息的速度也远远超过了上一代产品。
因此，磁带仍是新的3层备份和归档战略的关键组成部分。通过使用共享D2D2T（磁盘-磁盘-磁带）虚拟架构，数据中心可以充分利用磁盘和磁带的优势：使用D2D（磁盘-磁盘）战略即时恢复丢失的数据，同时充分利用D2D2T实现提供的安全性和经济性。
但是，如果您损失了整个数据中心，那又会发生什么事情呢？恢复丢失的数据需要多长时间？您能够恢复丢失的数据吗？在您等待检索数据时，这一过程又会付出多大的成本？即时恢复需要多少费用？如果卡特林娜（Katrina）这样的飓风袭击了您的数据中心以及周围方圆数英里的地区，您需要怎样做才能保持业务的继续进行呢？
另外，重建您的IT环境需要多长时间？您有这样做的能力吗？在电子世界的海洋中，您会沉下去还是能够继续在“海面”上冲浪？在紧急情况下，您也许可以依靠自己业务合作伙伴提供的支持来更换基础架构。但是，您找谁来帮助自己重建数据呢？要知道，这可是您的职责而不是其它人的责任！您根本就不能将责任推给他人。企业数据中心必须采取任何必要的措施来安全保存关键任务企业数据，同时还要安全保存恢复正常运行所需的历史归档信息。IT人员必须确保能够提供最可靠和经济的存储解决方案。
    IBM在50多年的时间里一直都在提供创新的磁带解决方案，而且现在也一直没有中断。在最近发布的TS75101磁带系统虚拟引擎中，IBM为数据中心提供了新的功能，这就是使用中央存储介质进行备份和恢复，同时在多个服务器和应用之间实现宝贵IT资源的共享。

2  TS7510
2.1 TS7510简介
TS7510虚拟引擎是一种高性能，高容量的开放系统虚拟磁带产品。它可以在大带库备份环境中提高备份和恢复的处理速度。TS7510可以仿真成装有LTO-2、LTO-3和3592驱动器的3584带库来提高备份速度和系统可靠性。
    作为传统的磁带库系统，TS7510虚拟磁带库支持条形码来识别磁带的机制。但是因为它是一个虚拟的系统，TS7510解决了在普通带库中大量磁带空间闲置的问题。真正做到了存储空间的按需分配。
    通常客户已经使用了物理带库对数据进行了保护，在使用TS7510的情况下，物理带库中的数据可以被顺畅地倒入到虚拟磁带系统中。如果在数据丢失或误操作的情况下要求快速的恢复数据，TS7510便可以发挥它存取速度快的优势迅速地使数据得以恢复。
    TS7510作为基于光纤架构的开放系统磁带虚拟化解决方案。它将每天的数据先备份到磁盘缓存中，然后根据数据的保存时间来决定是否将数据移植到物理带库中做长时间的保存。由于每日的备份数据都被写到了TS7510的磁盘缓存中，这样大大减轻了磁带驱动器的工作负载。
    安装有一个TS7510虚拟引擎的TS7510有四个光纤通道接口用来连接服务器或带库。安装有两个TS7510虚拟引擎的TS7510有八个光纤通道接口用来连接服务器或带库。但八个光纤通道接口中最大只能有四个接口连接带库。
    TS7510与其他支持开放平台的虚拟磁带产品有很多不同，TS7510既可以与带库并行连接也可以直接连接。所谓并行连接，就是带库和TS7510都连接到服务器上，备份的数据先由服务器到TS7510，再由TS7510通过服务器到达带库。所谓直接连接就是带库直接连接到TS7510上。
    在虚拟磁带库中已经没有了机械手的移动、磁带的装载和卷带、磁带的定位和回绕。更多的对磁带的工作可以在虚拟带库的一个光纤接口来完成。如果备份窗口被减少，那么数据从虚拟带库移植到物理带库上所花的时间将会增加，所以把物理磁带驱动器和介质数量减少的做法必须考虑一个前提条件，那就是将需要保存时间长久的数据放到物理带库上。减少频繁的存取操作。

