1.1 IBM 3584 磁带库的详细说明
IBM 3584 磁带库为大型、分布式系统的自动化磁带库系统。它是模块化设计,可以根
据用户的需要任意“组装”所需要的单元;它可以将 192 个 LTO 一代或者 LTO 二代磁带驱
动器共存于同一个磁带库中。IBM 3584 磁带库是一个灵活、可靠和低成本的磁带库解决方
案,它可以提供出色的多平台能力,它可以运行于 IBM RS/6000、AS/400、Sun、HP、Windows
NT/2000 等操作系统环境中。
IBM 3584 磁带库是采用模块化的设计,它的最小组成可以只有一个控制机柜、一个磁
带驱动器。其扩展能力非常优秀,它最大可以扩展到 16 个机柜、192 个磁带驱动器。IBM 3584
的容量可以从 8.7TB 到 1376TB(非压缩情况下),可以满足用户不同容量的需求。
3584 磁带库具有高可靠、大容量、高性能的特点。它可配置双磁带库控制单元、标配
有双磁带抓取器的机械手和机械臂。3584 磁带库的控制信息数据库可以得到数据镜象(RAID
1)的保护,提供了极高的可靠性。3584 磁带库最大的联机磁带数据处理容量达到 1376TB,
它的扩展能力也相当的灵活,可以配置驱动器机柜单元或存储机柜单元来扩充磁带库的处理
容量,还可以配置多个磁带驱动器来提高磁带库处理速度。
3584 磁带库具有相当的智能化,它可以把使用频率最高的那些磁带在磁带库中放置得
离磁带驱动器尽量的近,这样就减少了许多机械手的抓取和移动动作,极大地提高了磁带库
系统的性能。
目前其内部使用的 LTO 磁带驱动器同样具有高可靠、大容量、高性能的特点。LTO 磁带
驱动器采用的是业界推荐的适用于数据处理的线性扫描方式,区别于螺旋性扫描方式,线性
扫描方式具有要求磁带驱动器机械结构简单、磁头与磁带非物理接触以减少磨损、支持磁带
快速启停操作以适应于计算机数据处理等诸多优点。LTO 磁带单盘容量非压缩情况下为
200GB,采用先进的压缩方式,压缩下每盘容量可达 400GB,LTO 磁带驱动器的介质数据传输
率在非压缩情况下为 35MB/s。LTO 磁带驱动器是½英寸技术磁带系列中的最新一代产品,IBM
公司的 LTO 磁带驱动器则是更为可靠的产品。IBM LTO 磁带驱动器的伺服轨道的设计使磁头
始终准确地定位在正确的磁道上读取数据。LTO 磁带驱动器采用高可靠、支持高密度的金属
带。
1.1.1 磁带驱动器
在 IBM 3584 磁带库中使用了 IBM LTO 高性能磁带驱动器(Drive)。这是一款目前性能最
高的磁带驱动器(IBM 3592 磁带驱动器推出后,仅次于 3592),单磁带驱动器其数据传输
速率高达 80MB/sec,在压缩情况下数据传输速率可达 160MB/sec,其数据传输速度可以媲美
PC 机的硬盘速度。
在 IBM 3584 磁带库中,磁带驱动器均支持热插拔,并且支持冗余电源保护。
在 IBM 3584 磁带库中,磁带驱动器支持 Ultra 2 SCSI LVD、UltraSCSI HVD 以及光纤
通道(FC)等多种接口。并且支持通过光纤通道交换机连接到存储区域网(SAN)中。
1.1.2 控制单元 L52
控制单元(LTO Base Frame)是 3584 的心脏和大脑,它包含一个磁带库管理控制工作台。
3584 控制单元由控制工作台、盒式磁带抓取器、I/O 工作窗口、条形码识别器,最大 12 个
LTO 磁带驱动器,以及多达 287 个 LTO 盒式磁带带仓组成。
1.1.3 驱动器单元 D52
3584 LTO 驱动器单元(LTO Expansion Frame)具有增加磁带驱动器单元的能力。最多 12
个 LTO 磁带驱动器,也可以不配磁带驱动器,最大 440 个 LTO 盒式磁带带仓。
1.1.4 磁带库管理程序
3584 磁带库管理程序是安装在 3584 控制单元的控制工作站内,它可以控制以下功能:
与主机/服务器进行通讯,接收主机/服务器对磁带库访问操作的请求,返回磁带
库的状态
控制盒式磁带抓取器和机械手
盒式磁带在机架中的位置,控制程序维护着磁带库中逻辑卷与磁带物理位置的库
存表(inventory)数据库,该数据库可以存放在两块磁盘上
控制盒式磁带在机架间、磁带驱动器间的移动
磁带驱动器的自动清洁
磁带库性能优化
改变磁带处理优先级
错误恢复
错误记录和操作性能记录
远程支持系统,提供远程拨号登录服务,使用 IBM 维护人员能够远程登录 3584
磁带库来进行维护
基于 Web 的磁 带库 管理 界面 ,方 便的 图形 化管 理( 该内 置软 件被 称为 IBM
