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Tape-Backup erlebt eine Wiedergeburt dank LTFS und Big Data
Trotz der verbreiteten Meinung ist Tape-Storage keineswegs tot, im Gegenteil. Vor allem LTFS verspricht eine neue Zukunft für diese Backup- und Archivierungstechnologie.
Ob man es gut findet oder nicht, die Chancen stehen nicht schlecht, dass Ihre Daten auf einem magnetischen Band enden werden.
Schaut man sich die Verkaufszahlen von LTO Media Cartridges (Linear Tape Open) an, dann gewinnen Tape-Backup-Systeme weiter an Boden – sogar in diesen Zeiten von NAND Flash-Arrays und NVM-Express-Architekturen (NVMe). Jüngste Meldungen des LTO Consortium gehen davon aus, dass schon im Jahr 2015 etwa 76.000 Petabytes (PB) an komprimierten Daten auf Tape gespeichert worden sind – ein Wachstum von 17,5 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Seit der Einführung der LTO Tape Cartridge im Jahr 2000 wurden mehr als 385.000 PB an Kapazität ausgeliefert. Im Jahr 2017 lieferten die Firmen alle 108.457 PB aus, 12,9 Prozent als im Vorjahr.
Laut Peter Faulhaber, President von Fujifilm Recording Media USA, stößt LTO 7 weiterhin weltweit auf großes Interesse und sorgt dafür, dass neue Verkaufsrekorde bei den Kapazitäten erzielt werden. Wichtiger ist vielleicht noch, dass sich die Basis der Tape-Anwender vergrößert hat.
Fujifilm hat in den letzten Jahren jeweils einen IT Executive Summit veranstaltet, auf denen sich die Teilnehmerstruktur von den treuen Anhängern in Industrie und Handel in Richtung neue Anwender aus der Welt der Cloud-Services verschoben hat.
Faulhaber berichtet: „Alle größeren Provider von Cloud-Services haben an den Veranstaltungen teilgenommen, um zu lernen, wie sie Tape in ihren Cloud-Rechenzentren sinnvoll anwenden können.“
Analysten und Marktbeobachter wie Fred Moore, President von Horison Information Strategies, haben eine Verlagerung des Tape-Einsatzes weg vom Backup von Daten und hin zu mehr Archivierung beobachtet, was sicher durch die niedrigen Kosten von Tape-basiertem Storage, die großzügigen Kapazitäten und die lange Lebensdauer begünstigt wird.
Tape ist nicht Schuld an den Problemen der Anwender
Wenn man ein Unternehmen nach den Gründen fragt, warum sie ihr Tape-Backup zugunsten einer anderen Variante von Data Protection aufgegeben haben, hat die Antwort in der Regel zu tun mit der Komplexität oder Ineffektivität der Backup-Software. Um ein Backup durchzuführen, ist der Einsatz von Agenten in der ganzen Backup-Applikation und in der Storage-Infrastruktur erforderlich, außerdem Zeitpläne für die Durchführung der Datenkopien, das Einrichten des Netzwerks für die Bewältigung der Backup-Datenströme und schließlich die genaue Arbeit des Tape-Storage-Systems. Am Ende des Prozesses sind dann manuelle Eingriffe notwendig, um die beschriebenen Bänder aus den Tape-Systemen herauszunehmen, sie einzupacken und an einen externen Speicherplatz zu verfrachten.
Folgt man Insidern, dann wird die Mehrheit der Probleme mit Tape-Backup-Systemen durch Roboterkopien (Carbon Robots) verursacht, womit Fehler auf Seiten der menschlichen Administratoren gemeint sind. In solchen Fällen wurde die Backup-Software nicht korrekt installiert oder ausgeführt, sie war für den jeweiligen Administrator zu kompliziert, um sie anzuwenden, oder sie war schlicht falsch konfiguriert. In Wahrheit erschien das gesamte Backup-Konzept zu mühsam:
- Block-, File- und Object-Daten werden aus ihrem ursprünglichen Storage-System herausgenommen.
- Sie werden anschließend in einen proprietären Software-Container gesteckt, dessen Inhalt nur durch die jeweilige Backup-Software geschrieben oder gelesen werden kann.
