LTO oder Linear Tape-Open ist ein Format für Datenspeicherbänder, das weltweit weit verbreitet ist.
LTO ist derzeit das beliebteste Datenbandformat, hauptsächlich aufgrund seiner enormen Speichergröße, wobei die neueste Iteration (LTO-9) in der Lage ist, 18 Terabyte an Daten auf einem einzigen Band zu speichern. LTO ist jedoch auch hochgradig skalierbar und anpassungsfähig.
In diesem Leitfaden zu LTO-Bändern erfahren Sie alles, was Sie über das LTO-Bandformat wissen müssen, einschließlich:
Und mehr.
Beginnen wir ohne weiteres mit den Grundlagen: Was ist LTO?
LTO steht für Linear Tape-Open und ist ein Format (oder eine Technologie) für magnetische Datenbandspeicher, das Ende der 1990er Jahre von IBM, HP und Seagate (die das LTO-Konsortium bildeten) entwickelt wurde. LTO ist als offener Standard konzipiert und das Der Standardformfaktor der LTO-Technologie heißt Ultrium (daher LTO Ultrium.)
Die magnetische Datenbandspeichertechnologie gibt es tatsächlich seit den 1950er Jahren, wobei das Halbzoll-Magnetband, IBM 7-Spur und später IBM 9-Spur das damals bahnbrechende Datenbandformat waren.
Das Medium entwickelte sich bis Ende der 1990er Jahre weiter. Bis dahin waren Digital Linear Tape (DLT) von Quantum und Advanced Intelligent Tape (AIT) von Sony die beiden führenden Optionen für Datenbandspeicher mit hoher Kapazität für PC-Server und UNIV-Systeme der Unternehmensklasse. Beide Formate wurden von ihren Eigentümern streng kontrolliert, sodass es praktisch keine Konkurrenz gab, was ihre Preise in die Höhe trieb.
Das LTO-Konsortium wurde von IBM, HP und Seagate gegründet, um diesem Markt mehr Wettbewerb zu verleihen, und der ursprüngliche Plan war, LTO-Formate einzuführen: Ultrium, geplant als Single-Reel, Halbzoll-Band und Accelis mit 8-mm-Band Doppelrollen. Der Plan war, Ultrium auf Kapazität und Accelis auf Geschwindigkeit und geringe Latenz zu optimieren. Allerdings wurde nur Ultrium jemals für den Massenmarkt produziert.
LTO Ultrium hat sich zu einem sehr beliebten Format für Datenspeicherbänder entwickelt. Im Jahr 2000 wurde die erste Iteration von Ultrium mit einer nativen Kapazität von 100 GB eingeführt, obwohl sie ursprünglich auch mit 10-GB-, 30-GB- und 50-GB-Kassetten erhältlich sein sollte, aber verschrottet wurde.
Ab 2021 sind neun Generationen von LTO-Ultrium-Bändern (LTO-1 bis LTO-9) im Handel erhältlich, und fünf weitere (LTO-10 bis LTO-14) sind geplant.
Die Details und Unterschiede zwischen diesen verschiedenen LTO-Formaten können Sie der folgenden Tabelle entnehmen:
| Format | Release Date | Unkomprimierte Kapazität | Komprimierte Kapazität | Maximale komprimierte Geschwindigkeit (MB/s) | Maximale unkomprimierte Geschwindigkeit (MB/s) | Benötigte Zeit zum Beschreiben eines vollen Bandes bei maximaler Geschwindigkeit (hh:mm) |
| LTO-1 | 2000 | 100 GB | 200 GB | 20 | 40 | 1:23 |
| LTO-2 | 2003 | 200 GB | 400 GB | 40 | 80 | 1:23 |
| LTO-3 | 2005 | 400 GB | 800 GB | 80 | 160 | 1:23 |
| LTO-4 | 2007 | 800 GB | 1.6 TB | 120 | 240 | 1:51 |
| LTO-5 | 2010 | 1.5 TB | 3.0 TB | 140 | 280 | 3:10 |
| LTO-6 | 2012 | 2.5 TB | 6.25 TB | 160 | 400 | 4:20 |
| LTO-7 | 2015 | 6.0 TB | 15.0 TB | 300 | 750 | 5:33 |
| Typ M (M8) | 2017 | 9.0 TB | 22.5 TB | 300 | 750 | 8:20 |
| LTO-8 | 2017 | 12.0 TB | 30.0 TB | 360 | 900 | 9:16 |
| LTO-9 | 2021 | 18.0 TB | 45.0 TB | 400 | 1,000 | 12:30 |
| LTO-10 | TBA | 36.0 TB | 90.0 TB | 1,100 | 2,750 | 12:07 |
| LTO-11 | TBA | 72.0 TB | 180.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-12 | TBA | 144.0 TB | 360.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-13 | TBA | 288.0 TB | 720.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-14 | TBA | 576.0 TB | 1,440 TB | TBA | TBA | TBA |
Hinweis: „Typ M (M8)“ bezieht sich darauf, wie einige LTO-8 Laufwerke können zuvor unbenutzte LTO-7-Bänder mit einer erhöhten, unkomprimierten Kapazität von 9 TB beschreiben. Sobald diese Kassette als Typ M initialisiert wurde, kann sie nicht wieder in eine standardmäßige LTO-7-Kassette geändert werden.