2.2 TS7510关键特性：
1 虚拟支持IBM LTO-2、LTO-3、3592-J1A磁带驱动器
2 可仿真为IBM 3584 磁带库
3 可物理连接IBM 3584、3494磁带库
4 每个节点四个光纤通道接口用来连接服务器或磁带库
5 物理磁带库具备两种输出模式
  （1）由备份软件控制
  （2）有管理员控制
6 两个虚拟引擎可以被配置成为一个active-active cluster
7 支持实时的数据压缩以减少对磁盘空间的要求
8 使用虚拟磁带来按需分配磁盘空间。在定置环境下也支持静态分配磁盘空间。
9 使用以太网管理IBM 3494磁带库的inport/export
10 TS7510 cache controller支持透明的路径（HBA、port、switch、channel）和控制器的failover/failback

TS7510  单节点和双节点的配置
TS7510可以支持单节点的配置，即使用一个TS7510虚拟引擎服务器。也可以支持双节点High Availability(HA)配置，即使用两个TS7510虚拟引擎服务器。

单节点配置支持：
1 最大可仿真成64个3584磁带库
2 最大支持512个虚拟磁带驱动器（LTO-2/LTO-3/3592-J1A）
3 最大4096盘虚拟磁带

双节点配置支持：
1 最大可仿真成128个3584磁带库
2 最大支持1024个虚拟磁带驱动器（LTO-2/LTO-3/3592-J1A）
3 最大8192盘虚拟磁带

一个HA TS7510 配置 包括两个TS7510虚拟引擎服务器和在3952机柜上冗余交流电源，组成里一个全冗余的架构。

3  TS7510虚拟引擎硬件组成

TS7510虚拟引擎是由三个硬件装置组成：

（1）3952是一个独立的单元用来放置TS7510的其它部件
（2）TS7510虚拟引擎服务器（3954-CV5）、缓存控制器（3955-SV5）
（3）缓存模块（3955-SX5）。

3.1 3952单元介绍
一个TS7510可以配置一个或两个3952单元。第一个3952单元被称为基本单元，
它可以放置一个或两个TS7510虚拟引擎服务器。
单个TS7510虚拟引擎最大支持28TB裸容量（23TB可用容量）。
两个TS7510虚拟引擎最大支持56TB裸容量（46TB可用容量）。
两个TS7510缓存控制器和六个缓存模块
第二个3952单元可以作为扩展单元选配，它可以安装其余的8个缓存模块。

3.2 TS7510虚拟引擎服务器（3954-CV5）
TS7510虚拟引擎服务器与TS7510的Management Console和SAN网络（服务器和物理带库）连接起来。TS7510虚拟引擎Management Console提供管理GUI接口来管理TS7510虚拟引擎服务器。
3.2.1 TS7510 数据管理和高级功能
（1） RAID
TS7510支持磁盘RAID5级别，RAID5可以提高磁盘并行存取的性能。为了防止磁盘故障，TS7510缓存控制器自动配置hot spare磁盘随时准备接管故障的磁盘。
（2） Failover/Failback
TS7510虚拟引擎提供Failover/Failback功能，避免在硬件或软件故障的情况下产生宕机。
TS7510虚拟引擎使用独特的监控系统（自监控和智能心跳监控）实时地监控对方的状态，以便在一个节点故障的情况下及时地接管故障节点的资源。
（3）网络复制
网络复制是一种保护数据的功能。它是通过IP网络将本地的TS7510虚拟带库上的数据复制到远地的另一台TS7510虚拟引擎服务器上。
在一个规定的时间间隔内，如果虚拟带库上的数据没有被使用，那么本地虚拟带库中被改变的数据将会作为“复制资源”被传送到远地虚拟带库以是两个地点的数据同步。通常情况下备份客户端不能访问远地的“复制资源”。如果出现本地数据丢失，管理员可以提升“复制资源”让备份客户端能过访问该“复制资源”。
（4）自动归档
自动归档将数据输出到物理带库中，要使用这个功能必须保证物理带库安装有barcode,因为当虚拟带库要输出数据到物理带库上时，它必须要找到物理带库上匹配的条码。在使用自动归档功能时不要忘记选择在归档结束后是否保留虚拟带库上的数据。
（5）自动复制
   自动把数据复制到其他的TS7510虚拟服务器上。
（6）远程拷贝
   远程拷贝可以把本地虚拟带库中的某一盘磁带上的内容拷贝到远程虚拟带库上。
（7）输入/输出
   输入功能可以把物理带库中以有的数据输入到虚拟带库中，以便将来服务器需要时快速恢复。
输出功能就是将虚拟带库中的数据输出到物理带库中做长时间的保存。
3.3  TS7510缓存控制器（3955-SV5）和缓存模块（3955-SX5）
3.3.1 缓存控制器（3955-SV5）
3955-SV5是IBM虚拟化引擎TS7510的磁盘模块。磁盘3955-SV5提供了4个2Gb的光纤端口连接到控制引擎模块CV5的双控制器。同时每个IBM虚拟化引擎TS7510配置两个3955-SV5的磁盘模块。
IBM虚拟化引擎TS7510的磁盘模块3954-SV5硬件参数如下：
_  14块250 GB SATA硬盘
_  双磁盘阵列控制器
_  双交流电源
_  光纤端口1和光纤端口2连接CV5控制模块
_  专用光纤端口连接SX5磁盘扩展模块
磁盘模块3955-SV5采用了RAID5磁盘保护技术，每组RAID包含5块数据盘包含5块数据盘一块校验盘和一块热备盘(5+P+S)。磁盘模块3955-SV5通过带内管理的方式由引擎模块3954-CV5进行带内管理。磁盘模块3955-SV5上的网口和串口不能使用。

