磁盘vs磁带：一场虚构的战争2

瓶客

　　D2D/D2D2T伴生的问题

　　当然，以上所说的这些优势都是有代价的。我们在享用这些D2D2T设备所带来的新功能的同时，也要承受随之而来的一些问题。并且有些问题并不简单!如果一个存储管理员因其提供的先进功能而决定选择使用某一D2D2T设备时，请在正式实施决定之前，一定要先弄清楚，这些先进的功能，经常是不在原先的那些备份/恢复程序控制管理范围之内的。例如，在D2D2T设备完全自主地(整个过程没有其他设备或应用的干预)将数据转移到磁带上的这一过程中，系统中的备份/恢复程序对这些在磁带介质上新产生的备份数据却一无所知，这就增加了出现单点故障的风险。因为一旦D2D2T设备出现了故障，那么其上面的备份数据将完全不可用。除此以外，系统中的那些备份/恢复软件对于已经保存在磁带介质上的备份数据同样也是一无所知的(因此一样无法管理和访问)。因此，多数IT组织都会建议用户在部署D2D2T时做好冗余，以确保数据的高可用性。

　　我们可能会遇到的麻烦还远没有结束。有些D2D2T设备会支持虚拟条码，这一般会表现为两种形式：一种是设备对磁带上的物理条码进行1∶1的完全扫描复制;另一种就是由D2D2T设备生成一个与物理条码相关的逻辑列表。在第一种情况下，一旦某盘磁带发生故障，那么就会产生问题，因为在这种情况下，管理员要么在两边的系统(D2D2T和磁带设备)上进行全部物理条码的重新复制映射(这是由于系统中加入了具有不同条码的新的磁带以替换出故障的磁带)，要么就将故障磁带上的条码标签撕下，贴到新的磁带上面，而这个过程，极有可能造成条码的物理损坏。如果是第二种情况的话，一旦D2D2T设备发生故障，就会带来更大的麻烦。这是因为那些传统的备份/恢复软件将无法读取那些由D2D2T设备生成的磁带条码逻辑列表及其相对应的物理磁带。

　　最后还可能发生在D2D2T设备身上的问题就是在进行数据恢复的过程中，磁带上的数据在恢复到系统主磁盘上之前，会先恢复到D2D2T设备上，然后再由其转发到主磁盘上。我们都了解，在数据恢复中多了一个环节就意味着多了一个可能发生问题的隐患。因此在这里，D2D2T设备再一次成为了可能发生单点故障的平台。除此以外，就算是所有设备运转正常，增加的这个中间过渡程序也会增加整个恢复所需要的时间。而如果说D2D2T技术减少了备份时间的话，那么同样的，它却增加了恢复的时间。

　　最终我们发现，对于到底是应该选择D2D2T设备还是D2D设备，根本就得不到一个明确的答案。所谓正确的方案就是合适的方案，这取决于最终用户的具体需求和满足这些需求的详细的整体的实施方案。一般来讲，D2D的备份恢复方案提供了简单确定的应用，但功能相对单一。而D2D2T设备在功能上虽然要强于D2D设备，却也同时带来了管理上的复杂性和应用上的风险性。并且，相对于磁带而言，它们也并没有像厂商们所宣称的那样完美和激动人心，很多问题都尚待解决。

　　通过以上的介绍，我发现正如本篇开始时所预料的那样，这些“新”的磁盘阵营中的“猛将”们虽然每个都各怀绝技，初生牛犊，但也确实存在许多不够老练，不够成熟的通病。不过还是可以明显地看出，如今的磁盘技术的实力正在不断地增强，同时人气也越来越旺。对磁带技术产生了足够大的威胁。不过现在我们依然不可妄下结论，毕竟这场战争的另一位主角还未出场。下面我们就来看看磁带是如何进行它的“绝地大反攻”的。


　　备份市场，磁带沦陷?

　　最近，美国的一些银行和期刊出版社，都不约而同地考虑或已经将自己原先的磁带设备“升级”为那些以磁盘为基础的备份产品(如虚拟磁带库或在线远程备份设备)。那么这是否就意味着现有的磁带备份产品的“大限”已至;基于磁盘的各类产品将在备份应用领域内彻底地取代曾经主流的磁带产品呢?