Im Gegensatz zu anderen Speicherbandtechnologien kann eine Ultrium-Kassette nur von einer bestimmten Generation von LTO-Laufwerken (mit Ausnahme von Typ M oder M8, wie oben beschrieben) mit den folgenden Regeln verwendet werden:
Als Speicherband liest und schreibt ein LTO-Band Daten sequenziell – eine Datei nach der anderen – im Gegensatz zu Festplattenlaufwerken (HDDs) und Solid-State-Laufwerken (SSDs), die Daten nicht sequenziell schreiben und lesen B. durch rotierende Scheiben.
Diese sequentielle Speichermethode bedeutet jedoch, dass das System am Anfang des Bandes beginnen und es durchlaufen muss, um bestimmte Daten zu lesen oder neue Daten zu schreiben. Natürlich führt dieser Mechanismus zu langsameren Lese-/Schreibgeschwindigkeiten als HDDs oder SSDs. Die heutigen Technologien – insbesondere die fortschrittliche lineare Bandtechnologie von LTO – bieten jedoch eine ähnliche Laufwerksleistung wie HDDs und SSDs.
Heutzutage werden auf dem Markt hauptsächlich zwei Bandtechnologien verwendet: lineares Band (das von LTO verwendet wird) und spiralförmiges Scannen.
Ein spiralförmiges System schreibt Daten in diagonalen Streifen entlang des Bandes. Um dies zu erreichen, werden zwei Bandspulen mit XNUMX/XNUMX Zoll breiten Bandmedien in derselben Kassette verwendet. Die Helical-Scan-Technologie bietet eine höhere Datenspeicherdichte als lineare Bänder, speichert jedoch typischerweise weniger Gesamtdaten als lineare Bänder
Das lineare Bandmodell verwendet jedoch eine ganz andere Methode zum Lesen/Schreiben von Daten, sodass diese beiden Formate weitgehend inkompatibel sind, obwohl sie vergleichbare Leistungen bieten.
Ein lineares Band (einschließlich LTO) hingegen verfügt über mehrere Lese-/Schreibköpfe, die Daten entlang paralleler Datenspuren lesen und schreiben, die sich über die Länge des Bands erstrecken. Lineare Bandmedien sind in der Regel etwa einen halben Zoll breit, und jede Bandkassette hat nur eine Bandspule.
LTO-Bänder bestehen aus schmaleren Servobändern und breiteren Datenbändern. Genauer gesagt hat jedes Band vier Datenbänder, die zwischen fünf Servobändern angeordnet sind.
In solchen Konfigurationen wirken die Servobänder wie Leitplanken für den Lese-/Schreibkopf oder die Schreibköpfe. Der Lese-/Schreibkopf positioniert sich selbst zwischen zwei Servobändern, wodurch Kompatibilität und Anpassungen zwischen verschiedenen LTO-Bandlaufwerken gewährleistet sind. Die magnetischen Servos werden auch ihre Rolle bei der Fehlerkorrektur und Hardware-Datenkomprimierung spielen.
Jeder LTO-Bandkopf hat entweder 8, 16 oder 32 Lese-/Schreibkopfelemente und 2 Servo-Leseelemente. Wenn es 8 Kopfelemente hat, dann hat es 8 Spuren, und der Satz von 8, 6 oder 32 Spuren wird in einem End-zu-End-Durchlauf in eine Richtung geschrieben oder gelesen. Bei dieser Konfiguration verschiebt sich der Bandkopf seitlich, um auf unterschiedliche Spuren innerhalb jedes Bandes zuzugreifen und möglicherweise auch auf andere Bänder zuzugreifen. Dieser Satz von Spuren (8,16, 32 oder XNUMX) wird als „Wrap“ bezeichnet.
LTO-6 und neuere Bänder haben 32 Lese-/Schreibkopfelemente und können daher 32 Spuren gleichzeitig lesen oder schreiben.
