虚拟磁带库

存储设备

虚拟磁带库（Virtual Tape Library ，简称VTL）是指以磁盘作为自身存储介质,并能仿真为物理磁带库;是数据备份领域的里程碑，该技术具备性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及运营成本低等多项优势。

设备简介

同时，VTL也可以和现有磁带库集成，提高数据保护的整体安全性和性能，降低数据保护成本。采用硬盘虚拟磁带库不仅可以很好解决备份性能问题，资源共享问题也可以很好地解决(虚拟软件可以动态分配磁盘空间到每个虚拟磁带空间)。

优势

虚拟磁带库的概念其实非常简单，它在本质上是磁盘阵列硬件设备，但是在软件功能上却模拟磁带备份的形式。因此，对于存储管理员来说，它就是一个磁带库，对它的管理如同管理一个物理磁带库一模一样。虚拟磁带库主要有以下几点优势：

1、相对于机械磁带，虚拟磁带库使用了兼容磁带备份管理软件以及传统备份流程，这使得设备的可用性以及备份的可靠性得到了大幅提升；

2、性能大幅提高，可支持接近磁盘阵列极限速度的备份以及恢复速度。而且免疫病毒，数据安全性等同普通磁带库；

3、恢复工作极为简便，如果所需数据存在VTL当中，则不会涉及任何机械工作，恢复工作就像磁盘备份的速度一样；

4、虚拟磁带库采用基于RAID保护的磁盘阵列，从而将备份的可靠性较常规磁带备份提高了若干量级。封闭式结构的磁盘介质本身的MTBF（平均无故障间隔）一般为开放式结构磁带介质的5倍以上；

5、兼容性好，标准的FC、SCSI或iSCSI接口设备，兼容流行的主机设备和操作系统；

6、实用性好，与现有磁带库应用方式一致，不用更改现有存储应用软件的管理策略，保护用户投资；

7、虚拟磁带库用电子化的“机械手”和“磁带驱动器”，代替了机械磁带库中裸露、易损的机械装置，基于RAID保护的磁盘阵列具备降级工作能力，且具自动报警和在线热恢复能力。

从以上虚拟磁带库的优势可以看出，虚拟磁带库不仅解决了传统磁带库维护负担高、备份失效率高以及备份恢复能力不佳的问题，而且也改变了磁盘备份容易被误删除或被病毒感染以及不便于在SAN环境中统一管理和优化使用的劣势。

解决方案

虚拟带库解决方案被分成存储设备、虚拟设备和网关设备这样三类。

存储设备

市场上绝大多数虚拟磁带库（VTL）解决方案可以被归类成存储设备。从根本上讲，存储设备就是一台物理设备，其中的内部磁盘存储被虚拟化成一台磁带库或者是一个或多个磁带驱动器。举例来说这类虚拟磁带库设备有Oracle的StorageTek设备以及日立数据系统的虚拟磁带库5000M型号。

使用存储设备有很多优势。首先，由于使用设备模拟磁带驱动器或磁带库，这种方式可以支持绝大多数的备份软件。更重要的是，存储设备通常能够比物理磁带驱动器提供更快速的备份和恢复操作，因为磁盘属于非线性存储设备，并且数据通常经过重复删除操作。另一项优势在于由于存储设备使用磁盘，企业可以节省在磁带上的开销。

使用存储设备来取代物理磁带备份的最大缺陷在于虚拟磁带库解决方案可能成为一个单点故障。为了保护存储在设备上的备份数据避免丢失，有必要将备份数据类型拷贝。许多企业会使用被称为磁盘到磁盘到磁带的方案，即在虚拟磁带库中实现内容的重复删除，并且复制到磁带。这种方式所带来的额外增益在于允许企业将副本放置到其它站点，这相当重要，因为存储设备内的磁盘通常是无法移动的。

在有些情况下，还可以使用冗余存储设备，如果一台设备发生故障，冗余设备上数据副本仍然可用。

虚拟设备

虚拟设备的定位在于以更低的价格提供和存储设备相似的各项收益。通常来讲，虚拟设备以一个独立的虚拟机进行销售，可以是Vmware或Hyper-V的。采购虚拟设备可以免去物理硬件方面的投资，因此这种方案节省成本。不过，虚拟设备使用虚拟化基础架构已有的存储资源，通常是基于SAN架构的。虚拟设备的一些使用实例包括亚马逊的AWS存储网关以及飞康的NSS虚拟设备。