3.3.2 缓存模块（3955-SX5）
IBM虚拟化引擎TS7510的磁盘扩展模块3955- SX5与磁盘扩展模块3955-SV5相连。磁盘扩展模块3955-SV5提供14块SATA的硬盘。裸数据容量3.5TB。
磁盘扩展模块3955- SX5的硬件参数如下：
_ 14块250GB SATA的硬盘
_ 双冗余背板 (ESM)
_ 双交流电源Dual AC power
磁盘扩展模块3955- SX5与磁盘扩展模块3955-SV5相连的示意图如下：

其中磁盘扩展模块SX5提供磁盘RAID5方式采用六块数据盘和一块校验盘(6+P)。其中在扩展柜的第一个抽屉和第四个抽屉提供磁盘RAID5方式采用五块数据盘和一块校验盘和一块热备盘(5+P+S)。

高可用性切换功能
我们IBM虚拟化引擎TS7510有两种配置方式：基本方式和高可用性方式。当我们的如果我们IBM虚拟化引擎TS7510配制成稿可用性方式的情况下系统具有以下特性：
高可用性(HA)切换方式主要适用于当硬件或软件发生故障从而影响到IBM虚拟化引擎TS7510操作的情况下，主的3954-CV5引擎模块将会切换到后备的3954-CV5引擎模块。高可用性(HA)的切换功能需要购买IBM虚拟化引擎TS7510相应的HA配置。具体配置方式我们另文详解。同时当IBM虚拟化引擎TS7510配制成高可用性(HA)方式时，系统可以避免很多潜在的问题，例如，存储设备路径切换功能。
存储设备路径故障切换功能
存储设备可能会由于连接链路的问题导致存储路径失效。HA模块可以通过多路径的配置消除潜在的故障点。IBM虚拟化引擎TS7510自动侦测所有存储设备的链路。当某条链路失效的情况下，IBM虚拟化引擎TS7510会将IO自动切换到其他可用的链路。
TS7510虚拟化引擎服务器故障切换功能
虚拟化引擎TS7510的切换功能可以在TS7510一台虚拟化引擎服务器意外发生宕机的情况，避免整体TS7510虚拟化引擎宕机
。
4   TS7510虚拟引擎服务器软件部分介绍（5639-CC7）
虚拟化引擎TS7510的强大来源于软件仿真技术。我们将在以下的章节里讨论TS7510的软件仿真技术的所有特性。
4.1  磁带库仿真Tape Library Emulation
IBM虚拟化引擎TS7510可以创建为IBM 3584磁带库的一个虚拟拷贝。 IBM TS7510可以精确的设置成一个配置为任意槽位的3584以适合虚拟设备的需求。当所有备份软件以及独立软件开发商(ISVs)所提供的软件连接到IBM TS7510的时候，IBM TS7510身份上会作为一台3584来使用。独立软件开发商(ISV)的备份客户端可以通过存储局域网络(SAN)连接到虚拟化引擎TS7510上，同时在不需要任何额外的软件的情况下用相同的连接方式连接到实际的物理磁带库上。.
4.2  磁带驱动器仿真Tape Drive Emulation
IBM TS7510可以配置成为三种不同类型的虚拟磁带驱动器：
_ IBM LTO第二代虚拟磁带驱动器，采用200GB的磁带；
_ IBM LTO第三代虚拟磁带驱动器，采用400GB的磁带；
_ IBM 3592 J1A虚拟企业级磁带驱动器，采用300GB的磁带；

