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谈起物理带库大家都不陌生，但未必真正了解。她在备份领域它以终为始，时至今日我们依然可以看到带库的踪影；但是随着云备份、对象存储产品和技术的普及，物理带库的市场将变得越来越小；正因为如此，我们对物理带库技术和产品了解是比较有限的。我个人认为纵观备份历史，备份(一般用于离线备份)缺少物理带库似乎是不完整的，所以今天谈谈物理带库，也算是对我之前备份系列文章“一文深度全解备份解决方案知识”的完善和补充。

物理磁带库是一种存储设备，包含一个或多个驱动器、许多插槽、一个条形码阅读器以及一个用于装载磁带的自动机械臂。美国先进数字信息公司(ADIC被昆腾收购)的Scalar 系列产品是一款高性能、高可扩展能力的自动磁带库，此外，目前，市面上常见的物理磁带库品牌还有IBM、HP、SUN(StorageTek)等。

磁带机(Tape Drive)一般指单驱动器产品，通常由磁带驱动器和磁带构成，是一种经济、可靠、容量大、速度快的备份设备。采用高纠错能力编码技术和写后即读通道技术提高数据备份的可靠性。根据装带方式的不同，一般分为手动装带磁带机和自动装带磁带机。

磁带库是基于磁带的备份系统，像自动加载磁带机一样提供自动备份和数据恢复功能，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。

在数据备份时，机械臂在物理磁带库中移动磁带到插槽或磁带机，备份软件通过智能管理机械臂来实现整个备份过程。如通过磁带驱动器可以从磁带上读取数据，也可以将数据写入磁带。通过邮槽或导入/导出插槽往物理磁带库中添加磁带或从磁带库中取出磁带，而无需打开物理磁带库的检修门。此外，物理磁带库的每个物理组件都各自有一个用于在物理磁带库中移动磁带时寻址的地址。

当开始备份时，机械臂会根据指示装载一盘磁带到一个磁带机中。磁带被挂载以后磁带机备份大数据，还需要花一些时间用于磁头定位和报头信息验证。磁带机收到备份数据后会将数据首先存入它的内部缓存。然后数据会按块再写入磁带。物理磁带库通常还具有条形码标签的能力，条形码阅读器自动清点物理磁带库中的磁带，确认哪些磁带在哪些位置。条形码标签常常是磁带标签的一部分，信息记录于介质的开始部分，用于唯一识别磁带。

物理磁带库主要用于大容量数据存储和读取，是一种节约成本的解决方案。缺点是读取速度较慢，因为常常涉及到磁带的机械操作。因为物理带库慢速顺序访问和大容量特性，使得物理磁带库主要用于备份或最终用于数据归档。由于磁带库支持扩展槽位和驱动器可以让用户以非常低廉的成本扩充磁带库的容量和性能。

多通道带库还支持物理磁带库分区，物理磁带库分区就是将磁带库中的磁带驱动器和插槽分配给不同的应用平台，被分配的驱动器及插槽只能给被分配的主机使用。但机械臂可以控制所有的驱动器及插槽，并被所有的主机按照先来先控制的原则控制访问。

物理磁带库所需槽位(磁带)数量与备份的数据量密切相关，一般根据备份介质容量选择带库型号和磁带槽位数量；物理磁带库(磁带机只有一个驱动器)所需驱动器数量与备份时间窗口有关， 一个驱动器的备份速度是有限的，通常我们需要根据备份数据量和备份窗口推算出备份速率，根据备份速率匹配带库的驱动器数量。磁带库驱动接口类型常见的有FC或SAS接口类型；物理磁带库也支持其它高级功能，如高级报表，磁带健康检查，链路冗余等等。另外需要说明一下磁带种类(数据磁带和清洁磁带)和配置原则，一般磁带数量等于槽位数量，清洁带数量等于驱动器数量。

从昆腾Scalar 系列规格可以看出，磁带槽位数量可选且不同产品支持的槽位数不尽相同；驱动器数量也是按需求可配置，Scalar i6000非压缩容量可达70+PB，压缩后的容量就会更大。

磁带库内部配置磁带机接口本身大多为光纤接口，通常情况下，我们建议将机械手也连接至光纤交换机，然后交给备份服务器使用。无论机械手通过那种方式连接，对于目前业界主流的备份管理软件而言，其连接结构都是可以支持的，例如Veritas NetBackup、NetWorker等等。其工作原理简单描述如下：

传统的物理磁带库技术从最早的磁记录设备、磁带机设备，到今天的智能磁带库设备，磁带机技术的发展经历了几次革命。磁带技术经过了长时间的发展，主要有如下几种技术。

但面对云存储、云备份等技术和产品出现，磁带机技术的局限性日益显现。无论如何选用高速磁带机，其速度离人们理想的要求仍存在很大的距离，随着业务的飞跃式增长，备份设备所必需具有的物理磁带库机械手定位时间，磁带定位时间磁带机备份大数据，使得人们的快速数据检索的愿望长期以来无法得以实现。

随着物理带库在备份速度、维护等方面的不足，虚拟带库技术也得到了长足的发展，目前主流的存储厂商都基本支持虚拟带库，下面我们主要从数据备份性能、可靠性、安全、管理和兼容性等方面，对物理带库和虚拟带库进行简略的分析。

IBM 的TS和昆腾的Scalar支持LTFS(线性磁带文件系统)，即通过LTFS可直接访问磁带上的文件。此外，大多数虚拟带库支持OpenStorage Tape(OST)技术，该技术是Symantec NetBackup的API，存储设备供应商提供存储，并提供安装在NetBackup Media/Master Server上的软件插件。

NetBackup Server使用该插件与智能存储设备通信。NetBackup使用该插件来查询存储设备。这些功能包括单实例存储、经过优化的脱离主机复制等。通过使用OpenStorage，NetBackup服务器(基于主机复制)能够在光纤通道网络上执行高速备份至智能硬盘设备。同时，由于VTL运用硬盘仿真物理磁带在NBU上给出新的硬盘视图。

OpenStorage提供共享存储能力，多台NetBackup服务器可以访问同一个虚拟带库。消除固定的磁带大小限制，平衡负载和性能,在NetBackup服务器和VTL服务器之间平衡存储利用率。对于每个备份作业，NetBackup都会选择可用空间最大的VTL设备存储。

在NetBackup Server上配置OpenStorage，创建逻辑存储单元(LSU)，并将LSU添加到NetBackup Server，在NetBackup Server中创建存储单元、创建Disk Pool，实现在NetBackup Media间进行基于主机远程复制。

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