　　Lasso Logic公司(一家为中小企业开发备份软件产品的公司)的CEO Steve Goodman就是这种观点的坚决拥护者。由他所在的公司开发的，面向中小企业的持续数据保护产品在刚刚面世的头一个月，就已经卖出了40套，并且还有 40位客户对这套能够帮助他们完成在远程地点的数据备份方案表示出了浓厚的兴趣。Steve Goodman认为，如今的中小企业需要的是一种易于使用、易于维护、快速响应并且能够及时快速恢复的备份解决方案。因此在这几方面均处于劣势的传统磁带产品就将逐渐退出备份这个领域。除此以外，其他的一些磁盘厂商们，如Bus-Tech(磁盘备份产品及数据中心连接产品供应商)、Sepaton(一家从名字——反过来是“NoTapes”——就能看出其坚决抵制磁带决心的虚拟带库厂商)也都在不停地加紧步伐，努力创造着一个无磁带的备份世界。

　　“最近，有很多关于磁带的负面报道指出，因磁带的丢失或被盗(主要发生在运输过程中)而造成的数据遗失事件正在成上升趋势。”Sepaton公司的行销副总裁Linda Mentzer说道，因此针对这一问题，Sepaton将会马上为自己的虚拟带库产品增加远程备份功能，即通过dark fiber(裸光纤)或WAN，为处于异地之间的两台或多台虚拟带库传输数据。同时他还表示，据他们的调查显示，几乎所有的大型企业用户，都对他们的这项新技术表示了浓厚的兴趣。

　　来自Bus-Tech公司的行销主管Jim O'Connor也传达了同样的看法。他说：“今后，用户的目光将主要集中在我们这些磁盘厂商的身上。现在已经有越来越多的用户已经或打算淘汰掉他们原先的磁带产品了。”

　　Vanderbilt大学在过去的三年中，已经逐步更换了原有的磁带设备，而全部改用Bus- Tech公司所提供的虚拟磁带产品了。当谈到此事时，售后服务经理Ron Eastes就曾开玩笑地表示，如果非要说更换完磁盘备份设备后出现了哪些让人沮丧的问题的话，那就是由于相对于传统磁带而言，如今的备份时间的大幅减少，使得相关人员的工作量也随之减少。因此他们不得不解雇了两名原先在数据中心负责备份的工作人员。

　　看来局势似乎对磁带这方并不十分有利。磁盘所具有的优势果真在备份战场上发挥了极大的作用。用户们在备份这个问题上纷纷“见盘思迁”。磁带的防线是否就此功亏一篑了呢?


　　磁带是否还有机会?

　　就在越来越多的人开始密切关注基于磁盘或者远程备份的同时，还有相当比例的用户也表示了他们目前并不打算完全更换现有磁带设备的想法。在他们看来，如今的磁带产品依然还具有低成本，介质易于移动等优势。

　　在昆腾公司于今年三月进行的，针对500家中小企业用户的调查中，我们发现，只有8%的IT经理表示将很有可能购买全新的在线备份方案。有一半的用户表示他们目前还没有更换磁带产品的打算。同时也是来自昆腾公司的另一份针对大企业的调查表明，在这些都已经开始使用了基于磁盘的备份的企业中，仍然有80%的用户依然在归档应用中坚持使用磁带产品。

　　“我并不认为磁带的末日将要来临了!”昆腾公司的市场部经理Mark O'Malley坚定地表示。他认为，虽然目前各个大型企业都已经或正在建立D2D的远程镜像系统，以增强数据的保护和恢复能力。但是，大多数企业是没有足够的资金来建立完整的远程镜像系统的。并且即使是那些已经建立了完整的远程镜像系统的企业，也并没有完全抛弃原有的磁带系统。“他们中的绝大部分是并不会放弃磁带的。他们只不过将磁带应用在了非备份领域。人们依然需要一份离线的数据拷贝。”并且对于那些资金有限的中小企业来讲，相对于SATA加MAID (Multiple Array of Idle Disks)的组合，磁带方案依然十分廉价，深具优势。

　　现在的事实是，有一些用户完全将备份设备由磁带系统更新换代变成了磁盘系统;而另一些用户则是在现有磁带系统的基础上，新增加了磁盘系统。但是，对于他们而言，依然还是会继续使用具有低成本、易移动并且适宜长期保存的磁带介质来保存归档数据的。


　　设备不是全部!

