分段大綱
LTO是什麼?
Linear Tape-Open (LTO) 是一種磁帶數據存儲技術,最初是在 1990 年代後期開發的,作為當時專有磁帶格式的開放格式替代品。 Hewlett Packard Enterprise、IBM 和 Quantum主導 LTO 聯盟,該聯盟指導開發並管理儲存材料和機械製造商的許可和認證。
Netflix的檔案存儲建議
321原則
- 同時間有三份以上的檔案
- 儲存於兩種以上的儲存媒體。例如攝影機記憶卡,硬碟陣列(RAID5, 6, 10)與LTO(LTO6, 7, 8, 9. 使用LTFS (linear tape file system)格式)
- 至少有一份備份在不同地理區域
發展脈絡
- LTO 的 前 身
在 20 世紀 80 年代中期,IBM 和 DEC 將這種磁帶放入單卷、封閉的盒式磁帶中。 DEC 最初稱他們的 CompacTape,但後來更名為 DLT 並賣給了 Quantum Corporation。到 1990 年代後期,Quantum 的 DLT 和 Sony 的 AIT 是 PC 服務器和 UNIX 系統的大容量磁帶存儲的主要選擇。
為了解決這個問題,IBM、惠普(HP)和希捷(Seagate)組成了 LTO 聯盟, 引入了一種更加開放的格式,專注於相同的中端市場領域。最初的計劃需要兩種 LTO 格式:Ultrium,半英寸單盤磁帶,針對高容量進行了優化;Accelis,雙盤 8 毫米磁帶,針對低延遲進行了優化。
2000 年,在 LTO-1 發布前後,希捷的磁帶部門被拆分為 Seagate Removable Storage Solutions,後來更名為 Certance,隨後被 Quantum 收購。
- 改 朝 換 代
- 兼 容 性
Ultrium 驅動器也由特定的一代定義,但它們需要與老一代的盒式磁帶具有一定程度的兼容性。 各代驅動器和盒帶之間的兼容性規則如下:
在 LTO-7 之前(包括 LTO-7),Ultrium 驅動器可以從其同代和前兩代的磁帶中讀取數據。 LTO-8 驅動器可以讀取 LTO-7 和 LTO-8 磁帶,但不能讀取 LTO-6 磁帶。
在上述兼容性規則內,來自不同供應商的驅動器和盒式磁帶應該可以互換。 例如,在任何供應商的驅動器上寫入的磁帶在與該代 LTO 兼容的任何其他供應商的驅動器上應該是完全可讀的。
核心技術
- 邏 輯 結 構
由於 LTFS 是一種開放標準,因此 LTFS 格式的磁帶可用於各種計算系統。
磁帶驅動器使用強大的糾錯算法,當丟失的數據位於一個磁道內時,可以恢復數據。 此外,當數據寫入磁帶時,通過使用位於寫入磁頭“後面”的讀取磁頭將其讀回來驗證數據。 這允許驅動器在沒有主機系統幫助的情況下寫入任何未通過驗證的數據的第二個副本。
- 耐 用 性
LTO 使用自動寫入後驗證技術在寫入數據時立即檢查數據,但某些備份系統明確執行完全獨立的磁帶讀取操作以驗證磁帶是否正確寫入。 這種單獨的驗證操作使每個計劃備份的端到端通過次數加倍,並將磁帶壽命縮短一半。
LTO 磁帶專為 15 至 30 年的檔案存儲而設計。如果磁帶的存檔時間超過 6 個月,則必須將其存儲在 溫度16 °C至 25 °C和濕度 20 – 50% RH 。驅動器和介質都應遠離外來物質。
- 壓 縮
