LTO-3磁帶機

沉寂了一段時間的磁帶儲存市場，最近終於有新產品問世。今年年初，HP與IBM雙雙發表支援第三代線性磁帶開放規格（Linear Tape-Open Ultrium 3，簡稱LTO-3）的磁帶機，不僅儲存容量與效能倍增，還加入了過去所沒有的WORM（Write-Once，Read-Many，一寫多讀）技術。

磁帶技術歷經數十年的發展，目前市場上的主流規格大致可分為，主打低階市場的DDS（DAT）、SLR，以及針對中、高階市場的LTO、SDLT、S-AIT等。根據IDC調查，2004年上半年的高階磁帶市場，LTO擁有近75％的市佔率，是主要競爭對手SDLT的三倍，已然成為大容量磁帶儲存的主流媒體。壓縮後容量高達800GB

LTO-3採用的是線性掃描技術，磁帶寬度和前代同為0.5吋，差別在於磁軌數從512條增至768條，原始儲存容量高達400GB，經過2：1壓縮後更可達800GB，比前一代要高出兩倍，在高階磁帶中僅次於S-AIT 1的500GB，領先主要競爭對手SDLT600的300GB甚多。磁帶儲存容量增加最直接的好處是節省成本，以中小企業來說，如果備份的資料成長到1TB以上，為了方便管理，就得考慮採購一臺自動換帶機以應付需求，如此一來就會增加硬體和耗材的成本，現在只需一臺LTO-3單匣式磁帶機就足以應付；同樣的，過去備份一整臺伺服器作為災難復原用，可能需用上數卷磁帶，現在也只需一卷磁帶即可備份完成，不但節省支出，也降低了還原時的風險和管理上的困擾。

LTO-3擁有80MB/s的最大原始資料傳輸速率（壓縮後可達160MB/s），是目前所有磁帶格式中速度最快者，不過，80MB/s是官方公布的理論值，實際運作可能僅達到一半或更低的水準。經過我們實際測試，IBM和HP的LTO-3磁帶機平均備份速度都在30MB/s以上，和其他磁帶格式相比（SDLT600最大原始資料傳輸速率僅36MB/s），效能要優異得多。備份/還原速度增加，可進一步縮小備份窗口（backup window），降低備份/還原作業對日常業務的影響。支援WORM一寫多讀技術

除了儲存容量和讀寫效能增長，LTO-3最大的改變是支援WORM磁帶。WORM是一項為了符合政府對於資料保存年限的法令規範應運而生的技術，最中最具代表性的是美國在2002年制訂的沙賓法案（Sarbanes-Oxley Act），明訂企業內部所有財務、會計相關的文件檔案必須保存7年以上；食品及藥物管理局（FDA）、聯邦證券管理委員會（SEC）等機構，也都有類似的法令規定，某些甚至規範資料必須存放在可信賴、不可刪改的儲存媒體中。

WORM磁帶採用特殊處理材質，寫入一次之後就不能更改或抹除，以保障資料在未來20年的保存期限內可以安全的被讀出。高階磁帶規格中的SDLT、S-AIT已經支援WORM技術，LTO則是遲至LTO-3才開始支援。需注意的是，要支援WORM，除了必須有相對應的磁帶之外，磁帶機本身也必須支援才行。

WORM磁帶由於採用的材質較特殊，價格較一般磁帶稍貴，根據磁帶供應商怡敏信（Imation）提供的參考售價，WORM格式的LTO-3單卷售價5800元，比普通LTO-3貴300元。怡敏信表示，目前國內尚未有關於資料保存規範與年限的立法，WORM磁帶的需求不大，不過未來一旦立法完備，需求量增加之後，WORM磁帶的價格應該會降低。備份速度30MB/s以上

我們分別向HP和IBM借測剛發表不久的LTO-3磁帶機－HP StorageWorks Ultrium 960與IBM TotalStorage 3580 L33，測試平臺為配備Xeon 2.4GHz處理器、512MB記憶體、LSI 22320 SCSI控制卡、Windows Server 2003作業系統的伺服器。接上磁帶機後，作業系統無法辨識出這兩臺機器的型號，必須安裝驅動程式才可使用。一開始我們試著使用Windows Server 2003內建的NTBackup備份工具執行備份測試，發現備份到一半就出現錯誤訊息，無法備份成功。隨後我們安裝CA BrightStor ARCserve Backup r11備份軟體進行測試，雖然程式仍然無法辨識出LTO-3磁帶格式，執行備份、還原動作都沒有問題。廠商解釋LTO-3的規格還太新，NTBackup必須安裝修正程式才可支援，市售備份軟體部分，CA BrightStor ARCserve Backup r11.1與Veritas Backup Exec 10已經可以完整支援。

