Virtual Tape Libraries

Eine komplette Umstellung von Tape auf Disk bringt allerdings neue Backup-Routinen und einiges an Plattenverwaltung mit sich. Eine interessante Alternative sind Virtual Tape Libraries. Als Festplattenspeicher, die Band und Bibliotheken emulieren, liefern sie die nötige Performance und sind in bestehende Tape-Strukturen einfach einzugliedern. Inzwischen gibt es viele derartige Lösungen auf dem Markt, die alle Verbesserungen für den Backup- und Restore-Prozess versprechen.

Die verschiedenen Lösungen erfordern unterschiedlichen Implementierungs- und Wartungsaufwand. Manche Lösungen erfüllen die aktuellen Backup-Anforderungen, sind aber für zukünftige höhere Ansprüche nicht geeignet. Andere dagegen bringen nicht die versprochene Leistung. Welche Lösung ist wohl die Richtige? Die Antwort auf diese Frage liegt im Detail. Um das beste System für seine Bedürfnisse festzustellen, sollte der Anwender die unterschiedlichen Systeme nach acht wichtigen Kriterien bewerten.

Performance

Einer der Vorteile von Virtual Tape-Systemen ist die Beschleunigung der Backup- und Restore-Zeiten. Aber nicht alle Virtual Tape-Lösungen bringen dieselbe Leistung. Viele Faktoren tragen zur Gesamtleistung und dem Durchsatz des Systems bei. Dazu gehören auch die Rechenleistung der Storage-Controller, die Festplattengeschwindigkeit, die Anzahl und Arten der Pfade zu den Festplatten am Backend sowie die Effizienz der Firmware. Andere Faktoren haben einen positiven oder negativen Einfluss auf die Performance, beispielsweise ob Komprimierung implementiert ist oder wie das Festplattensystem verwaltet wird.

Integration physischer Bänder

Während alle Virtual Tape-Lösungen Bandlaufwerke emulieren, können jedoch nicht alle Lösungen direkt auf physische Bandlaufwerke schreiben. Im Folgenden werden zwei Methoden erläutert.

Bei der ersten Methode verwaltet die Virtual Tape Software nur den Festplattenspeicher und nicht die physischen Bandlaufwerke. Wenn ein virtuelles Band auf ein physisches Band kopiert werden muss, muss der Administrator dafür einen separaten Backup-Schritt vorsehen. Dieser zusätzliche Schritt verbraucht zusätzliche I/O-Bandbreite und Rechenkapazität des Backup-Servers. Die physischen Medien bleiben unter Kontrolle der Backup-Anwendung.

Bei der zweiten Methode nutzt die Virtual Tape Library die Prozessoren in der VTL-Appliance und nicht den Backup-Server zum Verschieben von Daten zwischen Festplatte und Band. Die Virtual Tape Software verfolgt den physischen Speicherort der gesicherten Daten und kann je nach Bedarf Backup-Kopien über dedizierte Pfade zwischen Festplatte und Band migrieren. Lösungen, die diese Methode nutzen, können auch die oben genannte erste Methode unterstützen.

Wenn Kunden die Entnahme von Bändern aus der Bibliothek zu Disaster Recovery-Zwecken planen, müssen sie zuerst festlegen, ob das Band von der Backup-Anwendung direkt verwendet werden soll oder zum Lesen in die Bibliothek zurückgestellt werden muss.

Ausnutzung der physischen Bänder

Ein weiterer Aspekt der Integration physischer Bänder kann dazu führen, dass VTL-Anwender unerwartet feststellen, dass sie nach der Implementierung bestimmter VTL-Lösungen mehr physische Bänder benötigen anstatt weniger.

Physische Bandlaufwerke nutzen Hardwarekomprimierung zur Erzielung höherer Bandkapazitäten und -performance. Unterschiedliche Daten werden mit unterschiedlichen Raten komprimiert; manche Daten können sogar überhaupt nicht komprimiert werden. Die VTL muss aus Gründen der Kompatibilität mit der Backup-Anwendung eine 1:1-Entsprechung zwischen virtuellen und physischen Bändern beibehalten. Für die meisten VTLs müssen die virtuellen Bänder auf die unkomprimierte Kapazität der physischen Bänder gebracht werden, damit sie garantiert passen. Die Daten werden vom physischen Bandlaufwerk durchschnittlich im Verhältnis 2:1 komprimiert, wodurch die meisten physischen Bänder halb leer bleiben und doppelt so viele Kassetten nötig sind wie bei effektiveren VTL-Lösungen.

Es gibt jedoch noch eine weitere Methode, mit der die Kapazität der von der VTL erstellten physischen Backup-Bänder maximiert werden kann. Die Virtual Tape Library kann nach dem Zufallsprinzip Daten beim Eintritt ins System erfassen, um den Effekt der Komprimierung abzuschätzen, ohne dabei die Performance beeinträchtigen. Mit dieser Methode können die Virtual Tapes in der Größe exakt an die komprimierte Kapazität der physischen Bänder angepasst werden. Werden Virtual Tapes mit der optimalen Kapazität zum Füllen der einzelnen physischen Bänder erstellt, werden weniger Kassetten in der Bandbibliothek benötigt. Bei dieser effizienten Ausnutzung der Medien beträgt die Ersparnis an Kassetten durchschnittlich 50 Prozent.