在每一个虚拟磁带库内只能配置一种类型的虚拟磁带驱动器。所以，当假设我们创建了一个虚拟磁带库并且为这个磁带库配置了IBM LTO第二代虚拟磁带驱动器，这时就不能在同一个虚拟磁带库里配置IBM LTO第三代虚拟磁带驱动器和IBM 3592 J1A虚拟企业级磁带驱动器，虽然这种磁带驱动器混合安装的方式在实际的磁带库是可以实现的。如果你打算改变虚拟磁带驱动器的类型，需要创建一个新的虚拟磁带库，之后将现有的虚拟磁带库的内容迁移到新创建的虚拟磁带库中。
TS7510 有基本配置方式和HA配置方式 ，详见下表：
其中HA的配置方式我们另文详解。
虽然TS7510可以仿真IBM LTO第二代虚拟磁带驱动器IBM LTO第三代虚拟磁带驱动器和IBM 3592 J1A虚拟企业级磁带驱动器，但仅仅是仿真设备格式。所以TS7510并不完全仿真实际物理驱动器备份速率。
4.3虚拟磁带卷Virtual Tape Volumes
虚拟磁带卷和选择的虚拟磁带驱动器联合使用。所以，假设选择LTO第三代虚拟磁带驱动器，虚拟磁带卷的容量就是LTO第三代磁带的容量。默认的介质类型是5 GB。这意味着一个装载到虚拟磁带驱动器的虚拟磁带卷的容量最小需要占用5GB空间。在虚拟磁带卷装载虚拟磁带驱动器之后，虚拟磁带驱动器对虚拟磁带卷写入时虚拟磁带卷的容量增长与虚拟磁带卷所定义的类型相关，虚拟磁带卷容量增长遵循以下规则：
_ IBM LTO第二代虚拟磁带卷起始容量5 GB 每次增量5GB
_ IBM 3592 虚拟磁带卷起始容量5 GB 每次增量5GB
_ IBM LTO第三代虚拟磁带卷起始容量5 GB 每次增量7GB

5  TS7510虚拟磁带库与Tivoli Storage Manager的结合
5.1  对LAN-free backup/restore的支持
在LAN-free备份环境里使用TS7510虚拟带库，可以把TS7510看作是对一个物理带库进行操作，但是它的备份速度要远远地高于物理带库，因为TS7510里没有了物理带库中mount queue, load, or locate overheads等对磁带的物理操作。