TotalStorage UltraScalable Tape Library Specialist),方便客户从企业的任何地点
对磁带库进行管理。
用户可以选择在不同的磁盘上同时存放两个磁带库管理程序数据库。当正本所在
磁盘发生故障时,磁带库管理程序可自动切换到副本所在的磁盘,从而大大提高
了系统的可靠性和可用性。
1.1.5 盒式磁带抓取器
盒式磁带抓取器是以可靠性最高和性能最高为目标设计的,它可以将磁带在存储单元、
磁带驱动器和 I/O 工作窗口之间移动。盒式磁带抓取器的机械手可以作水平、垂直的运动,
并且可以旋转 180 度,在机械手上有一个激光条形码识别器。
盒式磁带抓取器具有以下能力:
一个盒式磁带抓取器即可以存取全部盒式磁带。
抓取器可将磁带库中任一盘磁带放入任一个驱动器。
条形码识别器通过激光扫描盒式磁带上的条形码作到快速的编目管理。
作为标配的双机械手可以提高性能(在最大配置时可提高 40%)和可用性。
优化的双机电抓取手,可实现互为冗余备份
1.1.6 盒式磁带 I/O 工作窗口
使用 I/O 工作窗口不用停止盒式磁带存取器的工作一次可添加或取出多达 16 盘至 32
盘的盒式磁带。操作人员也可以人工方式添加盒式磁带:打开门将盒式磁带插入任何适当的
插槽,或用大容量输出设施成批取出盒式磁带。
1.2 IBM 3584 磁带库技术特点分析
1.2.1 针对 SAN 高可用性的技术
作为 3584 磁带库与磁带驱动器无缝结合的范例之一,3584 采用先进的驱动器 World
Wide Node Naming 设定系统。该领先的特性可实现当更换新驱动器的时候不会丢失光纤通
道 World Wide Node Name(WWNN)的定义。3584 产品内置了行业标准的 Worldwide Node
Naming(WWNN) convention 设定系统。具体来说,在每次驱动器重置或加电的时候,采用了
磁带库模块序列号加上驱动器位置的规则体系重建 WWNN。也就是说在更换 Frame x Row y
位置上的驱动器时,它的 WWNN 是不会改变的。该先进特性能够避免增加和更换驱动器时主
机和光纤交换机的重新配置,从根本上免除了主机系统控制软件、SAN 参数的重新设定而引
起的系统不可用甚至崩溃的情况。该特性保证设备命名的一致性,对于 SAN 环境下的磁带
库使用尤其重要,而其他磁带库厂商尚未提供该项功能。
1.2.2 智能化磁带库存管理
3584 磁带的库存管理具有相当高的智能化,它可以把使用频率最高的那些磁带在磁带
库中放置得离磁带驱动器尽量的近,这样就减少了许多机械手的抓取和移动动作,极大地提
高了磁带库系统的性能,这是优越于其他磁带库的特点之一。
1.2.3 先进的 Multi Path 技术和磁带库逻辑分区架构:便捷而高可靠
IBM 3584 磁带库是面向企业级用户的高端磁带库,采用了先进的逻辑分区技术,可被
划分成多个逻辑磁带库(可多达 192 个),非常便捷地实现多个服务器共享一个物理的磁带
库。这种技术已内置于 3584 磁带库中,无需用户额外投资。而其他厂家如 ADIC、STK,其
磁带库如要进行逻辑分区,则必须额外配置一台专门的服务器和昂贵的软件,而这台服务器
则成为磁带库单点故障的隐患。具体来说,有以下几点:
支持多控制路径冗余和控制路径的自动故障接管(Control Path Failover for
AIX)。消除了控制路径的单点故障问题。其他厂商的磁带库是单一的,专门
的库体机械装置的控制通路,成为整个磁带库最大的单点故障。
支持数据路径的自动故障接管和多路径负载均衡,多路径负载均衡的功能可对
多块主机光纤卡自动选择负载最小的路径。
支持强大的磁带库逻辑分区功能,从而实现真正的磁带库共享:同构或异构的
服务器共享磁带库的机械设备(robotics)而无需“存储管理中间软件”(storage
management middleware)或专门的服务器担任 library manager 的角色。
1.2.4 先进的统计分析与报告系统
IBM 3584 磁带库内置了先进的统计分析与报告系统(Statistical Analysis and
Reporting System),与 IBM LTO GEN2 驱动器在业界领先的微码相结合,可以及时分析和
报告磁带库及驱动器的工作状态,帮助系统管理员判断读写故障的原因(驱动器硬件或磁带
介质?),磁带介质是否处于不良状态,驱动器硬件运转是否正常等,并通过 SNMP、自动
呼叫支持中心、Web 远程管理界面等方式向用户报告,确保磁带库处于良好的工作状态。而
