Каждый раз когда мы встречаем словосочетание дата-центр, либо же аббревиатуру ЦОД (центр обработки данных), наше сознание моментально «подтягивает из кэша» набор стандартных лекал, которые казалось бы вполне однозначно ассоциируются с этим характерным представителем современной ИТ-инфраструктуры. Просторные помещения, серверные стойки – усеяны брызгами разноцветных светодиодов, гул блоков питания конкурирующий с еще более сильным шумом от вытяжки, что удаляет лишнее тепло из залов, переплетенные пучки кабелей всевозможных диаметров и окрасок, инженеры, рассекающие с важным видом по узким коридорам между стенами, выстроенными из высокотехнологичного оборудования. Что уже говорить о громадных счетах за электричество, это все казалось бы так естественно и безальтернативно. Не стану никого разочаровывать, в общем, так оно и есть, в 99% случаев.
В конце 2014 компания Spectra Logic – одно из подразделений IBM, огласила о создании, пятого поколения ленточных картриджей серии 3592 (тип D), модель 1150. Данная разработка позволяет хранить до 10 ТБ данных, скорость чтения с носителя достигла впечатляющих 360 МБ/с. Более того, данный картридж имеет совместимость со всеми существующими ленточными библиотеками IBM начиная с 90-х. Дата-центр и ленточные носители данных, как увязываются два этих понятия в мире где доминирует HDD и SSD? В начале статьи мы вспомнили о классическом дата-центре, коих действительно абсолютное большинство, но остается тот небольшой процент ИТ-узлов, неотъемлемой составной которых стала, многими из нас уже хорошо подзабытая, магнитная лента.
Технология
Центры обработки данных в которых ставка была сделана на магнитную ленту, как на основной носитель данных, появились конечно же не сегодня. Еще в 1950-х годах на заре зарождения промышленной эксплуатации такого рода носителей, они очень быстро завоевали популярность, и на то были вполне объективные причины. Первая, и главная это соотношение объема размещаемых данных и габаритов носителя. К слову говоря первые ленточные библиотеки вмещали не более 2.5 мбайт данных, но в производстве были существенно проще и дешевле первых HDD решений. Также данная технология позволяла использовать довольно широкий спектр материалов, которые при вполне адекватной цене могли стать для закодированных бинарным кодом данных надежным пристанищем на десятилетия. Собственно говоря так оно десятилетиями и было, огромные бобины с мегабайтами данных были такими же характерными чертами дата-центров 1960-70х годов, коими в ХХІ веке стали HDD и SSD накопители.
Давайте же более детально разберемся, благодаря чему ленточные накопители, такие себе динозавры из времен творения цифрового мира, не только дожили до нашего века, но и остались востребованными для потребителей рынка ИТ-инфраструктуры. Как и в самом начале использования ленточных магнитных накопителей, на данный момент они обладают одним из лучших соотношением цена-объем-компактность-долговечность. Но не стоит забывать и тот факт, что кроме явных плюсов упомянутая технология несет в себе и определенные сложности, которые существенно ограничивают спектр использования ленточных носителей. Очевидно, что недавно представленный компанией Spectra Logic картридж, это детище нашего времени и со своими предшественниками из 50-х имеет схожесть основанную только на самих принципах организации технологии.
Ленточные библиотеки
Пришедшее из прошло сочетание «ленточная библиотека» представляет из себя нечто больше нежели шкаф с хранящимися там систематизированными кассетными блоками. Сейчас на рынке присутствует целый ряд производителей такого рода ИТ-оборудования, крупнейшими из них являются IBM, Dell, HP, Compaq, Fujitsu – реальные флагманы современности в хай-тек индустрии. Как результат, сложность изделий и возможность интегрировать их в самые современные системы достигла настоящих высот. Современные автоматизированные библиотеки полностью исключают человеческое вмешательство в их деятельность, скорость обработки картриджей, благодаря прогрессу механических элементов конструкции и программного продукта, стала приемлемой для организации на основе библиотек автономных бэкап сервисов. Также большинство библиотек, скажем такого производителя как НР, могут быть оснащены внешним интерфейсом SCSI или Fibre Channel, а это в свою очередь позволяет принимать и отдавать существенные объемы данных. Интерфейсы высоко скоростной передачи данных уже давно стали необходимостью для подобного рода решений. До недавней презентации Spectra Logic ленточного картриджа модели 1150, со скоростью считывания информации в 360 МБ/с, широко использовались картриджи с максимальной скоростью в районе 250 МБ/с, что уже само собой было не критично, для переброски больших массивов данных, а также по причине использования в автоматизированных библиотеках нескольких считывающих устройств.