　　无论使用怎样的解决方案，不论是厂商还是用户，有一点是需要再次强调的，那就是人在整个存储应用中的作用。来自Enterprise Strategy Group的分析家Peter Gerr曾在今年三月做过一个调查，在调查中显示，有18%的最终用户已经将部分的磁带产品更换为了基于磁盘的产品;有58%的用户表示正在考虑更换。但是Gerr认为，现在的问题并不只是简单的选磁盘还是选磁带的问题。那些有着各种急切需求的企业们应该好好反思一下，他们是否能够真正做到善待自己的数据呢?

　　每当我们开始抱怨由于磁带丢失、被盗或损坏而导致的数据不可用的时候。我们是否应该反问一下自己这一切到底是谁造成的呢?我们是否真的像我们所说的那样重视并谨慎地对待了那些载有重要数据的介质呢?当那些我们平时的小疏忽，逐渐积累而最终造成了严重的后果时，我们能做的是否只能是升级我们的存储设备呢?这确实能够从根本上杜绝错误的再次发生吗?据一份来自ESG的调查显示，只有7%的被访者平时有对备份数据进行加密的习惯。而60%的人表示他们从未做过。

　　事实上，在我们身边存在着太多的不当保存或保护数据的习惯，因此而发生的错误与所使用的存储介质根本是无关的。正是这些不当的使用习惯对我们的重要数据造成了很大的威胁，并且进一步伤害了用户的利益和信心。对于数据的安全问题，我们应该比那些机器负更多的责任!

　　磁带马上就会消失?——决不!

　　关于磁带将被磁盘取代的说法并非是这几年才开始讨论的。早在上世纪90年代中期，由于当时3.5英寸磁盘的存储密度不断增长，因此就有一些存储厂商宣称磁带的“死期”将至。

　　我还清晰地记得当时的一位存储厂商的销售经理对我说过这样的话，“那些想要在磁带上保存 30TB归档数据的用户真是不明智!他们应该用磁盘来代替那些过时的磁带产品。要知道磁带马上就要完蛋了!”而10年后的今天，我的这位朋友已经跳槽到了一个新的公司，并销售最新的磁带产品。而当时那个被他所不屑的“愚蠢”客户，如今已经在磁带上保存了近2PB的归档数据了。

　　没错!在这些年中，不管那些磁盘设备厂商如何努力，都没能将老对手“磁带”送进“坟墓”。如今，磁带依然是在存储市场上占有大量的份额，并且在可预见的将来，磁带产品也不会马上消失。诸如成本、容量、性能、耗电、便携性和带宽等一系列因素都将决定磁带将来的命运，并不会早早退出存储市场的历史舞台。


　　磁盘容量增势

　　下面这张图表显示了希捷(Seagate)公司的SCSI和FC磁盘容量在近15年中的增长趋势：

　　正像你所看到的那样，在近五年中，磁盘容量的年增长速率一直在不断地下降，并且这种趋势还在愈演愈烈。照这种情形看来，下一次单个磁盘容量增加的结果将很有可能是只达到400GB(FC磁盘)，而并非600GB。因此15年来，每次都是成倍提升磁盘容量的惯例将有可能被打破。这就意味着，我们将很快地看到，曾经磁盘较磁带在单介质容量上的优势将逐渐被弱化。

　　除此以外，耗电也是另一个需要我们考虑的问题。根据希捷网站上公布的数据，一块300GB的FC磁盘在使用的时候的耗电量为18瓦，非工作状态为12.2瓦左右。我们稍后会讨论关于耗电量所带来的问题。


　　磁带的优势：容量、能耗和移动

　　众所周知，在过去的30年间，磁带存储密度(只考虑非压缩的情况下)的增长速度始终跟不上磁盘的步伐。当然，你可能会说磁带上的压缩技术正在变得越来越强大。但是正如所有的存储厂商一致的看法，磁带的压缩技术并不是适用于任何用户。因为，有些类型的数据是无法被压缩的。因此我认为只有磁带的非压缩容量才具有实际的参考价值。而其压缩的功能再强大也就只是个附加功能而已。

　　下面的表格显示了这些年来那些具有代表性的磁带产品容量的增长数据。需要说明的一点就是，如果同年中出现了多种的新磁带产品，我们只统计容量最高的那一个。

　　你一定已经发现了，磁带容量的增长并不像磁盘那样规律，而是非常具有跳跃性的。不过从总体形势看来，随着时间的推移，磁带容量所显示出来的增长势头还是让人比较满意的。据悉，Imation和LTO协会已经对外宣布了最新一代具有更高存储密度的磁带技术的开发计划。不过Roadmap只是一个参考，除非你已经按照它所列的时间表购得了你所期待的产品，否则就不要完全相信这个东西，它只具有参考价值。对于推出新的提升存储密度的技术，在我的印象中，几乎是没有几次能够如约而至的。当然我们也不能完全抛弃Roadmap，要不然我们怎么知道这一次它是否又“不守时”了呢?