对于大部分企业而言，虚拟设备的使用效果相当不错，不过其仍有两个缺点。首先是虚拟设备占用服务器虚拟化基础架构中的资源。在有些情况下，存储空间、内存、处理器时钟频率和磁盘I/O更适合于生产工作负载，而非备份。

其次，虚拟设备通常比物理设备的处理能力低得多。物理设备一般可以在购买时配置适当的存储容量，并且随着企业存储需要逐步增加。比如，一些虚拟磁带库设备可以容纳4TB到68TB的存储空间。相比之下，虚拟设备的总体容量受限于Hypervisor。一般来讲，虚拟设备最多只能支持5TB的存储。

网关设备

网关设备是这样一种虚拟磁带库方案，其将数据存储在另外一处地方。一些网关设备会利用企业的SAN存储，而非在提供大量的内部存储。这类设备的最大好处在于可以利用你的现有存储资源而非受限于虚拟设备的容量。此外，这类网关设备不会像虚拟设备那样损耗主机的服务器资源。这类网关设备的产品包括IBM的TS7650G ProtecTIER网关以及飞康的VTL网关设备。

有些网关设备被称为云存储网关。并非所有的云存储网关都被设计用于虚拟磁带库，不过有一些确实这样。这类设备和存储设备类似，其中有专用的内部存储，并且提供重复删除和加密功能。云存储网关和存储设备的区别在于云存储网关可以将数据的副本上传到云存储端，这样数据的副本可以安全的保存在远端。

采购指南

在购买虚拟磁带库（VTL）之前，你应该考虑以下问题：

VTL支持备份软件吗？

在VTL中安装备份软件后，VTL应发挥介质服务器的功能，而且是备份软件能够识别的服务器。然后备份程序就能自动记录物理磁带复本在目录中的创建过程。但是这么做也存在不足，一旦产生支持问题，供应商之间就会相互指责；而且备份软件的升级也得根据VTL支持哪种操作系统而定。

备份软件目录怎样更新？

大多数VTL本身并不支持备份软件，所以备份软件需要了解磁带复制过程，才能确保了解磁带复本的存在，以及存在位置。尽管一些VTL本身就能管理磁盘到磁带的复本，但还是不能更新备份软件的目录。这就需要管理员手动更新目录，或者备份软件必须读取磁带库中的每份磁带，才能明确磁带中的信息。

压缩和重复数据删除功能如何实现？

压缩和重复数据删除功能是VTL必备的功能，但是在把数据从磁盘复制到磁带时，这个问题就很麻烦。在将数据从磁盘迁移到磁带时，必须压缩数据或重构数据或两者兼顾，这样就会加大性能消耗，产生冗余的磁带复制窗口。避免这种情况的最好办法是采用能以不经压缩的原生格式备份数据的VTL，这样就能方便地将数据复制到磁带中。

数据以什么格式存储在磁带中？

复制到磁带中的数据存储格式必须能被备份软件识别。如果数据从磁盘到磁带的复制过程由VTL控制，那么备份软件可能无法识别磁带中的数据格式，使得数据无法读取，或者需要之前创建磁带的VTL，才能恢复数据。这就使得数据恢复过程依赖于VTL。

VTL设备如何管理现有的物理磁带库？

VTL处理物理磁带库的方式有三种：不知道存在物理磁带库，将其视为备份目标，或者将其虚拟化。没有哪种方法一定比其它方法要好，了解VTL如何或者是否管理磁带库，能帮助你优化与VTL相连的磁带库。

VTL本身是NAS目标还是VTL，或两者兼顾？

对备份软件而言，NAS目标是一个大型磁盘池，而VTL则代表虚拟磁带目标，管理作为虚拟磁带的磁盘。使用大型磁盘池，能解决虚拟磁带引起的效率降低问题（虚拟磁带中有未使用空间）；当数据迁移到磁带中时，管理员能够填满整个物理磁带。但是，VTL将条码与虚拟磁带关联；而在NAS目标中，条码只有在数据迁移到物理磁带时才创建。

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