5.2  TS7510在TSM环境里与物理带库的直连和并行连接

在基于TSM的并行连接配置中（备份方式可以采用LAN-backup或LAN-free backup）TS7510虚拟带库和物理带库都连接到TSM备份服务器上，其中TS7510虚拟带库作为TSM备份服务器的主存储池，而物理带库作为拷贝存储池。TSM备份服务器负责调度将TS7510虚拟带库中的数据拷贝到物理带库中。
并行连接的好处有以下几点
（1）并行连接方式支持存储池的增量备份。
（2）并行连接方式允许主存储池中的磁带（虚拟的）和复制的磁带（物理的）是不同的介质类型、设备类、和设备容量，这些信息都被TSM备份服务器所跟踪。但在虚拟自动归档功能中，物理和虚拟的介质类型、设备类型和介质的标签必须一致。
（3）真实拷贝可以选择同步和异步两种方式。在使用自动归档功能时，真实拷贝只能使用异步方式：即数据往虚拟带库写入完成后在归档
（4）在并行连接方式中虚拟磁带介质和物理磁带介质以不同的策略被管理。在直连方式中两种磁带介质按照相同的管理策略来管理。
在直连方式下使用自动归档功能时，备份命令调用虚拟带库中的虚拟机械手将虚拟磁带装入虚拟I/O槽位然后把数据拷贝到物理磁带上，虚拟磁带和物理磁带的类型和标签必须一致。
6  TS7510虚拟引擎兼容性信息
6.1  TS7510虚拟引擎支持的客户端操作系统和接口卡
AIX 5L™ V5.1, or later
Sun Solaris 8 or 9
Microsoft® Windows 2000 (build 2195, or greater)
Microsoft Windows 2003 (build 3790, or greater)
HP-UX 11.0, 11i, 11.23i, and 11.23pi
Linux distributions: Red Hat Enterprise Linux 3 (RHEL3), SuSE LINUX Enterprise Server 8 (SLES8) and 9 (SLES9)

具体兼容列表和最新更新，请访问
www.storage.ibm.com
。

Hewlett-Packard Servers
TS7510 emulates 3584 with Ultrium 2 or 3 or 3592 J1A
Servers
Operating Systems 1
Host Adapters/SAN
HP 64-bit rp54xx, rp74xx, and V Class
HP:2 rx1600, 1620 rx2600, 2620 rx4640, 5670
HP-UX 11.0
patch PHKL 21834 for N-Class
patch PHKL 22903 for L-Class
HP-UX 11i, 11.23PI
FC HBA Search Tool

1. For details and guidelines, please see the readme file for your operating system.
2. Itanium 2 servers


IBM eServer zSeries Servers with FCP Channels
TS7510 emulates 3584 with Ultrium 2 or 3 or 3592 J1A
Servers
Operating Systems 1
Host Adapters/SAN
zSeries Models 890, and 990 2
SUSE LINUX Enterprise Server 9for IBM zSeries 31-bit and 64-bit
FC HBA Search Tool

Servers.
Please check with the sales representatives for specific host adapters supported by model and detailed attachment and configuration information
1. For IBMtape device driver details, see: readme
2. For zSeries specific information, see: zSeries FCP Connectivity


IBM eServer p5 and pSeries, and IBM RS/6000 Servers
TS7510 emulates 3584 with Ultrium 2 or 3 or 3592 J1A
Servers
Operating Systems 1
Host Adapters/SAN
AIX Servers
AIX 5L version 5.1, 5.2, 5.3 or later for Power-based servers2
FC HBA Search Tool
pLinux Servers
SUSE LINUX Enterprise Server 8, 92
details
FC HBA Search Tool
Notes

1. Certain restrictions may apply. See the details above for your operating system.
2. Support for pSeries 9111 Model 520, 9113 Model 550 running AIX 5.3, 9117 Model 570 running two partitions AIX 5.2H, AIX 5.3


Intel Based Servers
TS7510 emulates 3584 with Ultrium 2 or 3 or 3592 J1A
Servers
Operating Systems 1
Host Adapters/SAN
Linux Servers
Red Hat Enterprise Linux 3.0 details
SUSE LINUX Enterprise Server 8, 9details
details
Other versions
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Microsoft Windows Servers
Windows Server 2003 details
Build 3790 or later
Windows 2000 Server details
Build 2195 or later
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Notes

1. Certain restrictions may apply. See the details above for your operating system.


SUN Servers
TS7510 emulates 3584 with Ultrium 2 or 3 or 3592 J1A
Servers
Operating Systems 1
Host Adapters
SUN
SPARC,
UltraSPARC or
Ultra/Enterprise Servers
Solaris 8 and 9 details
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Notes

1. Certain restrictions may apply. See the details above for your operating system

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本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/27852/showart_228225.html