2024年11月6日发(作者：墨楚)
几种备份系统介绍及优缺点对比(Taper、VTL、Disk)
磁带库是一种机柜式的、将多台磁带机整合到一个封闭系统中的数据备份设
备，是离线存储系统中的关键设备之一。它主要由磁带驱动器、机械臂和磁带构
成，可实现磁带自动卸载和加载，可以在存储管理软件的控制下实现智能备份与
恢复和监控统计等功能，能够满足高速度、高效率、高存储容量的要求，并具有
强大 的系统扩展能力。
磁带库的技术指标包括存储容量、驱动器数量、单盘磁带容量、驱动器存
取速度、连接方式和支持的管理软件等。通常，磁带库按照容量大小分成三个级
别：入门级、部门级和企业级，也就是我们平常说的低端、中端和高端。其中，
入门级磁带库可以提供几百GB至几个TB容量，部门级磁带库的容量在几个TB
至几十 TB，而企业级磁带库的容量在几十TB至几百TB甚至更高的PB级。
对于磁带库系统需要考虑以下几个因素：
考虑一下针对磁带驱动器以及磁带介质的库容量
高级数据信息公司(ADIC)的Scalar i2000磁带库最大可以支持96个LTO-3
磁带驱动器，容纳100到3492个盒式磁带，因此理论上可以拥有
2794TB(3492x800GB)压缩数据的存储。而Quantum公司的磁带库，比如PX720，
可以支持不同类型的磁带，包括SDLT320、SDLT600、DLT-S4、LTO-2以及LTO-3。
在大多数的情况下，磁带库是不会满负载工作的。
考虑一下连接问题
许多磁带库使用FC或者SCSI HBA来连接到SAN交 换机上。举一个例子来
说，Qualstar的XLS包含了对4个双口HBA的支持——一共可以支持8口。Gb
网络端口对于LAN的连接是可用的。一个标准 的以太网端口会允许针对磁带库
管理应用程序的LAN连接，这些应用程序包括像Qualstar的X-Link或者
SpectraLogic公司的 BlueScale环境。
考虑磁带库和网络之间的数据传输率
传输率一般会限制你的备份窗口。比如，Qualstar公司的XLS产品的数据
传输率就可以配置为1.1TB/h到27.6TB/h。一个企业如果 使用1.1TB/h的速度，
那么传输10TB的数据需要将近9个小时的备份窗口，而如果使用27.6TB/h，则
仅仅需要不到20分钟的时间。传输率还会 受到扩展库配置中的其它I/O模块的
影响。
考虑一下磁带存储的环境
当考虑一个磁带库时，一定要评估长期的内部存储环境，比如温度、湿度以
及清洁度。一些库可以去优化磁带以及驱动器通过空气过滤来减少灰尘和其他污
染物。
虚拟磁带库备份
什么是虚拟带库（Virtual Tape Library，VTL）呢？虚拟带库就是以磁盘作
为自身存储介质，并能仿真为物理磁带库的产品。简单的说，虚拟带库就是将磁
盘空间虚拟为磁带空间，能够在传统的备份软件上实现和传统磁带库同样功能的
产品。
传统的磁带库的存储介质为磁带，单盘磁带的最大容量现在可以达到400GB
（非压缩），磁带的优势是可以集中的保存，数据的移动比较方便，但是磁带介
质不是非常稳定，容易受粉尘、湿度、磁粉、粘连、霉点等因素的影响，出现读
写错误，对保存环境的要求比较高。带库里面的机械手和驱动器属于精密机械设
备，经常容易发生故障，速度比较慢，恢复时间比较长。
鉴于传统磁带的这些缺陷，虚拟磁带库的概念早在10余年前即已被IBM，
StorageTek等著名存储厂商所采用。然而，由于技术和市场的原因，市场认知度