　　能耗、可靠性和移动性

　　现在我们来讨论一下关于能耗的问题。我们以一个存储容量为100TB的磁盘系统为例：假设我们使用的是容量为300GB的磁盘来组成4+1的RAID-5冗余阵列为一个LUN。我们来估算一下这个磁盘系统的耗电量：

　　100TB/1.2TB每个LUN(4×300GB)= 84个LUN

　　84个LUN×5 = 420个磁盘

　　在通常情况下，我们还会在系统中加入一些处于运转状态的备用磁盘，因此磁盘总数应该在425个左右。按照我们在上文中所提到的，希捷公司在网站上所公布的处于运转状态的300GB磁盘的耗电量为18瓦计算。425个磁盘耗电的总合就是7.65千瓦。这还不包括那些RAID控制器、空调设备和冷却风扇的耗电量。并且这些设备的耗电总和要远远高于单纯磁盘驱动器的耗电量。况且又逢这些年来全球能源短缺，电价的不断升高等因素的影响。因此，能耗成本将成为我们必须要考虑的一个重要问题。

　　虽然我们在前面所介绍的MAID技术可以部分解决这个问题，但磁带产品不需要让所有的磁带介质以及机械臂始终保持工作状态的特点仍然占有明显优势。这相对于时刻处于运转状态的磁盘介质来讲，使用磁带产品将为我们节省大量的能耗成本。

　　说到这里，一定会有人站出来说：磁带的可靠性可是没有磁盘好呀!我想我们应该从不同的方面来看待这个问题。经常被提出的一个问题就是，有多少人曾将磁盘介质远距离地转移过?答案几乎是否定的。但是磁带便于移动的特点就使得我们能够非常容易地远距离转移它——当然，这也容易造成磁带介质的丢失或被盗。同时，由于磁盘介质拥有更多、更复杂的机械结构，其抗震性能要远远低于磁带介质。


　　磁盘与磁带的分野

　　看来磁带并没有轻言放弃，其技术的发展反而越来越有生命力了。可谓“老当益壮”。不过文章写到这里，我们对于磁带于磁盘双方的形势虽然有了总体上的了解，但还是没有得到结论性的对比分析。那是因为所有以上的内容，包括：二者所具有的优劣势、人们的主观评价以及各种系统的数据信息，都可以看作是表面上的现象。下面我们就要进一步地讨论一下磁带于磁盘二者之间的本质差异。


　　首先我们需要明确的是磁盘与磁带两种存储技术之间的本质区别是什么?

　　1. 在线介质与离线介质的区别。

　　2. 随机读写和顺序读写的区别。

　　对于在线和离线，我们可以进一步把其看作是介质的动态与静态介质之间的差异。也正是由于存在这样的差异，才使得磁带介质灵活性(便于运输)要大大强于磁盘，有利于数据的远距离异地保存。还有就是在线介质上的数据会受到系统的检测，而离线了的介质就无法做到这点。对于第二点来讲，不同数据读写类型决定了读写不同类型数据的速度，以及各自适应的应用领域。具体说来就是：随机读写更适用于高频率、小数据量的读写工作，而顺序读写则更适用于长时间的高速大量数据传输。本质区别所带来的是绝对优势，并且这种优势是始终存在的。

　　下面我们再来分析一下他们之间的相对不同之处。其中包括有：速度、容量、成本和安全性等方面。相对不同所带来的是一种相对优势，这种相对优势是会随着环境中各种因素的变化而变化的，存在着较大的弹性，是需要具体问题具体分析的。因此大多基于相对优势而产生的结论往往是具有争议性。同时它们也是经常被我们所误解的地方。例如用户们最关心的速度和容量问题。通过前面的文章，我们就能发现在这两方面，它们二者的差异其实并非我们曾经想象的那么大。

