[发明专利]带驱动器系统服务器

说明书

技术领域

本发明涉及带驱动器(tape drive)系统的高速缓存架构的领域，具体地涉及带驱动器系统服务器。

背景技术

尽管在过去多年中HDD(硬盘驱动器)技术取得了显著进展，但磁带系统仍构成当前阶层化储存基础结构的整体部分。带技术提供若干重要优势，包括数据的低成本长期储存以及出于备份及灾难恢复的目的的低成本长期储存、节能、安全性、寿命及可靠性。

一旦数据已记录于带系统中，则介质为被动的。这意为着其仅位于机架中且并不需要电力。与类似的基于盘的系统相比，基于带的存档消耗约1/290(290times less)的电力。就安全性而言，一旦已记录数据且将存储带(cartridge)自存取系统移除，则数据为不可存取的，直至存储带重新安装于主动系统中为止。通过驱动器层级加密来进一步增强安全性，该驱动器装置层级加密被引入于第四代线性带开放协议(LTO-4)中且也为企业层级带驱动器中的标准。带介质具有30+年的寿命；然而，由于带硬件的快速进步及与向较高容量的存储带迁移相关联的成本节省，极少利用此带介质。就可靠性而言，LTO-4磁带具有比SAS(串行附接SCSI)HDD的误码率好至少一个量级的误码率。另外，带介质可移除并可互换的事实意味着，与HDD相反，带驱动器的机械故障不会导致数据损失，原因在于可简单地将存储带安装于另一带驱动器中。

以上所有优势促成带系统的主要净优势：成本及可靠性。相比盘，带的成本节省的估计值范围为2/3至19/20以上。

磁盘提供对数据的随机存取且大体上含有由文件系统管理的文件索引。可使用各种操作系统及应用程序通过应用编程接口(API)的标准集合来存取这些文件。相反，通常使用称作“覆盖作用(shingling)”的技术以线性顺序的方式对磁带进行写入，该技术提供向后写入兼容性，但也暗示仅可将新数据附加于结尾且仅可在回收并重新写入整个存储带之后回收先前写入的区域。在传统带系统中，通常仅将写入于给定存储带上的文件的索引保持在由诸如专有备份应用程序的应用程序管理的外部数据库中。对存取外部数据库以撷取数据的需要致使磁带上的数据远不如使用替代性储存方法(诸如，HDD或USB(通用串行总线)驱动器)便携及易存取。

为了解决这样的缺陷，近来已将被称作线性带文件系统(LTFS)的新文件系统引入于带驱动器系统中以使得能够使用标准且熟悉的系统工具及接口有效存取带。通过利用以最近带驱动器格式支持的双分区能力来实施LTFS。所谓的索引分区用于写入索引，而大得多的第二分区用于数据自身。索引分区用于文件系统的目录，而数据分区用以在文件系统中储存实际用户的文件。将索引置放于单独分区上是有利的，因为可对其重新写入而不影响实际数据。LTFS向用户显露POSIX类文件系统接口，在索引分区中管理文件系统索引且在数据分区中储存数据。由LTFS软件表示的文件系统在文件实际位于带上时使文件及目录以目录列表显示于桌面上。文件系统用户可将文件“拖放”至带及自带“拖放”文件，且可执行针对盘系统开发的应用程序。在库模式下，可在未安装单独的存储带的情况下列出并搜寻库中的所有卷的内容。所有这些特征帮助降低带成本、文件管理成本及存档成本并消除对中间软件层的依赖。因此减少所储存的每千兆字节(GB)的成本。另外，带成为跨平台便携的(LTFS在、Apple Mac OS及Microsoft上可用)，从而实现且促进平台之间的数据的共享。这样的特征实现带的有意义的新使用案例，诸如，视频存档、医学影像等。考虑到带相比其他储存解决方案的成本优势、对于带存储容量及每GB的成本的持续按比例调整的经证实的潜力、以及由诸如LTFS的进步提供的带的渐增可用性，带显得在激增的存档数据储存方案市场中扮演重要角色。

然而，即使采用LTFS，文件仍以顺序的方式储存于带上，这在诸如读取与写入的I/O操作期间引起不可忽视的较长访问时间。

文献US 2011/0219184 A1、US 2011/0145494 A1、US 7743206 B2、US 7162574 B2、US 7747816 B1、US 5829046、Beth Parizeau于2010年4月22日发表的“IBM Launches long term file system(LTFS)for LTO-5tape management”及2009年11月12日的“Virtual tape library for HSM”与本发明的领域相关。

发明内容

根据第一方面，本发明体现为一种带驱动器系统服务器，其包含：