تکنولوژی LTO و و ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape) چیست ؟

ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار برای چندین دهه یک روش قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه برای ذخیره‌سازی داده‌ها بوده است. با معرفی تکنولوژی LTO Linear Tape-Open)) ذخیره‌سازی نوار حتی کارآمدتر و ایمن‌تر هم شده است.

در این مقاله، مفهوم و جنبه‌های مختلف ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار و فناوری LTO را بررسی خواهیم کرد. اگر برای ذخیره‌سازی امن داده‌های خود نیاز به روش مکمل برای هارد دیسک دارید، ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار یک روش مناسب است که می‌توانید اطلاعات مربوط به آن را در این مقاله پیدا کنید.

ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape) چیست؟

ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار روشی برای ذخیره‌کردن داده‌های دیجیتال بر روی نوار مغناطیسی است که از گذشته وجود داشته است. نوار با یک ماده مغناطیسی پوشیده شده است که می‌تواند در جهات مختلف مغناطیسی شود تا داده‌های باینری را نشان دهد.

این نوار مغناطیسی دور یک قرقره پیچیده شده و در یک کارتریج محافظ ذخیره می‌شود. هنگامی که قرار است داده‌ها روی نوار نوشته یا خوانده شوند، نوار از طریق یک درایو نوار (tape drive) که از یک سر خواندن/نوشتن برای تعامل با مواد مغناطیسی روی نوار استفاده می‌کند، عبور داده می‌شود.

مکانیزم ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape)

مکانیسم عمل ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار شامل چندین مرحله است.

ابتدا داده‌ها به نوعی فرمت دیجیتالی تبدیل می‌شوند که می‌توانند روی نوار ذخیره شوند. این فرآیند ممکن است شامل فشرده‌سازی و رمزگذاری برای کاهش حجم داده‌ها و محافظت از آنها باشد.

سپس، داده‌ها با استفاده از هد خواندن/نوشتن که میدان مغناطیسی را برای نمایش داده‌های باینری روی نوار اعمال می‌کند، روی نوار نوشته می‌شود. نوار چندین بار از سر خواندن/نوشتن عبور داده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها به‌طور دقیق نوشته شده‌اند.

هنگامی که نیاز به خواندن داده‌ها از نوار است، نوار دوباره از میان هد خواندن/نوشتن عبور می‌کند تا میدان مغناطیسی را شناسایی کرده و دوباره به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌شود. سپس داده‌ها پردازش شده و در صورت نیاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape)

مزایای ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape) به‌شرح زیر است:

1. مقرون‌به‌صرفه: ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش‌های ذخیره‌سازی مقادیر زیاد داده است. هزینه هر گیگابایت فضای ذخیره‌سازی به‌طور قابل توجهی کمتر از سایر رسانه‌های ذخیره‌سازی، مانند هارد دیسک، هارد سرور یا درایوهای حالت جامد است.
2. ظرفیت بالا: ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار می‌تواند مقادیر زیادی داده را روی یک نوار با ظرفیت‌های مختلف، از چند ترابایت تا پتابایت، ذخیره کند.
3. دوام: نوارهای مغناطیسی بادوام هستند و می‌توانند شرایط محیطی سخت را تحمل کنند و برای نگهداری طولانی‌مدت آرشیو داده‌ها ایده‌آل هستند.
4. قابلیت اطمینان: ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار یک روش قابل اعتماد برای ذخیره‌سازی داده‌ها، با نرخ خطای پایین و یک‌پارچگی بالای داده‌ها است.
5. امنیت: نوارها را می‌توان برای محافظت از داده‌ها در برابر دسترسی غیرمجاز رمزگذاری کرد. این روش، آن‌ها را به یک راه‌حل ایده‌آل برای ذخیره‌سازی امن داده تبدیل می‌کند.
6. صرفه‌جویی در مصرف انرژی: ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار به انرژی بسیار کمی نیاز دارد که آن را به یک روش سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند.

تکنولوژی مورد استفاده در Tape Cartridge و LTO

کارتریج نوار مورد استفاده در سیستم‌های ذخیره‌سازی نوار مغناطیسی، از جمله فناوری LTO، از قرقره‌ای از نوار مغناطیسی تشکیل شده است که با مواد فرومغناطیسی مانند اکسید آهن یا دی اکسید کروم پوشانده شده است. نوار به‌روشی دقیق روی قرقره پیچیده می‌شود و کارتریج برای محافظت از نوار در برابر آسیب و آلودگی روی آن قرار می‌گیرد.

