ذخیره ساز Tape چیست و چگونه کار می‌کند؟

ذخیره ساز Tape دستگاهی است که داده‌های کامپیوتر را با هدف پشتیبان‌گیری و بایگانی، روی نوار مغناطیسی ذخیره می‌کند. همانند یک ضبط صوت معمولی، Tape Drive داده‌ها را روی حلقه‌ای از مواد سلولوئیدی انعطاف‌پذیر ضبط می‌کند که قابل خواندن و حذف کردن هستند.

درایوهای نوار از اسکن مارپیچ معمولی (که در آن هدهای ضبط و پخش، نوار را لمس می‌کنند) و یا فناوری نوار خطی (که در آن هدها هرگز نوار را لمس نمی‌کنند) استفاده می‌کنند. درایوها می‌توانند به عقب نیز برگردند، بطوری که دستگاه در پایان هر نشست فرمان عقبگرد صادر کند.

معمولاً هنگامی که یک نوار باید در پایان نشست پس از پردازش دسته‌ای مقادیر زیادی از داده‌ها، جدا شود، از دستگاه‌های برگردان استفاده می‌شود. فیش حقوقی نمونه کلاسیکی از این دسته است. دستگاه‌هایی که به عقب برنمی‌گردند برای پشتیبان‌گیری نوار افزایشی و سایر برنامه‌هایی که فایل‌های جدید به انتهای فایل‌های نشست قبل اضافه می‌شوند، مفید هستند.

درایوهای Tape در نحوه خواندن و نوشتن اطلاعات در رسانه ذخیره‌سازی با درایوهای دیسک سخت (HDD) ودرایوهای SSDمتفاوتند. نوارها داده‌ها را به صورت متوالی ذخیره می‌کنند، درحالی‌که هارد دیسک‌ها و SSDها از دیسک‌های چرخشی با هدی که به سرعت حرکت می‌کند، حافظه فلش ایستا یا فناوری مشابه برای انتقال داده استفاده می‌کنند.

درایوهای نوار در اندازه‌ها و قابلیت‌های مختلفی عرضه می‌شوند. آنها به عنوان واحدهای مستقل قابل استفاده هستند و یا در رک‌های مرکز داده قرار داده شده و کتابخانه‌ای از نوار را ایجاد می‌کنند. خود نوارها اغلب در کاست‌های پلمپ شده‌ای هستند که می‌توانند در درایو قرار داده شده و فعال شوند.

مزایای ذخیره‌ ساز Tape

مزایای متعددی برای استفاده از درایوهای نوار، به ویژه برای پشتیبان‌گیری و بایگانی وجود دارد. از جمله

• ظرفیتنوارها در مقایسه با هارد دیسک ظرفیت بیشتری برای ذخیره داده‌ها دارند.
• هزینه کمآنها در مقایسه با سایر رسانه‌های ذخیره‌سازی مقرون‌به‌صرفه هستند.
• طول عمرنوارهایی که یک محیط مناسب قرار داده شوند، می‌توانند چندین دهه دوام بیاورند که فاکتور مهمی برای ذخیره‌سازی آرشیوی است.
• قابلیت حمل و نقلنوارها را می‌توان به راحتی از یک مکان به مکان دیگر منتقل کرد که به عنوان ذخیره‌سازی off-line اتلاق می‌شود.
• امنیتامروزه نوارها از رمزگذاری مانند Advanced Encryption Standard-256 پشتیبانی می‌کنند و سطوح مختلفی از حفاظت از داده‌ها را ارائه می‌دهند.
• بازیابی حادثهنوار معمولا رسانه انتخابی برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها و DR است. ذخیره سیستم‌ها و داده‌های حیاتی روی نوار باعث ایجاد گپ بین سیستم‌هایی می‌شود که در معرض خطر حملات سایبری هستند (به سادگی با برداشتن نوار کاست از درایو).

معایب استوریج Tape

برخی از معایب فناوری نوار نیز عبارتند از

• ذخیره‌سازی متوالیدرایوهای نوار از روش دسترسی ترتیبی برای خواندن و نوشتن داده‌ها استفاده می‌کنند. این بدان معناست که آنها باید از ابتدای نوار شروع کنند و برای دسترسی به داده‌های خاص یا نوشتن داده‌های جدید، آن را بچرخانند.
• Shoe-shiningدرایوهای نوار به سرعت می‌چرخند. وقتی درایو داده‌هایی که می‌خواهد منتقل کند را پیدا کرد، نوار باید متوقف شود و تا جایی که داده‌ها هستند پشتیبان‌گیری شود. این عمل شروع، توقف و پشتیبان‌گیری می‌تواند چند بار تا رسیدن به مکان مناسب ادامه یابد. حرکت درایو شبیه حرکت عقب و جلو برای براق کردن کفش است. shoe-shining بیش از حد زمان پاسخ‌دهی درایو را کُند، نوار و درایو را فرسوده و طول عمر آن‌ها را کوتاه می‌کند.
• عملیات شروع-توقفداده‌هایی که قرار است روی نوار ذخیره شوند، معمولاً قبل از قرارگیری روی نوار در بافرها جمع می‌شوند. اگر بافرها پر نباشند، ممکن است نوار متوقف شده و برای تحویل بعدی داده‌ها از بافرها در نظر گرفته شود. این باعث کاهش راندمان پردازش کلی درایو می‌شود.

