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14.05.1999 - 

Speicherkonzepte/Prinzipien des Tape Stackings

Ressourcen schonen durch effizientere Bandausnutzung

Von Gerd-Peter Wilhelmi* Unternehmensweite DV setzt häufig auf mehrere Betriebssysteme, zum Beispiel Unix, NT und OS/390. Dabei müssen die Unzulänglichkeiten einzelner Plattformen durch die Stärken der anderen ausgeglichen werden. Diese Heterogenität hat auch Konsequenzen für die Bandspeicherung. Zu ihnen gehört das "Tape Stacking" in seinen verschiedenen Spielarten.

Plattformübergreifende Verwaltungsaufgaben wie beispielsweise ein umfassendes Backup und das Storage- Management gewinnen an Bedeutung. Existierende Ressourcen sollten optimal genutzt werden. Für das Storage-Management bedeutet dies beispielsweise, Massen an Daten aus der täglichen IT-Produktion der verschiedenen Plattformen auf Bändern zu speichern und bei Bedarf schnell und zuverlässig bereitzustellen.

Die Speicherung von Daten auf Band hat eine lange Tradition und wurde - zumindest im Bereich der Massendatenhaltung - von keiner anderen Technologie abgelöst. Sie arbeitet aber meist noch mit den altgedienten Verfahren und ist daher nicht immer effizient. So benötigt jede gespeicherte Datei ein eigenes Band, da bei der Speicherung eine bestimmte Speicheradresse, der sogenannte Label 1, belegt wird.

Dieser grundlegende technologische Mangel ist die Ursache dafür, daß die drastische Steigerung der Bandkapazitäten in den letzten Jahren nicht immer zu dem gewünschten Erfolg führte, den Bandbestand nachhaltig zu reduzieren. Vielmehr sank der Auslastungsgrad der einzelnen Bänder in den Tape-Silos mit steigenden Bandkapazitäten kontinuierlich ab. Heute liegt er im Durchschnitt bei weniger als 40 Prozent.

Abhilfe schaffen hier die Tape-Stacking-Verfahren. Sie umgehen die Label-1-Problematik, sortieren Dateien nach bestimmten Dateikriterien und fassen das Ergebnis zu einem logischen Datensatz zusammen. Dies geschieht entweder während eines Produktionsprozesses oder danach in den Online-Stunden des Rechenzentrums, in denen die Bandroboter mit den Offline-Daten wenig beschäftigt sind.

Zusätzlich bietet dieses Verfahren die Möglichkeit, direkt beim Stacking ohne zusätzlichen Aufwand in ein - unter Umständen externes - Sicherheitslager zu schreiben. Beispielsweise erlaubt der "Storage Optimization Manager Beta 55" der Berliner Beta Systems Software AG so ein Verfahren. Unternehmen gehen damit sicher, daß sie im Fall einer (Daten-) Katastrophe über zwei unabhängige Quellen für die Wiederherstellung des zuletzt gespeicherten Datenbestands sämtlicher eingesetzter IT-Plattformen verfügen.

Moderne Tape-Stacking-Tools bieten heute drei verschiedene Verfahren für die Datenkonsolidierung auf Band. Das geeignetste Verfahren hängt von den zu speichernden Dateien und der Vorherbestimmbarkeit der jeweiligen Dateigröße ab.

Das "After-the-fact"-Stacking stellt die traditionelle Methode des Tape-Stackings dar. Sämtliche Daten werden während der Batch-Produktion permanent auf Bänder geschrieben. Dabei erhält jede Datei wie beschrieben ein eigenes Band zugewiesen. Die nicht produktiven Stunden, das sind die Online-Stunden, nutzt dieses Verfahren, um durch Umkopier- und Sortierprozesse die Dateien konsolidiert auf die Bänder zu schreiben.

Diese Methode eignet sich besonders für das Stacking nicht deterministischer Dateien, das sind solche, deren gesamte Länge nicht bereits im Vorfeld der Produktion bestimmt werden kann. Günstig ist das Verfahren auch für nicht katalogisierte Dateien, deren Länge vor der Erstellung ebenfalls nicht bekannt ist.

"DASD-Spool"-Stacking (DASD = Direct Access Storage Drive) stellt die innovativste Methode des Stackings dar. Dabei wird die sogenannte Allokation (Zuweisung) der Datensätze unterbrochen, obwohl der Produktionsprozeß weiterläuft. Ein Buffer auf einem Festplattenlaufwerk sammelt sämtliche Dateien, die dort dann sortiert, zusammengefaßt und auf das Band übertragen werden.

Diese Methode empfiehlt sich bei kleinen, im Produktionsprozeß sehr häufig benutzten Dateien. Wenn deren Größe im Vorfeld der Produktion aus Erfahrungswerten heraus bekannt ist, können die Daten optimal auf die Bänder verteilt werden. Die Dateien werden für zwei bis drei Stunden im Buffer vorgehalten. Während dieser Zeit stehen sie sehr schnell wieder zur Verfügung.

Beim "Direct Stacking" wird ebenfalls die Allokation durch den Stacking-Prozeß während der Produktion unterbrochen. Das Tape-Stacking-Tool sucht während dieser Unterbrechung das ideale Band, auf das es die anstehende Datei schreiben kann. Nachdem dieses Band bereitgestellt wurde, wird der Produktionsprozeß wieder aufgenommen. Dieses Verfahren eignet sich besonders bei deterministischen großen Dateien, das heißt Dateien, deren Größe im Vorfeld der Produktion bekannt ist. Bei großen Dateien würde ein nachträgliches Stacking zu lange dauern.

Angeklickt

Die Datenspeicherung auf Band hat eine lange Tradition, nutzt aber veraltete Techniken, die Ressourcen vergeuden. Soll der Bestand an Datenbändern nicht ausufern, müssen Tape-Stacking-Verfahren eingesetzt werden, die die Bändern dichter mit Daten bepacken. Derzeit gibt es dafür drei Möglichkeiten.

*Gerd-Peter Wilhelmi ist Manager Strategic Support bei Beta Systems Software AG in Berlin.