وقتی داده‌ها روی نوار ضبط می‌شوند، مواد مغناطیسی روی نوار، با اعمال میدان مغناطیسی توسط درایو نوار، تغییر کرده و در الگوهای خاصی تراز می‌شوند تا اطلاعت را ذخیره کنند. این الگوها نشان‌دهنده کد باینری است که داده‌های دیجیتال را می‌سازد.

برای خواندن داده‌ها از روی نوار، درایو نوار از یک سر خواندن استفاده می‌کند که الگوهای مغناطیسی روی سطح نوار را تشخیص می‌دهد. هد، خواندن این الگوها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند که سپس توسط دستگاه‌های الکترونیکی درایو نوار پردازش می‌شوند تا داده‌های دیجیتال اصلی را بازسازی کنند.

فرآیند مغناطیسی‌کردن نوار و ضبط داده‌ها بر روی آن توسط اصول فیزیکی پیچیده، از جمله هیسترزیس مغناطیسی، اجبار، و ماندگاری کنترل می‌شود. این اصول تعیین می‌کنند که ذرات مغناطیسیِ روی نوار چگونه به میدان‌های مغناطیسی خارجی واکنش نشان دهند و چگونه جهت مغناطیسی خود را در طول زمان حفظ کنند.

برای اطمینان از ذخیره‌سازی مطمئن و دقیق داده‌ها، کارتریج نوار و فناوری LTO از تکنیک‌های پیشرفته تصحیح خطا استفاده می‌کنند که می‌تواند خطاها را در داده‌های ثبت‌شده شناسایی و تصحیح کند. این تکنیک‌ها شامل اضافه‌کردن اطلاعات اضافی به جریان داده است که امکان تشخیص و تصحیح خطاهای ناشی از نویز، تداخل یا عوامل دیگر را فراهم می‌کند.

تکنولوژی LTO چیست؟

LTO که مخفف Linear Tape-Open می‌باشد، نوعی ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار است؛ اما از چند جهت با ذخیره‌سازی سنتی نواری متفاوت است.

• اولاً، فناوری LTO از یک پوشش مغناطیسی پیشرفته‌تر روی نوار استفاده می‌کند که امکان چگالی داده‌های بالاتر و سرعت انتقال داده‌های سریع‌تر را فراهم می‌سازد.
• ثانیاً، فناوری LTO از تکنیک‌های پیچیده‌تر تصحیح خطا استفاده می‌کند که قابلیت اطمینان و یک‌پارچگی داده‌ها را بیشتر می‌کند.
• در نهایت، فناوری LTO به‌گونه‌ای طراحی شده است که مقیاس‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر از ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار سنتی باشد و استفاده و بازسازی آن راحت‌تر باشد.

به‌عبارت دیگر، مدل‌های پیشرفته ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار (Tape)، از تکنولوژی LTO استفاده می‌کنند تا کارآمدی بیشتری داشته باشند.

انواع نسل‌های LTO

در حال حاضر 9 نسل از فناوری LTO وجود دارد که هر کدام ویژگی‌ها و پیشرفت‌های منحصر‌به‌فرد را نسبت به نسل قبلی دارند. در اینجا به تفکیک هر نسل LTO آورده شده است.

