彻底区别于常见的软件硬件化,Mirage™的突破建立在通过CPLD/ASIC实现的专利Data Path Control Logic之上。Mirage™独辟蹊径地去除了CPU及其操作系统,并因之而带给用户显著的额外收益:离线级数据安全性,最优数据传输效率,即插即用,无配置及管理风险,透明存档,智能适应磁带装置。
比较机械磁带库
| Mirage™ = 电子化的机械磁带库 |
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Mirage™就是电子化了的机械磁带库,用法完全相同,只是设备安全性与性能高得多而已。
形象地说,Mirage™用纯硬件ASIC电路代替了机械手,用具备降级使用能力得磁盘驱动器阵列代替了构成独立机械故障点的机械磁带驱动器,用容错磁盘介质代替了非封闭的串行磁带阵列,从而使备份设备的可靠性和可靠性均较机械磁带库提高了若干量级。同时具备了即时定位数据的能力,使恢复能力(=备份应用性能)跃升。 |
| Mirage™:解决机械磁带库的三大难题 |
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| 1. |
机械磁带库= 多个易损故障点组合 无降级使用能力 = 高维护压力 |
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高维护负担:磁带驱动器为非封闭机械易损件,本征故障率高,灰尘、潮湿等更导致其故障率不可预期,导致设备可用性差。 |
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美国Storage Magazine 2002年统计,美国市场机械磁带库每年的维护成本高达磁带库采购成本的15%; | |
| 2. |
机械磁带库 = 串行磁带阵列 无容错能力 = 高备份失效率 |
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磁带为非封闭介质,且磁带库中的磁带之间没有容错保护。备份任务涉及到的磁带组中任一盘磨损、卡带、霉点、粘连等,均会导致整个备份任务无法恢复。 |
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ESG企业集团2004年的调查表明,磁带备份的不可恢复率高达20% | |
| 3. |
机械磁带库 = 串行一维数据定位 恢复等待时间长=备份应用能力差 |
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备份恢复需抓带、加载、机械定位...等待时间长 |
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尤其是涉及增量恢复时,会给应用端带来严重的等待负担 | |
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比较机械磁带库:彻除设备安全性隐患 |
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Mirage™虚拟带库 |
常规磁带库 |
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维护需求 |
等同普通服务器硬件 |
定期清洗磁头,注意防尘、防湿,年维护成本常高达采购成本的10~15% |
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系统可用性 |
降级工作能力:同一时刻无两盘以上磁盘损坏即可保证正常工作。自动报警和在线热恢复能力。用户可自行更换磁盘,无维修周期之虞 |
由(多个)磁带驱动器,机械手等非封闭机械易损故障点组成,外部环境(灰尘、潮湿)导致故障率难于预期,备份流产率高,维修需返厂,维修周期长 |
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备份/恢复可靠性 |
磁盘RAID容错:同一时刻无两盘以上磁盘损坏即可保证无数据丢失。自动报警、背景重构与在线热恢复三重保险 |
参与备份的磁带组没有容错能力,任一磁带卡带、粘连、霉点、磨损等均会导致整个备份任务无法恢复。用户常被迫备份两份相同磁带,且频繁进行库内磁带恢复试验,增加运营成本 |
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恢复便利性 |
Look-up table专利技术,保障即时数据定位 |
需抓带、加载、定位等待,平均数据找寻时间 > 1 分钟,尤其在增量恢复时构成应用端沉重负担 |
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应用安全 |
备份数据以流制式存放于磁带化的磁盘,任何操作系统均不能识别,任何在线灾难均不能威胁备份 |
备份数据以流制式存放于磁带,任何操作系统均不能识别,任何在线灾难均不能威胁备份 |
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备份速度 |
可接近盘阵极限速度 |
受制于磁带驱动器和“擦皮鞋”现象 |
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容量效率 |
增量备份策略下,无须接力全备份,大幅降低重复容量 |
每周至少需一次接力全备份,以化解备份可靠性和恢复隐患 |
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扩展能力 |
模块式无缝扩展 |
受限于机械手活动范围和预留驱动器位 |
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扩展成本 |
低 |
高 |
