搶先實測高速第四代LTO磁帶機

跳票近半年後，期待已久的LTO-4磁帶機終於在今年第2季問世。繼2004年推出LTO-3規格後，LTO聯盟原定在2006年底完成新一代LTO-4規格的制定，但LTO-4實際產品的推出，卻比業界原先預料的還要晚了好幾個月。

容量更大、速度更快，以及由此衍生出單位成本更低等利益，是所有新推出儲存設備共同的速求重點，LTO-4自然也不例外，但除了擁有比前一代產品更大的容量與更高的速度外，LTO-4還結合了加密功能，可提供比舊產品更好的資料保護機制。


容量速度再創新高的LTO-4
LTO-4最大特色是比上一代LTO-3提高一倍的儲存容量，以及高出50%的傳輸速率，使開放規格的LTO在容量上追上Quantum的DLT-S4，傳輸速度也趕上之前業界最快的Sun STK T10K，分別與DLT-S4及Sun STK T10K並列為當前容量最高、速度最快的磁帶規格。

為在相同寬度的磁帶上容納更多的增量，LTO-4的磁軌數從LTO-3的704條增加到896條（磁頭一次讀寫16條磁軌），單卷原生容量達800GB。目前LTO-4磁帶的單卷售價雖較LTO-3稍高，容量卻加倍，因此每GB的成本反而比LTO-3低了30%以上。且LTO-4磁帶機本體的價格也比當年LTO-3剛推出時要低了不少，新的LTO-4全高磁帶機售價還不到20萬元，相較下LTO-3磁帶機在3年前剛推出時的價格為20～30萬之間。顯示LTO-4的推出又使磁帶儲存的單位成本下降到一個新低點，有助於鞏固磁帶在長期儲存應用方面的地位。

LTO-4也與前幾代產品同樣保有向下相容的能力，不過依磁帶產品慣例，這種向下相容都是有限制的。LTO-4只能向下相容到LTO-2，不支援最早的LTO-1，對LTO-2磁帶也只能讀而不能寫，至於對LTO-3則是能讀能寫。因此用戶手上若有大量的舊型磁帶，最好開始做好資料遷移的準備。

更好的資料安全與機械可靠性
隨著容量的增加，一旦磁帶遺失導致資料外洩，或是故障損毀造成的影響也增加，因此LTO-4磁帶機還內建有硬體加密，以及改進的機械結構設計，以求提高磁帶資料的安全性與可靠性。

硬體加密是LTO聯盟制定第四代LTO規格時的一大重點。LTO-4磁帶機具有內建的加密功能，可直接對寫入磁帶的資料加密，免去用戶在前端主機安裝加密軟體的需要。

以我們這次借測的Tandberg Data LTO-4FH為例，就支援了稱為AME（Application Managed Encryption）的加密機制，透過安裝在主機上的驅動程式、磁帶機韌體與內建記憶晶片的LTO-4磁帶匣等元件的配合，可為寫入磁帶的資料進行加密，所有加密政策制定與密鑰管理都由裝在主機上的軟體負責，用戶無須對磁帶機進行任何認定。而每臺磁帶機出廠時都有唯一的數位認證序號，因此AME機制能區分以不同磁帶機加密的磁帶匣。不過目前只有SAS介面的LTO-4FH才支援加密。

只要有LTO-4磁帶機與LTO-4磁帶匣，用戶就能在不購買其他加密產品的情況下享受加密的利益。但資料加密還牽涉到密鑰管理等問題，而且磁帶機的加密只能解決儲存媒體上的資料保護問題，無法涵蓋資料從前端送出到寫進磁帶以前的環節，因此企業對加密應用會有更完整的考量，當然LTO-4的出現算是讓企業又多了一種選擇。

磁帶容量越大則風險也越高，因此強化磁帶機械可靠性也是LTO-4的一個重點，如Tandberg Data LTO-4FH就具備適動態速率匹配（Digital Speed Matching）、適應性磁帶捲繞（Adaptive Tape Threading）與動態制動（Dynamic Braking）等功能。適應性磁帶捲繞功能可藉由8個監測磁帶運轉狀況感測器測得的結果，控制磁帶捲繞的張力，以適應磁帶與磁帶旋轉輪運轉速度，防止磁帶載入時發生卡帶等故障。另外由於磁帶機馬達的旋轉速度越來越高，但如果發生斷電情況，馬達在高速運轉下立即停止，很可能會使磁帶承受到過高的張力而受損，因此LTO-4FH具有可允許磁帶馬達在斷電情況下緩慢減速，而不是立刻停止的動態制動功能，進一步提高了可靠性。

寫入速率超出伺服器吐出速率
Tandberg Data LTO-4FH是我們測試的第一臺LTO-4磁帶機，目前Dell、IBM、HP等廠商也都已推出LTO-4磁帶機，另外各廠商的其他磁帶設備如自動上帶機、磁帶櫃等，也都已陸續開始導入LTO-4。依LTO-4規格宣稱的資料傳輸率是120MB/s，比LTO-3高出50%，現實環境中雖然達不到這個理論數值，但從我們的測試中仍可看出LTO-4遠高於前幾代產品的速度，甚至還比以SATA磁碟陣列為基礎的虛擬磁帶櫃（VTL）更快。

不過傳輸速度更快的磁帶機，並不保證用戶的備份速度就能跟著變快，需視整個備份環境而定。將資料由前端伺服器備份到磁帶機的整個資料傳輸鏈，包括前端伺服器的處理器性能、伺服器磁碟裝置的I/O速度、連接磁帶機的網路或傳輸通道頻寬，以及磁帶機本身的寫入速度等。單單只是加快磁帶機的速度，並無法改善整個備份作業的效率。

早在LTO-3推出的時候，就已發現LTO-3的速率高過典型100Mb乙太網路環境所能傳輸的資料量，因此在網路備份環境中，經常變成磁帶機在等待前端饋進資料，而無法完全發揮性能。時隔3年，企業網路環境雖已提高到GbE，但磁帶機也進化成更快的LTO-4，扣除各種損耗後，即使是理論傳輸速率達125MB/s的GbE網路，也不見得能跟上LTO-4的速度，而且這時候前端伺服器磁碟I/O性能也會成為另一個瓶頸，除非使用高階磁碟陣列產品，並結合高頻寬的光纖通道傳輸環境，否則多數伺服器磁碟I/O輸出資料的速率都低於LTO-4寫入的速度，顯然也無法讓LTO-4全速發揮。

備份環境中的所有環節都會影響到備份速度，如果用戶只是導入LTO-4，而沒有連帶提升整個備份架構，則很可能會發現換了更新的磁帶機以後，除了單卷磁帶容量增加，降低了位磁帶櫃或上帶機更換磁帶的頻率外，整體備份速率卻沒有顯著的改善，因此還是須從整個備份環境下手，找出真正的癥結所在，徹底打通備份資料鏈路。文⊙張明德