Angenommen, es handelt sich um ein völlig leeres, brandneues LTO-Band, beginnt das Schreiben von Daten bei Wrap 0, Band 0. Der Wrap 0 verläuft vom Anfang des Bandes (BOT) bis zum Ende des Bandes (EOT), daher wird dies a genannt wickeln. Der nächste sequentielle Umbruch (Band 0, Umbruch 1) ist ein umgekehrter Umbruch, der von EOT zu BOT läuft, während er auch eine Spur enthält, die entlang einer Seite des Datenbands verläuft.
Diese Sequenz wird in verschiedenen Wicklungen fortgesetzt und wechselt zwischen Vorwärts- und Rückwärtsdurchgängen mit leichten Verschiebungen zur Mitte des Bandes bei jedem Durchgang. Bei einem solchen Muster überlappen die bei jedem Durchlauf geschriebenen Spuren teilweise die Spuren, die bei der vorherigen Umwicklung in derselben Richtung geschrieben wurden.
Dieses abwechselnde Hin- und Her-Muster verläuft von den Rändern des Bandes in die Mitte und sieht aus wie eine aufgerollte Schlange und wird daher oft als lineare Serpentinenaufnahme. Das lineare Serpentinenverfahren wird wiederholt, bis alle Spuren und Bänder nach Bedarf gelesen oder geschrieben wurden, und dieses Verfahren ermöglicht es, dass das Band mehr Spuren als hintere/Schreibkopfelemente hat, wodurch eine wesentlich höhere Datenspeicherkapazität als bei der standardmäßigen linearen Aufzeichnung ermöglicht wird Verfahren.
Einer der Nachteile von Speicherbändern (einschließlich LTO-Bändern) ist der Zustand, den wir nennen Schuh glänzt.
Bandlaufwerke drehen sich schnell, und wenn das Laufwerk die Daten findet, auf die es zugreifen muss, muss das Band physisch anhalten und zu dem Punkt zurückkehren, an dem sich die Daten befinden, und dieser Vorgang kann einige Male (sehr schnell) wiederholt werden, bis Der richtige Standort ist gefunden. Diese Start-, Stopp- und Sicherungsbewegung ähnelt der Hin- und Herbewegung beim Glänzen eines Schuhs (daher der Name).
Zu viele Schuhputzbewegungen können sowohl das Bandlaufwerk als auch die Kassette verschleißen und die Lebensdauer beider verkürzen. Auch wiederholtes Schuhputzen allein kann die Lese-/Schreibzeit des Laufwerks verlangsamen.
Um dieses Schuhputzproblem zu lösen, verwenden neuere LTO-Bänder einen integrierten Geschwindigkeitsanpassungsmechanismus (oder automatischen Geschwindigkeitsmechanismus), um die Bewegungsgeschwindigkeit bei Bedarf zu verringern und eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten. Bei LTO-8-Bändern liegt die automatische (angepasste) Geschwindigkeit zwischen 112 und 360 MB/s.
LTO bietet mehrere spezifische Mechanismen, um fortgeschrittene Ebenen integrierter Sicherheit anzubieten.
Bis heute bieten LTO-Bänder eine viel niedrigere Bitfehlerrate (BER) als HDDs und SSDs. LTO-7- und LTO-8-Bänder bieten eine BER von 1 x 10-19. Das bedeutet, dass ein typisches LTO-8-Band einen Bitfehler in über 10 Exabyte an Daten oder 1 Bitfehler in mehr als 800,000 LTO-8-Bändern aufweist. Im Vergleich dazu hat eine typische HDD eine BER von HDDs (1 x 10-15).
Um sicherzustellen, dass die auf das Band geschriebenen Daten genau und identisch mit dem sind, was beabsichtigt ist, wird ein Überprüfungsprozess nach dem Schreiben verwendet. Dies wird hauptsächlich durch die Verwendung des Fehlerkorrekturcodes (ECC) in den Headern erreicht, der ein obligatorischer Bestandteil des Aufzeichnungsformats auf dem Band ist.
Magnetband wird seit Jahrzehnten als Datenspeicherlösung verwendet, die bis in die 1950er Jahre zurückreicht. Daher ist es leicht, Speicherbänder, einschließlich LTO-Bänder, als alt und veraltet zu übersehen.
Obwohl LTO-Bänder möglicherweise nicht die Aufregung neuer SSD- oder Cloud-Optionen bieten, bieten sie einige einzigartige Vorteile gegenüber anderen Formaten, insbesondere als Medium für die Langzeitarchivierung.