تکنولوژی‌های اصلی Tape Drive چیست؟

سیستم‌های نوار به صورت ترتیبی به داده‌ها دسترسی دارند. در سال‌های اولیه، این عامل باعث کاهش سرعت خواندن/نوشتن شد. امروزه، دو فناوری نوار اصلی: نوار خطی و سیستم‌های اسکن مارپیچی، عملکرد نوار پیشرفته‌ای دارند که آن را قابل مقایسه با سیستم‌های درایو دیسک قرار می‌دهد. با وجودی که این فناوری‌ها عملکرد درایو را بهبود بخشیده‌اند، اما تا حد زیادی با یکدیگر ناسازگار هستند.

• نوار خطی

فناوری نوار خطی دارای مسیرهای موازی داده است که طول نوار را افزایش می‌دهد. چندین هد خواندن/نوشتن به صورت موازی کار می‌کنند و داده‌ها را به طور همزمان می‌خوانند و می‌نویسند. کارتریج‌های نوار از یک قرقره نوار تشکیل شده‌اند. هنگامی که کارتریج قرار می‌گیرد، انتهای نوار به یک قرقره جمع کننده در داخل دستگاه متصل می‌شود. پهنای رسانه نوار خطی تقریباً نیم اینچ است.

• اسکن مارپیچ (حلزونی)

سیستم‌های اسکن مارپیچ داده‌ها را در شیارهای مورب (قطری) در امتداد نوار می‌نویسند و از دو قرقره نوار در یک کارتریج با یک رسانه نواری به عرض یک چهارم اینچ استفاده می‌کنند. این فناوری تراکم ذخیره‌سازی داده بیشتری را نسبت به نوار خطی فراهم می‌کند. با این حال، کارتریج‌های اسکن مارپیچی ممکن است داده‌های کمتری نسبت به مدل‌های نوار خطی ذخیره کنند.

از چه فرمت‌های نواری استفاده می‌شود؟

برای درایوهای نوار خطی، فرمت اصلی Linear Tape-Open است که LTO Ultrium نیز نامیده می‌شود.Hewlett PackardIBMوQuantumبه طور مشترک این فرمت را به عنوان بخشی از کنسرسیوم LTO توسعه دادند. این یک استاندارد باز است که هر سازنده نوار درایو می‌تواند مجوز آن را صادر کند.

همراه با مشخصات LTO، سیستم فایل نوار خطی به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌های نوار را مانند فایل‌های رسانه‌ای مبتنی بر دیسک مشاهده و دسترسی داشته باشند. LTO نوار را با شاخص محتوا و داده‌های واقعی پارتیشن‌بندی می‌کند. این ترتیب قابلیت خواندن/نوشتن سیستم‌های نوار خطی را سرعت می‌بخشد.

درایوهای اسکن مارپیچ هنوز هم در دسترس هستند. هر چند درایوهای نوار خطی از نظر عملکرد، هزینه و راحتی تا حد زیادی از آنها پیشی گرفته‌اند.

تکامل درایوهای نوار

درایوهای نوار در اوایل دهه 1950 با ظهور پردازش داده در شرکت معرفی شدند. در طول سال‌ها، نوار و نوار مغناطیسی تغییرات زیادی را برای بهبود ظرفیت ذخیره‌سازی و سرعت دسترسی به داده‌های ذخیره شده پشت سر گذاشته‌اند.

در طول دهه 1970، این درایوها به صورت دستی نصب می‌شدند و نوار از طریق شیار مولفه درایو نصب می‌شد. امروزه درایوها جمع و جورتر هستند. آنها مستقیماً به رایانه‌ها، شبکه‌های فضای ذخیره‌سازی و سایر دستگاه‌ها و سیستم‌ها متصل می‌شوند. درایوهای نوار قرقره به قرقره بزرگی که در فیلم‌های دهه 1950 و 1960 دیده می‌شود، هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما بیشتر برای ذخیره‌سازی آرشیوی طولانی مدت هستند.

امروزه درایوها از رویکردهای پیچیده‌ای استفاده می‌کنند که ظرفیت ذخیره‌سازی را به چندین ترابایت افزایش می‌دهد و سرعت انتقال داده را تا 400 مگابایت در ثانیه فراهم می‌کند.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.