Il Ruolo della Memorizzazione su Nastro nella Gestione dei Dati Moderna

Tra i vari metodi di backup dei dati, la memorizzazione su nastro rimane una tecnologia fondamentale, soprattutto per le aziende che cercano di conservare i dati a lungo termine.

Cosa è lo storage su nastro?

Il nastro può essere considerato una delle tecnologie di archiviazione elettronica più antiche. Il principio del nastro è quello di memorizzare e leggere i dati scrivendo e leggendo tracce magnetiche su un supporto di registrazione magnetica utilizzando una testina magnetica. La tecnologia di archiviazione su nastro ha avuto origine negli anni '50 ed era inizialmente ampiamente utilizzata per registrare musica, video e altri media.

Sebbene la cassetta magnetica sia stata largamente sostituita dagli SSD e dagli HDD come mezzo di archiviazione principale, rimane la scelta migliore per molte aziende per archiviazione e backup grazie alla sua alta capacità, al basso costo e alla lunga durata.

La principale sfida della memorizzazione su nastro è la alta latenza durante il caricamento nelle unità a nastro, ma offre vantaggi significativi nell'archiviazione e nel backup, dove la latenza non è una preoccupazione critica. Molti studi cinematografici conservano le riprese su nastro, e settori come quelli petrolifero e gazistico utilizzano il nastro per trasportare dati dal campo.

Attualmente, la cassetta viene spesso utilizzata in combinazione con archiviazione oggetti per soddisfare la richiesta di accesso rapido ai file a bassa latenza. Naturalmente, a volte la cassetta viene completamente sostituita dall'archiviazione oggetti.

Componenti e Principi di Funzionamento dello Storage a Nastro

Di solito, lo storage a nastro è costituito da supporto a nastro, una testina magnetica, un meccanismo di trasporto del nastro e circuiti di controllo.

Il nastro magnetico si riferisce al materiale magnetico utilizzato per memorizzare le informazioni dei dati. Il nastro magnetico di solito consiste in uno strato magnetico, un substrato e una copertura superficiale. Lo strato magnetico è un materiale che può essere magnetizzato. L'industria si è ora spostata verso il ferrite di bario, in quanto supporta la registrazione magnetica verticale e offre un'elevata densità di dati registrati. Il ferrite di bario è utilizzato nei nastri enterprise di Oracle e IBM, così come nei nastri del formato Linear Tape-Open Ultrum del consorzio LTO. Il substrato supporta lo strato magnetico ed è tipicamente fatto di plastica o metallo, mentre la copertura superficiale protegge lo strato magnetico.

La testina magnetica è un dispositivo in grado di leggere e scrivere tracce magnetiche, tipicamente composto da un piccolo elettrodo e materiale magnetico, che può essere utilizzato per cancellare, scrivere e leggere tracce magnetiche.

Inoltre, il meccanismo di trasporto nastro controlla parametri come la velocità e la direzione del trasporto del nastro. Di solito è composto da un motore e da un dispositivo di trasmissione con rulli a pressione e ruote motrici per controllare il bobinaggio e il trasporto del nastro.

Infine, i circuiti di controllo gestiscono il funzionamento della testina magnetica e del meccanismo di trasporto nastro, consentendo le operazioni di lettura, scrittura ed cancellazione. I circuiti di controllo generalmente consistono in un controller, un driver e un'interfaccia per la connessione con computer o altri dispositivi.

Il principio di funzionamento del nastro di archiviazione è leggere e scrivere tracce magnetiche utilizzando una testina magnetica posizionata tipicamente di fronte al meccanismo di trasporto del nastro. Mentre il nastro scorre, la testina magnetica può leggere o scrivere tracce magnetiche all'interno del nastro. I dati sul nastro vengono memorizzati scrivendo tracce magnetiche. Quando si leggono i dati, la testina magnetica legge e decodifica le tracce magnetiche, convertendole in dati digitali.

È importante notare che le librerie nastro sono puramente meccaniche, quindi tendono ad avere più guasti rispetto ai server X86, il che è una considerazione critica quando si utilizzano librerie nastro.

Vantaggi e svantaggi dello storage su nastro

In primo luogo c'è il vantaggio di costo. I nastri hanno costi di espansione inferiori rispetto ai dischi rigidi. Un solo drive per nastri può corrispondere a un gran numero di prodotti a nastro; quando gli utenti devono espandere la capacità, la soluzione a nastro deve considerare solo il costo del supporto di archiviazione, cosa che i dischi rigidi non possono fare.