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Hauptvorteil:
Während HDDs und SSDs höhere Lese-/Schreibgeschwindigkeiten als LTO-Bänder bieten, bieten LTO-Bänder eine längere Lebensdauer, eine viel niedrigere Fehlerrate und eine einfachere Wartung. Dies macht LTO-Bänder ideal für die Langzeitarchivierung, wenn die niedrigeren Laufwerksgeschwindigkeiten kein großes Problem darstellen.
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Nachfolgend sind einige der wichtigsten Vorteile aufgeführt, die LTO-Bänder gegenüber anderen Formaten bieten
Lange Lebensspanne
LTO-Bänder bieten eine unübertroffene Haltbarkeit von mehr als 30 Jahren, was sie zur idealen Wahl für die Langzeitarchivierung macht. Die heutigen Technologien stellen auch sicher, dass Dateien, die auf LTO-Bändern gespeichert sind, Jahre und sogar Jahrzehnte nach ihrer Archivierung einfach gefunden werden können.
Im Vergleich dazu haben HDDs eine durchschnittliche Lebenserwartung von nur 5 Jahren, bei einer höheren Ausfallrate.
Beachten Sie jedoch, dass die Vorhersage einer Lebensdauer von 30 Jahren erfordern würde, dass das LTO-Band in einer optimalen und kontrollierten Umgebung mit geregelter Temperatur (18 °C) und Luftfeuchtigkeit (40 %) gelagert wird.
Kosteneffizienz
Im Moment bieten Magnetbänder, einschließlich LTO-Bänder, die niedrigste Preis pro TB gegenüber anderen Medien.
Bei der Berechnung der Speicherkosten ist es jedoch wichtig, verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, die zu den Gesamtbetriebskosten der LTO-Bänder beitragen würden, darunter:
Selbst nach Berücksichtigung all dieser Faktoren, einschließlich der Kosten für die externe Speicherung, bleiben Speicherbänder derzeit die kostengünstigste Speicheroption. Dies liegt daran, dass die Kosten pro TB (oder pro GB) sinken, je mehr Daten Sie auf dem LTO-Band speichern, worauf wir weiter unten eingehen werden.
Speicherkapazität
Ein weiteres wichtiges Highlight von LTO-Speicherbändern ist ihre Speicherkapazität, wobei das aktuelle LTO-8 12 TB unkomprimierte/native Kapazität pro Kassette bietet.
Da Dateien (insbesondere Fotos und Videos) immer größer werden, wird die Speicherkapazität von LTO-Bändern noch wertvoller.
Leseleistung
Ein oft übersehener Vorteil ist die Leseleistung von LTO-Bändern bei großen Dateien leben als HDDs. LTO-8-Bänder bieten etwa 360 MB/s für das Lesen unkomprimierter Daten, während herkömmliche Festplatten nur 200 bis 200 MB/s bieten.
Offene Standards
LTO steht bekanntlich für Linear Tape Öffne, wobei Open sich hier auf „offene Standards“ bezieht.
Das offene Format von LTO ist eigentlich ein Vorteil für sich. Da die Technologie von mehreren Anbietern lizenziert werden kann, hängt das LTO-Format nicht allein vom Erfolg oder Misserfolg eines Herstellers ab, und der Wettbewerb zwischen diesen verschiedenen Herstellern treibt den Preis niedrig (und die Qualität in Schach).
Kurz gesagt, das offene Format wird LTO-Bänder zu wettbewerbsfähigen Preisen und ständig aktualisiert halten.
Das LTO-Konsortium (IBM, Hewlett Packard und Certance) hat eine Roadmap mit prognostizierten Spezifikationen für zukünftige Generationen von LTO-Bändern bis hin zu LTO-14 veröffentlicht, um die Obsoleszenz besser handhabbar zu machen.
Portabilität und Sicherheit
Ein weiterer wichtiger Vorteil des LTO-Speicherbandes, insbesondere als Langzeitarchivmedium, ist seine Portabilität. Es ist tatsächlich viel sicherer, LTO-Bänder zu transportieren als HDDs mit ihren empfindlichen motorisierten Teilen.
Da wir Bandkassetten zu 100 % offline lagern können, sind sie außerdem sicher vor Cyberangriffen, die auf die Internetverbindung angewiesen sind, sowie vor versehentlichem Löschen, Störungen und anderen Problemen, die bei angeschlossenen HDDs und SSDs üblich sind.
Es ist auch erwähnenswert, dass es relativ einfach ist, die Verschlüsselung auf LTO-Bandkassetten zu implementieren. Seit LTO-4 können Benutzer Daten mit Application Managed Encryption (AME) verschlüsseln, bevor sie auf Band geschrieben werden. Alle aktuellen LTO-Hersteller unterstützen AME.