- Die Daten werden auf lineare Medien geschrieben, was den Einsatz vieler Cartridges für einen Backup-Datensatz nach sich zieht.
- Und schließlich erfolgt das Lesen und Umwandeln der Backup-Daten in die ursprünglichen File- und Object-Formate, falls ein Restore erforderlich ist.
Für viele erschien all das als eine Menge Arbeit.
Nur selten war die Tape-Technologie wirklich für Probleme verantwortlich zu machen, wenn es um das Zurückspielen von Daten aus dem Tape-Backup-System ging – trotz mancher Aussagen von Disk-Herstellern Ende der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts. Wenn ein Problem mit der Hardware oder den Medien auftrat, lag sein Ursprung nicht bei den Tape-Medien, den Laufwerken oder Robotern, sondern bei den Anwendern. Wenn Backups nicht wiederhergestellt werden konnten, hatte jemand wahrscheinlich beschädigte Tapes benutzt, um damit Backup-Daten aufzuzeichnen oder es war zu Datenkorruption gekommen, weil die Laufwerke nicht ordentlich gesäubert und aufbewahrt worden waren.
Ungeachtet der wirklichen Gründe für die Probleme bei Tape-basiertem Backup oder der Tatsache, dass die meisten Klagen auf minderwertige Backup-Software zurückgeführt werden konnten, schob man die Schuld immer wieder auf die Tape-Technologie. Dies führte zusammen mit den fallenden Preisen von hochkapazitiven Festplatten und dem relativ simplen Verfahren, Daten von einer Platte auf eine andere zu kopieren, Ende der 90er Jahre dazu, dass Tape seine Anhänger verlor.
Aber nur etwa 15 bis 20 Jahre später bewegen drei Faktoren die Unternehmen dazu, ihre frühere Entscheidung neu zu bewerten, als sie sich von den Tape-Backup-Systemen abgewendet hatten.
Big Data bedeutet eine Empfehlung für Tape
Die schiere Mange an Daten, die in diesen Zeiten des Internet of Things (IoT) und der Big Data Analytics erzeugt werden, macht den ersten Faktor aus. Angesichts Dutzender von Zettabytes an neuen Daten, die bis zum Jahr 2020 neue Speicherplätze in verschiedenen Cloud-Angeboten erfordern, schauen sich führende Cloud-Provider nach Tape-Systemen um, die die benötigte Kapazität zur Verfügung stellen – und das zu einem Preis, der nicht ihr Cloud-Modell ruiniert. Tape eignet sich unter diesen Gesichtspunkten sehr gut sowohl für Archivierung als auch für Backup.
Kunden nutzen mit zunehmender Tendenz Tape-Systeme, um Archiv- sowie Backup-Daten zu kopieren und zu speichern, um sie anschließend zu niedrigen Kosten zu einem Cloud Provider zu transportieren – ein Prozess, der als Cloud Seeding bekannt ist. Viele Unternehmen haben entdeckt, dass der Transport von großen Datenmengen über heutige Netzwerke langsam, teuer und fehleranfällig ist. Die Daten auf transportierfähige Medien zu bringen, ist dagegen komfortabler und kostet weniger.
Die Einführung von Cloud-Services hat nicht dafür gesorgt, dass Tape-Backup in die Mülltonne gewandert ist. Tatsächlich haben die Anforderungen an Cloud Storage den Wert von Tape für Backup und Archivierung unterstrichen.
Schreibsachen
Der zweite Faktor, der das Comeback von Tape-Backup begünstigt, besteht in der Schreibgeschwindigkeit. Die Datentransferraten von Tape sind deutlich schneller als bei Festplatten und ebenso schnell wie die bei Flash Drive Storage: Die nativen Schreibraten betragen mehr als 300 Mbit/s. NAND Flash durchläuft gegenwärtig eine technologische Überholung, aber Branchen-Insider verweisen darauf, dass selbst bei Fortschritten der Chip-Technologie die Schreib-Performance eher schlechter wird.
