[發(fā)明專利]帶驅(qū)動器系統(tǒng)服務(wù)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280062020.0
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103999058B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·S·伊萊夫舍利歐;R·哈斯;N·豪斯汀;J·杰里托;A·薩尤普;H·塞伊普;I·科特斯達(dá)斯;S·薩拉費賈諾維克
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/00
• 分類號: G06F12/00;G06F3/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 王莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及帶驅(qū)動器(tape?drive)系統(tǒng)的高速緩存架構(gòu)的領(lǐng)域，具體地涉及帶驅(qū)動器系統(tǒng)服務(wù)器。

背景技術(shù)

盡管在過去多年中HDD(硬盤驅(qū)動器)技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，但磁帶系統(tǒng)仍構(gòu)成當(dāng)前階層化儲存基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體部分。帶技術(shù)提供若干重要優(yōu)勢，包括數(shù)據(jù)的低成本長期儲存以及出于備份及災(zāi)難恢復(fù)的目的的低成本長期儲存、節(jié)能、安全性、壽命及可靠性。

一旦數(shù)據(jù)已記錄于帶系統(tǒng)中，則介質(zhì)為被動的。這意為著其僅位于機(jī)架中且并不需要電力。與類似的基于盤的系統(tǒng)相比，基于帶的存檔消耗約1/290(290times?less)的電力。就安全性而言，一旦已記錄數(shù)據(jù)且將存儲帶(cartridge)自存取系統(tǒng)移除，則數(shù)據(jù)為不可存取的，直至存儲帶重新安裝于主動系統(tǒng)中為止。通過驅(qū)動器層級加密來進(jìn)一步增強(qiáng)安全性，該驅(qū)動器裝置層級加密被引入于第四代線性帶開放協(xié)議(LTO-4)中且也為企業(yè)層級帶驅(qū)動器中的標(biāo)準(zhǔn)。帶介質(zhì)具有30+年的壽命；然而，由于帶硬件的快速進(jìn)步及與向較高容量的存儲帶遷移相關(guān)聯(lián)的成本節(jié)省，極少利用此帶介質(zhì)。就可靠性而言，LTO-4磁帶具有比SAS(串行附接SCSI)HDD的誤碼率好至少一個量級的誤碼率。另外，帶介質(zhì)可移除并可互換的事實意味著，與HDD相反，帶驅(qū)動器的機(jī)械故障不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損失，原因在于可簡單地將存儲帶安裝于另一帶驅(qū)動器中。

以上所有優(yōu)勢促成帶系統(tǒng)的主要凈優(yōu)勢：成本及可靠性。相比盤，帶的成本節(jié)省的估計值范圍為2/3至19/20以上。

磁盤提供對數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取且大體上含有由文件系統(tǒng)管理的文件索引。可使用各種操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序通過應(yīng)用編程接口(API)的標(biāo)準(zhǔn)集合來存取這些文件。相反，通常使用稱作“覆蓋作用(shingling)”的技術(shù)以線性順序的方式對磁帶進(jìn)行寫入，該技術(shù)提供向后寫入兼容性，但也暗示僅可將新數(shù)據(jù)附加于結(jié)尾且僅可在回收并重新寫入整個存儲帶之后回收先前寫入的區(qū)域。在傳統(tǒng)帶系統(tǒng)中，通常僅將寫入于給定存儲帶上的文件的索引保持在由諸如專有備份應(yīng)用程序的應(yīng)用程序管理的外部數(shù)據(jù)庫中。對存取外部數(shù)據(jù)庫以擷取數(shù)據(jù)的需要致使磁帶上的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)不如使用替代性儲存方法(諸如，HDD或USB(通用串行總線)驅(qū)動器)便攜及易存取。

為了解決這樣的缺陷，近來已將被稱作線性帶文件系統(tǒng)(LTFS)的新文件系統(tǒng)引入于帶驅(qū)動器系統(tǒng)中以使得能夠使用標(biāo)準(zhǔn)且熟悉的系統(tǒng)工具及接口有效存取帶。通過利用以最近帶驅(qū)動器格式支持的雙分區(qū)能力來實施LTFS。所謂的索引分區(qū)用于寫入索引，而大得多的第二分區(qū)用于數(shù)據(jù)自身。索引分區(qū)用于文件系統(tǒng)的目錄，而數(shù)據(jù)分區(qū)用以在文件系統(tǒng)中儲存實際用戶的文件。將索引置放于單獨分區(qū)上是有利的，因為可對其重新寫入而不影響實際數(shù)據(jù)。LTFS向用戶顯露POSIX類文件系統(tǒng)接口，在索引分區(qū)中管理文件系統(tǒng)索引且在數(shù)據(jù)分區(qū)中儲存數(shù)據(jù)。由LTFS軟件表示的文件系統(tǒng)在文件實際位于帶上時使文件及目錄以目錄列表顯示于桌面上。文件系統(tǒng)用戶可將文件“拖放”至帶及自帶“拖放”文件，且可執(zhí)行針對盤系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用程序。在庫模式下，可在未安裝單獨的存儲帶的情況下列出并搜尋庫中的所有卷的內(nèi)容。所有這些特征幫助降低帶成本、文件管理成本及存檔成本并消除對中間軟件層的依賴。因此減少所儲存的每千兆字節(jié)(GB)的成本。另外，帶成為跨平臺便攜的(LTFS在、Apple?Mac?OS及Microsoft上可用)，從而實現(xiàn)且促進(jìn)平臺之間的數(shù)據(jù)的共享。這樣的特征實現(xiàn)帶的有意義的新使用案例，諸如，視頻存檔、醫(yī)學(xué)影像等。考慮到帶相比其他儲存解決方案的成本優(yōu)勢、對于帶存儲容量及每GB的成本的持續(xù)按比例調(diào)整的經(jīng)證實的潛力、以及由諸如LTFS的進(jìn)步提供的帶的漸增可用性，帶顯得在激增的存檔數(shù)據(jù)儲存方案市場中扮演重要角色。

然而，即使采用LTFS，文件仍以順序的方式儲存于帶上，這在諸如讀取與寫入的I/O操作期間引起不可忽視的較長訪問時間。

文獻(xiàn)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日發(fā)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”與本發(fā)明的領(lǐng)域相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一方面，本發(fā)明體現(xiàn)為一種帶驅(qū)動器系統(tǒng)服務(wù)器，其包含：