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多级容灾与存档 |
操作员指令备份软件将虚拟磁带内容“克隆”到外接磁带设备,然后指令出库 |
操作员指令备份软件在库中“克隆”一盘新磁带(至少需双驱动器),然后指令“出库” * |
| * |
对于单驱磁带库,需将须存档的备份任务执行两次,一份留在库内,另一份出库。一般小磁带库没有自动出库门,出库须断电,手工打开库体,因此很少用于有存档需求的情况。 | | | | |
比较磁盘到磁盘
| 磁盘到磁盘复制≠虚拟磁带库 |
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数据复制(镜像或容灾)不能避免人为灾难(误操作,病毒,应用运行出错等)引起的数据丢失。因为在线盘阵(“在线存储池”)上有多个应用,多个用户,应用性数据错误一般不能马上被发现,导致容灾复制的是错误数据。典型情况是,X用户的误操作导致了A数据库的第n张表被误更改,直到若干周后,Y用户使用A数据库时因恰好要调用第n张表,才发现无法正确调用,此时容灾复制的数据对于恢复正确数据没有任何帮助,因为此前复制的数据本身是错误的。 |
| Mirage™:解决磁盘到磁盘(D2D)的三大难题 |
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以数据保护为目的的磁盘到磁盘(D2D)除需周期性复制原始数据外,还必须解决管理数据变化历史的问题,因此需配置昂贵的专用管理软件。至于相对廉价的指针型快照只是在逻辑层上保存了数据历史,原始数据仍为单点,不能构成安全的数据保护。 D2D历经10余年推广而未能成为主流,其领军厂商EMC也已在2004年4月宣布推广虚拟磁带库,其主要市场障碍体现在三个方面: |
| 1. |
本征技术弱点 - 读写基于文件操作系统,性能与应用安全受限 |
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D2D的磁盘读写基于文件系统,速度受限; |
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病毒,偶发系统冲突等造成备份数据损坏的风险高; |
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磁盘碎片等问题严重,磁盘负载亦高。 | |
| 2. |
D2D的软件配置成本高昂 |
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D2D需采用专用管理软件,价格昂贵且难于降低 - 管理软件跟随应用软件同步升级需要相当的市场份额支持,专用软件的成本难以与作为市场主流的通用磁带备份管理软件相匹敌,无论在初始投资还是升级成本方面都难以保障用户的投资回报。 | |
| 3. |
D2D的应用风险大 |
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D2D的备份流程、策略等与常规备份差别很大,需特殊培训,维护等 |
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D2D缺乏对廉价可移动介质(磁带)的有效支持,不便在不同分支机构间共享数据 | | |
| 比较磁盘到磁盘:技术与应用优势鲜明 |
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Mirage™虚拟带库 |
磁盘到磁盘 |
Mirage™用户额外收益 |
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备份可恢复性 |
控制器故障不影响虚拟磁带库数据的恢复 |
操作系统异常或损坏会造成数据丢失 |
消除恢复隐患 |
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数据安全性 |
备份数据以流制式存放于磁带化的磁盘,任何操作系统均不能识别,任何在线灾难均不能威胁备份 |
备份数据依附于操作系统,在线病毒、程序运行冲突、寻址错误等会造成备份安全隐患 |
保障安全- 数据全面离线 |
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管理风险 |
通用外设,即插即用 |
须适配主机/软件 |
免除适配、维护、管理风险 |
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传输速度 |
几无overhead |
File System overhead |
高得多的实用备份/恢复速度 |
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扩展能力 |
模块式无缝扩展 |
受限专用操作系统 |
最大化的投资回报 |
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磁盘碎片 |
实现Block level磁盘线性化,不会产生磁盘碎片 |
逻辑模拟磁盘线性化,依赖于文件系统格式,备份循环擦写,磁盘碎片生成率较高;碎片得不到及时清理,会造成容量浪费和性能持续下降 |
免疫碎片等传统磁盘应用痼疾,卓越的性能可持续性 |
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磁盘消耗 |
低:流制式下磁盘备份,磁盘工作于“顺序写”,负荷仅为在线盘阵的百分之几 |
高:基于文件系统的磁盘备份,磁盘工作于“随机写”,负荷与在线磁盘相仿 |
磁盘消耗低,大幅降低用户运维成本 |
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存档能力 |
7×24流状态存档 |
不支持 |
多级容灾、异地恢复能力 |
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备份方式 |