　　我们还经常会固执的坚信“磁带=低成本”。在这里我们应该首先明确的就是这个“成本”的具体含义。如果只把它狭义地理解为“介质上的每GB成本”的话，那么上面的等式完全成立。但是这似乎毫无意义，因为没有人会只采购存储介质的。我们需要比较的是整个数据存储解决方案的TCO(总体拥有成本)。TCO中包括方案的实际采购价格和以后的使用成本两个大部分。但由于不同用户的实际情况均各有差异，如实际采购价格往往各不相同，有时甚至会有很大差距。同时来自不同厂商的不同销售策略也紧密关系到最终的实际价格。还有就是不同地区或公司的人员培训成本、专业性劳动成本甚至能源成本均有差异。除此以外，不同的方案还会产生许多各自意想不到的连带成本。所以完全客观地比较实施磁盘和磁带方案的总体成本是十分困难的。这就是上面所说的相对不同。

　　因此对于所有的相对不同，如果没有联系具体应用而凭空比较的话，最终总是会变成一场没有结论的口舌之争。


　　归档——磁带的未来

　　有了前面的分析，由于其二者在技术上的根本差异，我们就不难认清磁盘和磁带目前所处的局势了：对于磁盘来讲，在线介质和随机读写的特性完全适用于当今的备份/恢复应用，而磁带的离线介质和顺序读写的特性显然就是归档应用最佳人选。

　　说到这里可能有人会认为失去备份市场的磁带厂商今后的状况也许不容乐观。其实如果我们清楚所谓备份和归档之间的区别的话，就会发现这种担心完全大可不必。首先，备份数据的保留期限可能是以星期或月为单位计算的，而归档数据要保留的时间是以年甚至世纪来计算的;其次，备份的目的是为了在遇到故障或灾难时进行数据恢复，而归档则要保证取回数据的可用性。备份数据总是在一个固定周期中被不定地更换，因此用于保存备份数据的存储设备的总容量可以基本保持稳定。因此可以看作是一种短期的一次性投资。而归档数据总是处在不停地增长中。需要经常增加新的存储介质。是一种长期的计划性投资。同时今后每年的数据增长量将会逐年上升，再加上各种法规的相继出台和生效也将进一步提升数据归档的地位。因此未来的归档市场的潜力将绝对不容小视。我们对于磁带介质的需求量也将相应地逐年上升。所以说虽然表面上磁带将会逐渐退出曾经的备份领域，但在未来的离线长期归档市场中磁带的优势将得到最大程度的发挥。

　　磁盘技术未来的情况将会怎样呢?许多新兴技术，如MAID正在逐渐进入我们的视线。因此有人会想到，磁盘会不会也进入到归档领域中去呢?事实上，MAID技术依然无法解决不能长距离转移磁盘介质的问题。并且目前的网络带宽成本问题依然是阻碍企业在远程范围内(城市之间或国家之间)转移大量数据的主要问题。事实上，这些年来，广域网的性能提升完全没有跟上磁盘和磁带存储容量的增长速度。这种不平衡仍然将在一段时间内持续，很难快速得到改善。因此存储介质的可移动性依然是个重要的问题。

　　我相信在归档领域中，磁带是不会被磁盘存储技术取代的。也许在今后，MAID技术将会被广泛应用到一些大规模的备份应用中去。但是，我还是无法想象会有人把100多块的磁盘移动到很远的目的地去。并且同时还清楚地标明每块磁盘介质的mount和 mkfs参数。任何新技术都依然不能在各个方面做到完美，也都不可能完全取代已经发展成熟的老技术而独霸市场。

　　技术的更新固然带给我们更多惊喜和方便，但一味的更新并不能达到实际的应用要求。一项技术的成熟必然要经历长时间的发展与完善，因此，对数据存储介质的选择上，需要权衡实际应用来进行。我们需要的是一种综合的，应用特性与介质特性相一致的，存储成本和信息价值相结合的分级存储策略。虽然我们已经可以肯定，给予磁盘的备份和恢复是数据保护的主流发展趋势。但磁带，仍然在存储市场，坐拥半壁江山。

　　磁带、磁盘之间，彼此没有优劣，只是两种不同的技术。技术本身没有好与坏，只有是否适合应用。二者各司其职，并没有在某一领域内形成直接的竞争。二者之间所谓的争论，只是一场虚构的战争!