Wie wir sehen können, gibt es viele Vorteile des LTO-Bandformats (und Speicherbänder im Allgemeinen) gegenüber HDDs, SSDs und anderen Medien. Das bedeutet jedoch nicht, dass LTO ein perfektes Medium ohne jegliche Schwächen ist.
Hier sind einige Nachteile, die Sie berücksichtigen sollten, bevor Sie in LTO-Bänder als Ihre Speicherlösung investieren:
Wartung und Verwaltung
LTO-Bandlaufwerke müssen in einem Raum mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert werden, was zu zusätzlichen Kosten und Wartungsproblemen führen kann. Außerdem haben LTO-Laufwerke mechanische Teile, die von Zeit zu Zeit gereinigt und eingestellt werden müssen.
Das heißt, wenn Sie sich entscheiden, in LTO-Bänder zu investieren, planen Sie unbedingt regelmäßige Wartungsperioden ein, um deren Langlebigkeit zu gewährleisten. Dies wird sich auch in der Notwendigkeit niederschlagen, unerfahrene Arbeitskräfte mit angemessenem technischen Wissen zu investieren.
Sie benötigen einen erfahrenen Administrator, der Ihnen auch bei der Lebenszyklusverwaltung helfen und entscheiden kann, wann Sie ein Upgrade durchführen und regelmäßige Migrationen planen können.
Sequenzielles Lesen
LTO-Bänder sind sequenzielle Zugriffsmedien. Das heißt, sie müssen am Anfang des Bandes beginnen und es durchlaufen, um neue Daten zu schreiben oder bestimmte Daten zu lesen. Dies führt dazu, dass LTO-Bänder langsamer als HDDs sind, wenn es darum geht, Daten in zufälliger Reihenfolge zu lesen, und wenn dies häufig vorkommt, kann dies zu Verschleiß sowohl der Bandkassette als auch des Laufwerks führen.
Allerdings ist die Geschwindigkeit kein Frontalunterricht. ein Deal Breaker bei LTO-Bändern, insbesondere wenn man bedenkt, dass wir LTO hauptsächlich für die Langzeitarchivierung verwenden werden, wenn die Geschwindigkeit kein allzu großes Problem darstellt. Beim Speichern größerer Dateien – einschließlich Mediendateien – ist die Geschwindigkeit des wahlfreien Zugriffs ebenfalls weniger relevant.
Schuhputzen
Wir haben kurz besprochen, wie übermäßiges Schuhputzen die Lebensdauer sowohl des LTO-Laufwerks als auch der Kassette verkürzen kann. Obwohl neuere LTO-Bänder eine eingebaute Geschwindigkeitsanpassungsfunktion haben, um dieses Problem zu lösen, kann dies immer noch ein Problem sein.
Start-Stopp-Betrieb
Bei LTO-Bändern werden zu speichernde Daten typischerweise zuerst in Puffern gesammelt, bevor sie auf das Band gestreamt werden.
Bei einer solchen Konfiguration kann das Band, wenn der Puffer nicht voll ist, abrupt angehalten werden und sich selbst für die nächste Lieferung von Daten aus dem Puffer positionieren. Wenn dies häufig vorkommt, kann dies die Gesamtgeschwindigkeit des LTO-Systems verringern.
Ein einzelnes Laufwerk für mehrere Bänder
Im Gegensatz zu HDDs oder SSDs müssen wir beim Umgang mit riesigen Datenkatalogen die LTO-Bandkassetten nach Bedarf auswerfen und ersetzen.
In der Praxis müssen wir dies manuell durchführen (was schwierig und zeitaufwändig sein kann) oder in eine Bandbibliothek investieren, bei der ein Roboterarm die Kassetten holt und in die Laufwerke ersetzt (was zu zusätzlichen Kosten führt).
Während LTO-Bänder von Natur aus sehr langlebig sind, haben sie mechanisch bewegliche Teile, die Verschleiß und magnetischer Beschädigung unterliegen.
Daher ist es wichtig, die richtige Lagerung und Wartung durchzuführen, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
Hier sind einige Best Practices, die Sie befolgen sollten:
LTO-Bänder bleiben eines der kostengünstigsten Speichermedien. Es hat zwar nicht die Geschwindigkeit von HDDs und SSDs (obwohl es nicht so weit dahinter liegt), hat es aber die niedrigste Kosten pro GB als andere Medien, wodurch es sich ideal für die digitale Langzeitarchivierung eignet.
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