執行測試的是伺服器硬碟內一組10GB的檔案，包含應用程式、文件與圖檔。測試所採用的媒體是IBM的LTO-3磁帶與Imation的LTO-2磁帶，我們分別執行3次的備份與還原動作，然後取其中耗費時間最短的1次作為參考成績。

從測試結果中可以發現兩款磁帶機的效能都相當不錯，備份10GB資料僅花了5分多鐘，復原速度則稍慢，不過也都在7分鐘以內，換算下來的備份速度都在30MB/s以上，還原速度也有25MB/s左右的水準，相較於上一代LTO-2，LTO-3的備份/還原速度的確快了不少。重要的是，這樣的速度已經和轉速5400rpm的硬碟差距不大了。

目前LTO-3磁帶機的價格並不便宜，以IBM TotalStorage 3580為例，LTO-3機種的建議售價硬是比LTO-2機種貴上7萬元，磁帶的價格同樣不便宜，以Imation提供的建議售價為例，LTO-3每GB單位儲存成本僅比LTO-2低0.75元，況且LTO-3磁帶機雖然可以讀寫LTO-2磁帶，但LTO-1磁帶卻只能讀不能寫，很難說服原本使用LTO-1或LTO-2的用戶升級。如果用戶目前使用的是DDS、SLR等低容量的磁帶，有備份資料量龐大、磁帶過多不易管理的困擾，不妨考慮升級LTO-3磁帶機。選擇磁帶還是磁碟？

一般認為，LTO-3磁帶機的推出，正好迎合了目前儲存市場的三大發展趨勢。首先是儲存容量不斷膨脹，根據統計，企業儲存資料量正以每2年增加一倍以上的速度成長，預估到2006年，每臺硬碟的平均儲存容量將高達226GB，意味著同時將有這麼多的資料需要備份。HP就表示，預計今年售出的伺服器中，92％將配備800GB以上的硬碟，正需要LTO-3大容量的儲存能力。其次是備份速度的挑戰，一般來說，企業普遍所能運用的備份時間在10小時左右，隨著業務的需求增加，甚至要求要在更短的時間內完成，LTO-3的備份/還原速度優於其他技術，可以縮小備份窗口。最後則是法令上的需求，LTO-3支援一讀多寫的WORM磁帶格式，將可因應未來政府機構對於企業在資料保護與安全控管的規範。

近年來由於硬碟的單位儲存成本降低許多，不少企業紛紛考慮改用大容量的ATA磁碟陣列取代磁帶備份，然而相較於磁碟，磁帶仍有其不可取代的優勢。首先是成本上，一臺LTO-3磁帶機加上5卷共2TB容量的磁帶，合計27萬元，相當於一臺2U機架式、Serial ATA-to-SCSI磁碟陣列的空機價格，以目前400GB的Serial ATA硬碟市價14000元計（Seagate Barracuda 7200.8），成本足足節省了6萬元以上。其次是低價的ATA磁碟儲存裝置可靠度並不理想，加上必須7×24不中斷運作，資料極容易遭入侵竊取或病毒威脅，安全性比不上離線的磁帶，以上都是用戶在選擇備份資料存放裝置時必須審慎思考之處。

什麼是LTO？

LTO指的是線性磁帶開放規格（Linear Tape-Open），由IBM、HP、Seagate三家廠商合作成立的技術聯盟，於1997年所開發的磁帶格式。這項技術強調規格的開放性，只要加入聯盟的廠商都可取得授權生產LTO磁帶產品。

LTO與另一個磁帶格式DLT所採用的技術非常相似，同樣是線性掃描、單捲軸設計，磁帶寬度為二分之一吋，磁帶會被導引機構拉出，再捲入磁帶機內的捲軸。與DLT不同的是，LTO的磁帶導引機構只需兩個轉輪，減化機構設計以提高運作穩定性。LTO的另一個特別之處是磁帶內建卡匣記憶體（Cartridge Memory），利用磁帶機內建的感應線圈，以RF射頻無線技術讀取磁帶匣的記憶體資料，以提升讀寫效能。

LTO開發之初為了因應用戶對容量和效能的不同需求，以及應用程式對讀寫速度的不同要求，分為Accelis和Ultrium兩種格式，前者的資料搜尋速度較快，後者的記錄密度較高，由於離線儲存設備的發展重心一直是以儲存容量為主，目前市場上LTO磁帶產品皆為Ultrium格式，Accelis格式相當少見，因此標示「Ultrium 3」的設備即泛指支援LTO-3磁帶格式。

目前LTO的發展藍圖已規畫至第6代，LTO-6壓縮後儲存容量高達6.4TB，傳輸速率更可達驚人的540MB/s。詳細的技術資訊可至LTO技術聯盟官方網站www.ultrium.com查詢。文⊙張智鴻