In secondo luogo c'è il vantaggio di capacità. I prodotti più recenti di nastri dati sono rivestiti con particelle magnetiche a dimensione nanometrica, che non solo si riducono di dimensioni ma mostrano anche proprietà fisiche più stabili. In altre parole, un maggior numero di particelle per unità di superficie porta a una maggiore capacità di archiviazione dei dati.

Terzo è la stabilità della conservazione a lungo termine. Le cassette hanno solitamente una durata di 30 anni. La stabilità della registrazione su nastro è stata verificata più volte in ambienti estremi e si è dimostrato che lo stoccaggio su nastro subisce malfunzionamenti solo dopo aver letto o scritto 10.000 PB di dati, offrendo inoltre nastri WORM (Write Once Read Many) che impediscono la sovrascrittura o modifica dei dati.

In quarto, rispetto al dispositivo a disco, la cassetta è molto più facile da spostare. In scenari di ripristino disaster è sufficiente che la cassetta si trovi abbastanza lontana dal centro dati colpito perché i suoi dati rimangano intatti, permettendo alle aziende di utilizzarli per il ripristino dei dati.

Tuttavia, la velocità di recupero è significativamente più rapida quando i dati vengono ripristinati da un disco. Questo è dovuto al fatto che i dischi possono fornire l'accesso casuale, rendendo la ricerca di dati specifici un processo veloce. Inoltre, i prodotti di backup basati su disco eseguono tipicamente i backup in modo continuo, mentre la frequenza dei backup su nastro è inferiore, ad esempio una volta al giorno. Pertanto, le aziende in genere non si affidano al deposito su nastro per i backup recenti. Inoltre, le aziende devono garantire che le loro librerie di nastri siano compatibili con la propria infrastruttura.

Nota che con l'aumento degli attacchi di ransomware, la natura offline del supporto a nastro è diventata un punto di forza significativo. Gli attacchi di rete non possono influenzare i nastri di archiviazione non connessi alla rete. In questo scenario, il nastro supera persino il backup cloud; sebbene il cloud sia una piattaforma di backup sempre più diffusa, la sua natura online lo rende vulnerabile alle minacce di rete.

Tipi di nastri

Basandosi sui principi di funzionamento dei nastri di lettura-scrittura, essi possono essere suddivisi in tecnologia a scansione elicoidale, tecnologia di registrazione lineare (flusso di dati), tecnologia DLT e la più avanzata tecnologia LTO.

Attualmente, LTO è il formato nastro più diffuso sul mercato. La tecnologia LTO non solo aumenta la densità del canale nastro, ma consente anche miglioramenti complessivi nelle teste magnetiche e nelle strutture di servocomando. La tecnologia LTO utilizza un avanzato sistema di tracciatura servo per monitorare e controllare efficacemente la posizione precisa della testina magnetica, prevenendo problemi di sovrascrittura delle tracce adiacenti, consentendo così una maggiore densità di tracce.

Principali scenari di utilizzo dello storage su nastro

Dati freddi: archiviazione a basso costo per grandi quantità di dati con bassa probabilità di accesso;

Copia di sicurezza: backup dei log, backup del database, ecc.

Archiviazione: archiviazione dei dati storici e conservazione a lungo termine;

Utilizzi innovativi: ad esempio come bidone della spazzatura di grande capacità e basso costo.

Conclusione

La creazione di dati digitali continua ad aumentare a un tasso del 25% o superiore ogni anno, e almeno l'80% dei dati digitali globali sono dati a bassa attività più adatti per il storage secondario. In risposta a questa sfida, l'ecosistema del nastro ha notevolmente ampliato le sue capacità negli ultimi anni. Dalla prima fase di backup alle successive fasi di archiviazione, il nastro moderno supporta molte applicazioni di big data che in passato erano significative nello spazio costoso degli HDD. Il nastro è anche diventato una soluzione di sicurezza primaria contro i crimini informatici, offrendo soluzioni di archiviazione a lungo termine attraverso l'integrazione senza soluzione di continuità della distanza da Internet, della crittografia e delle capacità WORM, garantendo che la tendenza stabile dell'innovazione del nastro continuerà nel futuro, mostrando una forte vitalità.

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