最初的 LTO 規範描述了一種數據壓縮方法 LTO-DC,也稱為流式無損數據壓縮 (SLDC)。 LTO-1 到 LTO-5 被宣傳為實現“2:1”壓縮比,而 LTO-6 和 LTO-7應用了使用更大緩衝區,被宣傳為具有“ 2.5:1″ 比例。 實際可達到的比率通常取決於數據的可壓縮性,例如 對於 ZIP 文件、JPEG 圖像和 MPEG 視頻或音頻等預壓縮數據,該比率將接近或等於 1:1。
- 一 次 寫 入 多 次 讀 取 (WORM, write Once Read Many)
LTO-3 的新功能是一次寫入多次讀取 (WORM) 功能。 這對於法律記錄保存以及防止意外或故意擦除(例如勒索軟件或人為錯誤)很有用。 LTO-3 或更高版本的驅動器不會擦除或覆蓋 WORM 磁帶上的數據,但會讀取它。
- 加 密
LTO-4 規範添加了一項功能,允許 LTO-4 驅動器在將數據寫入磁帶之前對其進行加密。所有 LTO-4 驅動器都必須識別加密磁帶,但不需要支持加密過程。 所有當前的 LTO 製造商都支持使用應用程序管理加密 (AME) 在磁帶驅動器中本地啟用的加密。 LTO-4 使用的算法是 AES-GCM,這是一種經過身份驗證的對稱分組密碼。 使用相同的密鑰來加密和解密數據,並且該算法可以檢測對數據的篡改。 磁帶驅動器、磁帶庫和備份軟件可以使用專有協議或 OASIS 的密鑰管理互操作性協議等開放標準來請求和交換加密密鑰。
- 分 區
LTO-5 規範引入了分區功能,允許將磁帶分為兩個單獨的可寫區域,稱為分區。 LTO-6 擴展了規範以允許 4 個獨立的分區。 文件數據和文件系統元數據存儲在磁帶上的單獨分區中。 使用標準 XML 模式的元數據可由任何 LTFS 感知系統讀取,並且可以與其描述的數據分開修改。 這意味著 LTFS 格式的磁帶介質可以像其他可移動介質(USB 閃存驅動器、外部硬盤驅動器等)一樣使用。 雖然 LTFS 可以使磁帶看起來像磁盤,但它不會改變磁帶的基本順序性質。 文件總是附加到磁帶的末尾。 如果文件被修改並覆蓋或從卷中刪除,則不會釋放使用的關聯磁帶塊:它們只是標記為不可用,並且不會恢復已使用的卷容量。 只有重新格式化整個磁帶才能刪除數據並恢復容量。
磁帶物理特性
截至 2019 年,只有 Fujifilm 和 Sony 繼續生產當前的 LTO磁帶。 除了數據磁帶之外,還有適用於所有驅動器的通用清潔磁帶 (UCC)。
- 磁 帶 尺 寸
所有格式都使用相同的磁帶尺寸,102.0 mm × 105.4mm × 21.5 mm(4.02 inch × 4.15 inch × 0.85 inch)。
- 顏 色
- 磁 帶 記 憶 體
每個 LTO 盒帶內部都有一個記憶體晶片。此記憶體用於識別磁帶,幫助驅動器區分不同代的技術,並存儲磁帶使用信息。 每個 LTO 驅動器中都有一個磁帶內存讀取器。 非接觸式界面的範圍為 20 毫米。
- 磁 帶 標 籤
磁帶庫應用中的 LTO 磁帶標籤通常使用 USS-39 的條碼符號體系。自動識別製造商 (AIM) 規範統一符號規範 (USS-39) 和 ANSI MH10.8M-1993 ANSI 條碼規範提供了描述和定義。
- 清 潔
儘管保持磁帶機清潔很重要,但普通的清潔盒帶具有磨蝕性,頻繁使用會縮短磁帶機的使用壽命。 LTO 驅動器有一個內部磁帶磁頭清潔刷,當插入盒式磁帶時會激活該清潔刷。 當需要更徹底的清潔時,驅動器會在其顯示屏上和/或通過磁帶警報標誌發出信號。
清潔盒的使用壽命通常為 15 到 50 次清潔。 有兩種啟動驅動器清潔的基本方法:機器人清潔和軟件清潔。