Что касается минусов у систем ленточного хранения данных, они весьма прогнозируемые. Центральной проблемой является ограниченость многопользовательского доступа к информации, размещенной в библиотеках. Особенно это усугубляется тем фактом, что иная секция библиотеки может легко вмещать в себе и 600 ТБ. Также весьма ограничивающим фактором является последовательная запись информации на кассетные носители, что естественным образом исключает возможность получения моментального доступа к нескольким массивам данных.
Основываясь на сильных и слабых сторонах технической реализации систем, которые создаются на базе ленточных накопителях, они в свою очередь стали идеальным хранилищем для бэкапов. Также нашли они свое применение в исследовательских институтах, стали неотъемлемым спутником «супер компьютеров», порождающих петабайты данных. Взрыв роста телевидения высокой четкости, также сыграло не последнею роль в востребованности «магнитной ленты», тысячи часов емкого видеоматериала создаваемого мультимедийными компаниями не оставили альтернативы кассетным картриджам. Компании, владельцы облачных сервисов также вошли в число клиентов этой технологии. Впечатляющий рост «облаков» поставил данные компании перед реальностью оперировать громадными массивами данных в границах комплексных систем, что базируются на основе множества кластеров, а это в свою очередь дает возможность внедрить самый дешевый на данный момент носитель данных — магнитную ленту. По разным подсчетам 1 ГБ, высоко объемного, ленточного носителя обходится покупателю всего в 4 цента, против 10 центов для аналогичных HDD носителей. Когда же дело доходит до потребления энергии то привычные HHD и SSD просто не конкуренты ленте. «Холодное хранение» данных, и конечно же отсутствие высокого тепловыделения дает право называется автоматизированным библиотекам самыми энергоэффективными комплексными решениями для долговременного размещения данных.
Тот факт, что автоматизированные библиотеки получили возможность действовать в границах одной операционной системы, сделал возможным очень легкое масштабирование таких хранилищ, давая возможность объединять десятки разрозненных устройств в единую структуру.
Сетевой инженер CERN — Майк Коллин (Micke Collin), отзывается о внедренном узле, основном на ленточной технологии: «В нашем хозяйстве адекватной замене ленты нет. В следствии нашей работы, на базе большего адронного коллайдера, по изучению структуры материи, сталкивая протоны и ионы на огромных скоростях, возникает громадное количество данных. Мало того, что сами эксперименты подразумевают регистрацию всей информации по столкновению миллионов частиц в секунду, так более того мы вынуждены годами сохранять в наших дата-центрах всю эту информацию. С самого начала организации работ, стояла задача минимизировать потери ресурсов на хранение и обработку петабайт данных, полученных в результате многомиллионных затрат. И в этом верным помощником стала магнитная лента». Акцентируя внимание на характерных особенностях ленточных картриджей Майк отметил: «Уникальность ленты состоит и в том, что в случае поломки носителя, он обладает куда большим потенциалом к восстановлению, нежели его конкуренты. Бывали случаи, когда по разным причинам, картриджи выходили из строя и мы теряли куски ленты, но после удаления порушенного участка и склейки уцелевших концов, мы имели доступ к абсолютному большинству информации на картридже, в то же время стыкаясь с неисправностями у SSD и HDD, были прецеденты утери всего массива данных размещенном на диске».
Естественно, технология подразумевающая хранения информации на магнитной ленте не выступает полностью самостоятельным, самодостаточным носителем данных в современных ЦОД. В тоже время она является великолепным дополняющим элементом сетевой инфраструктуры, позволяя экономить существенные средства как при первичных затратах так и в процессе эксплуатации. Развитие этой технологии говорит в том числе и о ее востребованности на рынке ИТ-индустрии, делая ее еще более интересной для владельцев крупных организаций, что в своей деятельности вынуждены взаимодействовать с особо большими объемами информации. Начав свое становление с середины 30-х годов ХХ столетия и сейчас этот способ хранения данных выглядит абсолютно актуальным, кроме того имеет все задатки на дальнейшее успешное существование.
Автор: Mykolauskas