一直很低。而在近些年，磁盘技术快速发展，出现了多种类型磁盘（SCSI、FC、
ATA、SATA），使单位容量磁盘存储的价格急剧下降，进而使磁盘阵列作为备
份设备的应用也愈加广泛，虚拟带库也越来越成为备份市场的焦点。
虚拟带库将使用磁盘做为存储介质，使用软件在逻辑上将磁盘存储系统（包
括SCSI或者光纤阵列或者SAN存储网络等）虚拟为传统的磁带库设备，自动
的在逻辑上实现机械手，驱动器的功能，磁盘存储系统的RAID，镜像等功能可
以从底层保护备份的数据。虚拟磁带库能够和各大厂家的备份软件无缝的兼容，
实现许多高级的备份功能，最大程度上保护用户的数据。
虚拟带库的实现可以大致分为三种方式。第一，纯软件方式，即将磁带库模
拟软件直接安装在备份服务器上，把备份服务器的文件系统分区模拟成磁带库，
从而使备份软件以磁带库方式使用磁盘文件系统，目前有厂家在备份软件里面集
成了类似的产品。这种方式磁盘本质上仍然在线，而且对备份主机的负担比较大，
使用的环境有局限性，优点是成本比较低。第二种，专用服务器级虚拟磁带库方
案，该方案实际上是另外一种虚拟磁带库的软件实现方案，通过把虚拟磁带库管
理软件安装在一台独立的专用服务器内，而将该服务器及所连接的磁盘存储设备
模拟成磁带库。这种方案的特点是速度比较快，而且数据受主机的影响小，不足
是需要利用一台的服务器作为虚拟磁带库管理器，系统优化性略低。第三，专用
控制器级集成虚拟磁带库设备方案，将磁带库模拟管理软件固化在特别设计的硬
件设备中，就形成了专用的虚拟磁带库设备，这种设备需要配置一定数量和类型
的主机接口和后端存储磁盘阵列接口。专用的虚拟磁带库设备硬件结构与不同于
服务器，设计采用了精简的硬件模块和精简的操作系统内核（一般为Linux内
核），并且充分考虑了与主机及存储设备的连接能力。
专用的虚拟磁带库设备的出现标志着虚拟磁带库技术终于突破了操作系统
和PC服务器架构的限制，使虚拟磁带库真正成为了一种独立的外设，其使用方
式也更接近普通磁带库，而其优越性能也体现得更加充分。
如果用户需要的仅仅是将虚拟带库做为备份缓存，就是说先将数据备份到虚
拟带库上，再当备份服务器空闲的时候，将虚拟带库的备份数据转移到物理的磁
带库上，而且应用的负载不大，PC或者服务器可以同时承担备份服务器和虚拟
带库两种功能的情况下，用户可以使用这种成本比较低廉的方案。
如果用户对第一种方案的备份性能不满意，或者用户的负载稍微大一点，那
么我们可以采用第二种的虚拟方式，将备份服务器和虚拟带库分开，使用一台单
独的服务器作为虚拟带库，在这种方式下，数据直接以数据块的方式存放，顺序
读写，性能比较良好。这种方式适合于数据量不大，有一定负载的备份情况下，
这种方式和第一种方式的备份原理相似。
最后一种专用控制器设备的虚拟方式，容量一般可以达到几十TB以上，适
合整个数据中心的备份。我们建议2TB容量以上数据备份都选用这种虚拟方式，
虽然增加了一些成本，但是由于有高阶的光纤磁盘阵列作为后端存储，效能和可
靠性都很高，而且扩展能力很强，也能实现集中存储。
磁带库、虚拟带库、磁盘备份优缺点
磁盘作为备份设备其优势如下：
1. 采用随机读写的方式，备份效率高，速度快；同时故障时恢复速度也
快。有效减少备份窗口，缩短RTO。
2. 磁盘采用raid的方式，提高了备份数据的可靠性。
劣势如下：
1. 相对磁带存储介质而言，成本较高（大型磁带库除外）。
2. 依赖于文件系统，容易受到病毒程序、人为误操作等因素的影响而使
备份数据丢失。