其他厂家的磁带库则未具备这种智能化技术,依赖人工干预的程度很高。具体实现原理可参
见附件:“IBM Statistical Analysis and Reporting System 分析说明”
1.2.5 卓越的模块化扩充能力
从 1 个到 16 个机柜的扩充能力,从 1 个到 192 个 LTO 磁带驱动器,从 64 到 6887 盘磁
带的容量(压缩后磁带库最大容量为 2754TB),而每个扩展柜的磁带槽位空间为 440 盘,真
正实现了用户的灵活扩展。
而非其他厂家如 ADIC 等,扩展容量的台阶幅度极高,一个扩展柜需配数千盘磁带(虽
然表面上以 100 盘磁带槽位计价,但其过高的库体扩展门槛实际上仍转嫁到用户头上)
1.2.6 极高的可靠性
双机械抓取器设计:双机械抓取手能够实现在卸载当前磁带的同时,检索下一
盘需要 mount 的磁带,从而减少整体的移动操作,进一步提高带库的整体性能,
同时还提供了机械臂冗余,从而提供更高的可靠性。
控制信息数据库数据镜象(RAID 1)保护:用户可以选择在不同的磁盘上同时存
放两个磁带库管理程序数据库。当正本所在磁盘发生故障时,磁带库管理程序
可自动切换到副本所在的磁盘,从而大大提高了系统的可靠性和可用性。
IBM 3584 磁带库每当门开关一次,系统自动核对盒式磁带编目。使用快速扫
描和条形码系统证编目的完整性。
诊断监视程序常驻运行:可防止潜在的问题并且帮助快速分析问题。
标配调制解调器,可以支持远程故障诊断和呼叫。3584 管理程序提供标准 SNMP
协议的支持,可以通过 LAN 连接使用 TCP/IP 发送 SNMP 报警信息
1.2.7 高可用性设计
IBM 3584 磁带库支持双供电系统设计:确保磁带库的电源冗余度。
IBM 3584 磁带库内每个驱动器的电源和风扇都具备冗余
3584 所有驱动器、电源和风扇都是热插拔的
当更换驱动器和电源时,无需重新启动(re-IPL)主机系统:光纤接口驱动器
只需要该驱动器的暂停使用,SCSI 接口的驱动器和控制通路则只影响该 SCSI
总线上的设备(暂停)。
1.2.8 高可靠、高性能的 IBM LTO Gen2 Ultrium 驱动器
LTO 磁带技术作为一个开放的标准,允许各生产厂商在遵从大部分格式标准的前提下,
对各自产品的设计参数酌情调整。因此,尽管所有不同品牌的 LTO 驱动器都可读写通用的磁
带介质,但不同厂商的 LTO 驱动器的构造设计是有所差异甚至是相去甚远的。IBM 开发和生
产的 LTO 一代和二代磁带驱动器蕴含着 IBM 雄厚的技术基础和对高端客户的承诺,以下为
IBM LTO 驱动器的特性:
1) 采用了“表面控制磁带引导技术”(Surface Control Guiding System),解决了
其他厂商的磁带产品“边缘压力控制引导”技术(Edge Control Guiding)带来的
磁带边缘严重机械磨损问题,提高了磁带驱动器和磁带的可靠性和使用寿命,以及
数据的完整性。
2) IBM 独有的“平滑磁头设计”(Flat head design):IBM LTO 驱动器采用了与 IBM
高端 Magstar 驱动器(3590 驱动器)完全相同的“平滑磁头设计”(Flat head design),
采用了相同的制造设备和相同的技术规格。该设计使磁带介质保持直线、平滑的传
送路径,同时在磁头和磁带介质之间生成一层超微空气层(microscopic air layer),
该空气层减少了摩擦和磁带过早耗损。
3) 先进的第二代 ECC 错误修正编码技术,提供先进的数据纠错特性,保证数据的完整
性和可用性。
4) IBM 独有的“软装载安全锁定装置”(Soft Load Safety Interlock),能够防止磁
带因意外事故装载和磁带脱落的情况,减少磁带损坏和机械轨道的磨损。
5) 强壮的磁带和磁头设计:金属颗粒磁带介质和先进的第四代磁阻磁头等先进设计。
6) IBM 独有的“弹性引导栓”(Adaptive Threading)设计,解决了在其它磁带产品
中常见的引导栓机械磨损热点导致故障的难题。
7) 先进的“写后读校验”技术,将磁头读写部分分开,分成读磁头和写磁头,实现写
后即时读校验,消除写错误,保证写磁带的精确性;
8) 驱动器动态缓存(Dynamic Buffer)设计( 64MB for Ultrium-2),为流操作优化,
以提供最佳的磁带驱动器性能。
9) 经过扩展的 SAN 集成测试(IBM Gaithersburg Lab 和 Tucson and San Jose Labs),
以认证 IBM LTO 驱动器的互操作性。