Komprimierung

Seit Jahren verfügen Bandlaufwerke über die Fähigkeit, Daten beim Schreiben auf das Band zu komprimieren. Der Vorteil der Komprimierung ist klar: Eine LTO3-Kassette kann 400 GB unkomprimierter Daten aufnehmen, aber 800 GB komprimierter Daten - was der doppelten Menge entspricht.

Manche VTL-Anbieter haben die Komprimierungsmöglichkeit auch in ihre festplattenbasierten Systeme aufgenommen. Die Vorteile der Komprimierung sind für VTLs jedoch nicht so deutlich wie für Bandlaufwerke.

Es gibt zwei Methoden zur Datenkomprimierung: per Hardware oder per Software. Bei hardwarebasierter Komprimierung führen spezielle Verarbeitungs-Chips die Komprimierung beim Eintritt der Daten ins System durch. Diese Art von Verarbeitung ist sehr viel effektiver als softwarebasierte Komprimierung. Tatsächlich kann Software-Komprimierung die Performance bis zu dem Punkt verschlechtern, an dem sie für Unternehmen, die ihre Backup-Performance verbessern müssen, keine gangbare Option mehr darstellt.

Skalierbarkeit

Es gibt Virtual Tape-Systeme, die für kleinere Rechenzentren oder kleine Außenstellen von Unternehmen entworfen wurden, während andere so skalieren, dass sie die Backup-Anforderungen für viele Server erfüllen. Manche VTLs können sowohl bei geringen als auch bei hohen Festplattenkapazitäten gleich bleibend hohe Performance bieten und weiten damit die Vorteile von VTLs auf viele verschiedene Umgebungen aus.

Emulation von Bandlaufwerk und Bibliothek

Alle Virtual Tape Libraries emulieren ein oder mehrere unterschiedliche Bandlaufwerke. Wenn die emulierten Laufwerke den installierten Laufwerken entsprechen, kann die VTL ohne oder mit nur wenigen Änderungen am bestehenden Backup-Prozess implementiert werden. Unterscheiden sich die Laufwerke, können geringfügige Änderungen an der Konfiguration der Backup-Anwendung notwendig sein. Mit Virtual Tape-Systemen können Storage-Administratoren eine große Zahl virtueller Bandlaufwerke definieren, wobei die Höchstzahl vom Anbieter abhängt.

Kleinere Virtual Tape-Systeme emulieren nur Bandlaufwerke. Größere Systeme emulieren Bandlaufwerke und Bandbibliotheken. In diesen größeren Systemen wird die Festplattenkapazität der Backup Software gegenüber als eine oder mehrere Bandbibliotheken einschließlich Laufwerken, Bandkassetten und Robotern dargestellt. Da die Festplatte als Bandbibliothek präsentiert wird, können Administratoren Kapazität und Durchsatz des Systems einfach auf mehrere Server verteilen. Emulationen von Laufwerken und Bibliotheken funktionieren zwar beide, jedoch sind Bibliothekslösungen die bessere Wahl, wenn mehrere Backup-Server unterstützt werden sollen.

Management Software

Die Software für das Management der Virtual Tape Library muss ebenso einfach und intuitiv in der Bedienung sein wie die Konfiguration der Virtual Tape Libraries, Laufwerke und Kassetten. Wenn die VTL in Außenstellen oder Abteilungen außerhalb des Rechenzentrums installiert wird, sollte die Möglichkeit bestehen, das oder die System(e) von einer zentralen Stelle aus remote zu verwalten.

Investitionsschutz

Virtual Tape Libraries lassen sich auf einfache Weise in bestehende Backup-Infrastrukturen integrieren, um Probleme mit der Backup- und Restore-Performance zu lösen. IT-Abteilungen müssen diese Anschaffung jedoch als Teil einer größeren Datenschutzstrategie betrachten. Die Auswahl des richtigen Anbieters kann den Schutz der Investition sicherstellen, die Auswahl des falschen Anbieters dagegen kann das Produkt innerhalb weniger Jahre praktisch unbrauchbar werden lassen. Daher ist es von Bedeutung, Pläne und Roadmaps des Anbieters zu kennen.

Fazit

Die Implementierung von Virtual Tape Libraries bietet viele Möglichkeiten. Sie bilden eine Ergänzung zu physischen Bändern, indem es zwei notwendige Stufen der Datensicherung schafft: Die primäre Backup-Kopie wird auf Festplatte gespeichert, die sekundäre Kopie auf Band. Virtual Tape Libraries können von Anfang an verbesserte Backup- und Restore-Zeiten liefern, ohne dass vorhandene Prozesse oder Workloads geändert werden müssen. Später können schrittweise Änderungen eingeführt werden, um den Durchsatz weiter zu erhöhen.

Manche Lösungen sind neu und vergleichsweise unausgereift und bieten nur grundlegende Management-Funktionen mit der Aussicht auf zukünftige Verbesserungen, während es sich bei anderen Lösungen um ausgereifte Produkte mit vielen technologisch fortschrittlichen Funktionen handelt. Virtual Tape kann äußerst effektiv sein, muss aber sorgfältig ausgewählt werden.

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