传统备份流程,增量差量备份 |
镜像或文件快照,不支持备份软件 |
备份自动化的总体拥有成本大幅降低 |
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容量利用效率 |
超越传统磁带设备 |
大量重复复制 |
大幅降低对备份容量的需求 |
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初始投资 |
类同传统备份方案 |
昂贵的系统和软件 |
物超所值 | | |
比较软件VTL:
| 虚拟磁带库从软件到硬件的逐渐成熟 |
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与磁盘阵列技术的发展历程类似,虚拟磁带库的发展也经历了随着技术的成熟,逐步从软件走向纯硬件的过程。
不同的是,磁盘阵列技术发展较早,如今软件磁盘阵列已绝迹于市场,虚拟磁带库作为新兴技术,软件实现方式仍拥有开发成本低等方面的优势,因此仍占有相当大的市场份额。 |
| 纯硬件虚拟磁带库 = 无操作系统 |
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Mirage™代表的纯硬件虚拟磁带库的技术核心,是磁盘线性化的控制部分没有操作系统,运算完全通过CPLD /ASIC芯片实现的纯硬件逻辑电路(Data Path Control Logic)完成,唯其如此,才能:
更多 | |
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纯硬件的含义:无操作系统 | | |
| 软件方式一: D2D2T |
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实现简介:
和磁盘阵列的发展一样,最早的虚拟磁带库是以软件方式实现的,其做法是通过软件方式在逻辑层上将磁盘模拟成磁带进行管理。
此类“备份到磁盘”软件模块成本很低,可向通用磁带备份管理软件提供商作为附件购买,但有鉴于其类似于普通D2D的应用不安全性,原厂家均建议仅可将其用于机械磁带库的缓存…
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第一代VTL:机械磁带库的缓存附件 |
更多 | |
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软件方式二:磁盘库管理服务器 |
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实现简介:
较高级的软件VTL采用独立的“磁盘库管理服务器”承载软件控制模块,性能与安全性均较第一代VTL有了大幅提高,可作为独立外设使用。
第二代VTL的不足在于,其对磁盘的管理依然基于商用操作系统,而操作系统是不够安全的…
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更多 |
第二代VTL:承上启下的虚拟磁带库 | |
| Mirage™与软件虚拟磁带库实测性能比较 |
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下表为在中国某用户实际运营环境下,不同磁盘备份方式的性能比较。采用Mirage™为SCSI接口普及型,与之比较的是Legato“备份到磁盘”,以及BakBone软件虚拟磁带库。备份服务器为Compaq ML380, Xeon 1.2G, 256 MB DDR, Win 2k。 |
| 备份文件块大小 |
Mirage™虚拟磁带库 |
Legato备份到磁盘 |
BakBone软件VTL |
| 1GB |
128MB/s |
46MB/s |
57MB/s |
| 1MB |
101MB/s |
41MB/s |
45MB/s |
| 100KB |
52MB/s |
20MB/s |
24MB/s | | |
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注:单通道Mirage™支持135MB/s(SCSI)和145MB/s(FC)持续备份速度;本测试中速度受限于备份服务器。 |
| 性能差别所折射的是应用安全性的差别 |
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Mirage™杰出的性能来自于其去除了对操作系统的依赖,因此不受File System Overhead的限制,支持硬件的极限速度。
相当部分的用户应用网络并不能支持Mirage™提供的带宽。但是Mirage™的超高带宽折射的高应用安全性,则对所有注重备份数据的应用安全性的用户具备普遍意义: |
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Mirage™没有操作系统,因此能够100% 隔离在线风险(病毒,人为误删,系统出错等)对备份数据的影响,使备份数据具备真正离线级数据安全性; |
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Mirage™没有操作系统,因此能够彻除软件运营风险,对可能的数据结构损坏具备杰出的容受能力 - 这一点对于数据库保护尤其重要:数据库是连续大文件,任一字节出错均导致整个恢复错误; |
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Mirage™没有操作系统,因此能够彻除磁盘碎片等维护风险,同时做到对既有系统的无缝接入,彻除故障定位与修复等管理风险。 | |
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技术发展史表明,纯硬件是存储外设的必然选择 :软件磁盘阵列绝迹于市场即为一个明证。 |