Tape ist mit seinem Preis konkurrenzfähig und gut aufgestellt, um große Mengen von Backup- oder Archivdaten aufzunehmen. Und das Schreiben von Backup-Daten mit 300 MBbit/s ist wesentlich kostengünstiger als der Versuch, Terabytes an Daten über ein teures Wide Area Network (WAN) oder eine Metropolitan-Area-Network-Verbindung (MAN) loszuschicken. Zum Beispiel wird eine 1-Gbit/s-Leitung – OC-192 oder 10G SONET Transport – etwa zweieinhalb Stunden brauchen, um zehn Terabyte an Daten über eine Distanz von bis zu 80 Kilometern zu schicken.
Bei den laufenden und den zu erwartenden Schreibgeschwindigkeiten können Backup-Daten effizient geschrieben werden. Wer sich darüber Sorgen macht, dass während der Durchführung von Backups die Latenzen bei produktiven Storage-Aufgaben zunehmen werden, der kann Prozesse wie Flash-to-Tape, Disk-to-Disk-to-Tape (D2D2T) oder andere Pufferstrategien einsetzen, die die Schreiboperationen für Tape etwas zurücksetzen oder verbergen können.
Mit LTFS zu den Gewinnern gehören
Als dritten Faktor gibt es schließlich LTFS, das die Backup-Welt radikal zu Gunsten von Tape verändern kann. Mit LTFS speichern Tape-Systeme Files und Objects, ohne dass dafür eine Backup-Software gebraucht wird. Das native File- oder Object-System, das für die Aufzeichnung der Daten gebraucht wurde, wird komplett auf die Tape-Medien repliziert, so wie man einen USB -Stick benutzt, um Dateien und Verzeichnisse von einer Festplatte oder einem Solid-State Drive (SSD) zu überspielen. Es werden nicht länger irgendwelche proprietären Behälter für Backups gebraucht, womit sowohl die Zeit entfällt, um die Daten für diesen Behälter zu formatieren, als auch die erforderliche Zeit, um die Daten wieder aus dem Behälter für ein Restore zurückzuschreiben.
LTFS befreit das traditionelle Daten-Backup und -Restore zum großen Teil von seinen Latenzen und macht Tape-Backup zu einem ähnlichen Ansatz wie Disk-to-Disk Mirroring, aber ohne die identischen Hardwareanforderungen, wie man sie oft mit Disk-Mirroring-Strategien verbindet.
Von den Herstellern gibt es inzwischen sehr gute LTFS-Lösungen: Sie reichen von kognitiven Global Namespaces, die Storage-Quellen mit LTFS-Tape On-Premises oder in der Cloud verbinden, bis zu Appliances zur leichteren Einführung von D2D2T und für Disk-to-Disk-to-Cloud-Strategien (D2D2C). Unternehmen können die LTFS-Technologie in ihre bestehenden IT-Umgebungen einführen und sie für praktisch jede Art von Storage-Infrastruktur oder Anwendungs-Workload nutzen.
Tape-Backup noch nicht komplett
Es müssen noch einige Hürden überwunden werden, bis Tape-Backup-Systeme jene Art von Wiederauferstehung erleben werden, wie man sie bei Tape-basierter Archivierung gesehen hat.
Jenen Stimmen, die dafür plädieren, Daten vor Ort auf verschiedenen Ebenen von Festplatten und auf stillgelegten Platten zu speichern, muss mit Fakten über die prinzipielle Verletzbarkeit dieser Strategie von Data Protection geantwortet werden. Zuverlässige Statistiken werden für den Nachweis der Ausfallraten von Festplatten und SSDs gebraucht, die für mehrere Monate stillgelegt und dann neu gestartet werden. In bestimmten Big-Data-Kreisen werden solche Disk-basierten Strategien hochgehalten, um an Festplatten und SSDs als einzigen Speichermedien festhalten zu können.
Nachwachsende IT-Administratoren müssen besser über Tape informiert werden. Es soll vorkommen, dass manche von ihnen überhaupt nichts mehr mit den Eigenschaften und Vorteilen von Tape-Strategien verbinden können. Hier sind die Hersteller mehr in die Pflicht zu nehmen.
Fest steht, dass Tape bereits ein Revival erlebt – entweder über den Einsatz in Cloud-Szenarien oder On-Premises.
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