• LTO-1: LTO-1 در سال 2000 معرفی شد و دارای ظرفیت بومی 100 گیگابایت و نرخ انتقال بومی 20 مگابایت بر ثانیه بود. از ضبط خطی مارپیچ استفاده می‌کرد و دارای پیکربندی سر 384 آهنگ بود.
• LTO-2: LTO-2 که در سال 2003 منتشر شد، ظرفیت بومی 200 گیگابایت و سرعت انتقال بومی 40 مگابایت بر ثانیه داشت. این تکنولوژی از نوار پهن نیم‌اینچی استفاده می‌کرد و دارای پیکربندی سر 512 مسیر بود.
• LTO-3: LTO-3 که در سال 2005 معرفی شد دارای ظرفیت داخلی 400 گیگابایت و سرعت انتقال بومی 80 مگابایت بر ثانیه بود. رمزگذاری مبتنی بر سخت‌افزار و عملکرد WORM (یک بار بنویسید، بسیار بخوانید) را برای اولین بار معرفی کرد.
• LTO-4: LTO-4 که در سال 2007 منتشر شد. دارای ظرفیت بومی 800 گیگابایت و نرخ انتقال بومی 120 مگابایت بر ثانیه بود. این LTO دو پارتیشن‌بندی را برای مدیریت بهتر داده‌ها در اختیار گذاشت.
• LTO-5: LTO-5 که در سال 2010 معرفی شد. دارای ظرفیت بومی 1.5 ترابایت و نرخ انتقال بومی 140 مگابایت بر ثانیه بود. این LTO، LTFS (سیستم فایل نواری خطی) را برای دسترسی آسان‌تر و مدیریت فایل‌ها ارائه کرد.
• LTO-6: LTO-6 که در سال 2012 منتشر شد. دارای ظرفیت بومی 2.5 ترابایت و نرخ انتقال بومی 160 مگابایت بر ثانیه بود. این ورژن، فشرده‌سازی بالاتر و اندازه بافر بزرگ‌تر را برای انتقال سریع‌تر داده‌ها ارائه کرد.
• LTO-7: LTO-7 که در سال 2015 معرفی شد. دارای ظرفیت بومی 6 ترابایت و سرعت انتقال بومی 315 مگابایت بر ثانیه بود. در این ورژن LTO، ذرات مغناطیسی باریم فریت (BaFe) جایگزین ذرات قبلی شدند که امکان چگالی بالاتر داده‌ها و عمر طولانی‌ را فراهم کردند.
• LTO-8: LTO-8 که در سال 2017 منتشر شد. دارای ظرفیت داخلی 12 ترابایت و سرعت انتقال بومی 360 مگابایت بر ثانیه بود. این ورژن سرهای مقاومت مغناطیسی تونلی (TMR) را برای بهبود عملکرد خواندن/نوشتن ارائه کرد.
• LTO-9: LTO-9 دارای ظرفیت فشرده تا 45 ترابایت (18 ترابایت بومی) و سرعت انتقال تا 1000 مگابایت بر ثانیه (برای سیستم‌های دارای درایو با ارتفاع کامل و 800 مگابایت بر ثانیه برای سیستم‌هایی دارای درایو با ارتفاع نیم‌قدی) است و از 10 ژانویه 2022 در دسترس است. این نسل جدید LTO دارای ویژگی‌های زیر است

1. درایوهای نوار مستقل داخلی و خارجی HPE StoreEver LTO-9 45000
2. بارگیری خودکار HPE StoreEver MSL 1/8
3. کتابخانه نوار HPE StoreEver MSL 2024
4. کتابخانه نوار HPE StoreEver MSL3040
5. کتابخانه نوار HPE StoreEver MSL6480
6. مزیت HPE StoreEver MSL

هر نسل از فناوری LTO از نظر ظرفیت، نرخ انتقال، قابلیت اطمینان و یک‌پارچگی داده نسبت به نسل قبلی بهبود یافته است. علاوه بر این، نسل‌های جدید ویژگی‌های جدیدی مانند رمزگذاری، عملکرد WORM، LTFS و هدهای TMR را معرفی کرده‌اند.

سخن آخر

ذخیره‌سازی مبتنی بر نوار به معنای ذخیره اطلاعات بر روی نوارهای مغناطیسی است که سال‌های زیادی است استفاده می‌شود. با معرفی تکنولوژی LTO Linear Tape-Open)) ذخیره‌سازی نوار حتی کارآمدتر و ایمن‌تر هم شده است.

فناوری LTO یک راه حل ذخیره سازی مبتنی بر نوار است که از سال 2000 وجود داشته است. در حال حاضر 9 نسل از فناوری LTO وجود دارد که هر کدام ویژگی‌ها و پیشرفت‌های منحصر‌به‌فردی نسبت به نسل قبلی داشته‌اند. هر نسل از نظر ظرفیت، نرخ انتقال، قابلیت اطمینان و یک‌پارچگی داده نسبت به نسل قبلی بهبود یافته است. علاوه بر این، نسل‌های جدید ویژگی‌های جدیدی مانند رمزگذاری، عملکرد WORM، LTFS و هدهای TMR را معرفی کرده‌اند. فناوری LTO همچنان یک انتخاب محبوب برای ذخیره‌سازی و بایگانی طولانی مدت داده در محیط‌های مرکز داده مدرن است. برای اطلاع از قیمت سرور اچ پی از قبیل قیمت سرور g10 dl380 و قیمت سرور hp dl380 g9 میتوانید به صفحه های مورد نظر مراجعه کنید و یا میتوانید با تیم سریرسرور تماس بگیرید.

دانلود PDF