3. 不能实现离线保存，在数据量较大时，成本和功耗都会有很大增加。
适合备份环境：
备份数据量比较小，备份窗口较小，要求恢复速度比较快的场合
磁带库作为备份设备优势如下：
1. 技术成熟，大量软件、系统、技术的支持。
2.数据可以实现离线保存、异地存放时，还可以实现数据的容灾。
3.没有文件系统，不会受到病毒，人为误操作的影响而丢失数据。
4.磁带存储介质价格低廉。
劣势如下：
1. 磁带是顺序读写，备份效率低下，恢复时效率也是很低。
2. 机械设备，故障率高。复杂的机械手、机械臂、取带换带程序繁杂。
3. 磁带介质可靠性低。磁带本身的故障，以及在使用过程中易出现卡带
现象。
4. 磁带利用率比较低。很多磁带上的空间不能充分利用，造成空间浪费。
5. 可扩展性比较差，磁带库本身扩展能力有限。业务大量增加时只能更
换磁带库。
适合备份环境：
1.适合海量数据的备份
2.或者非常小型的备份系统，投资比较少的环境。
3.要求备份数据离线保存的环境也要选择这种方式
虚拟带库作为备份设备优势如下：
1. 采用随机读写的方式，备份效率高，速度快；同时故障时恢复速度也
快。有效减少备份窗口，缩短RTO。
2. 磁盘采用raid的方式，提高了备份数据的可靠性。
3. 没有文件系统，不会受到病毒，人为误操作的影响而丢失数据。
4. 如果采用SATA硬盘作为存储介质，价格低廉，性价比非常高。
5. 通过软件模拟磁带库，不存在磁带库的卡带、机械故障等。可以虚拟
更多的磁带机，换带瞬间可以完成。
6. 可以虚拟多数主流厂家不同格式的磁带库、磁带机、磁带，具有广泛
的适用性。
7. 对存储空间利用率高，可以实现按需扩容。
劣势如下：
1. 不能实现离线保存，在数据量非常大时，成本仍然相对较高。
适合环境：
1. 为磁带备份的缓冲设备，目前有大量的应用。
2. 对备份窗口要求较小，恢复速度要求较高的环境。
2024年11月6日发(作者：墨楚)
几种备份系统介绍及优缺点对比(Taper、VTL、Disk)
磁带库是一种机柜式的、将多台磁带机整合到一个封闭系统中的数据备份设
备，是离线存储系统中的关键设备之一。它主要由磁带驱动器、机械臂和磁带构
成，可实现磁带自动卸载和加载，可以在存储管理软件的控制下实现智能备份与
恢复和监控统计等功能，能够满足高速度、高效率、高存储容量的要求，并具有
强大 的系统扩展能力。
磁带库的技术指标包括存储容量、驱动器数量、单盘磁带容量、驱动器存
取速度、连接方式和支持的管理软件等。通常，磁带库按照容量大小分成三个级
别：入门级、部门级和企业级，也就是我们平常说的低端、中端和高端。其中，
入门级磁带库可以提供几百GB至几个TB容量，部门级磁带库的容量在几个TB
至几十 TB，而企业级磁带库的容量在几十TB至几百TB甚至更高的PB级。
对于磁带库系统需要考虑以下几个因素：
考虑一下针对磁带驱动器以及磁带介质的库容量
高级数据信息公司(ADIC)的Scalar i2000磁带库最大可以支持96个LTO-3
磁带驱动器，容纳100到3492个盒式磁带，因此理论上可以拥有
2794TB(3492x800GB)压缩数据的存储。而Quantum公司的磁带库，比如PX720，
可以支持不同类型的磁带，包括SDLT320、SDLT600、DLT-S4、LTO-2以及LTO-3。
在大多数的情况下，磁带库是不会满负载工作的。
考虑一下连接问题
许多磁带库使用FC或者SCSI HBA来连接到SAN交 换机上。举一个例子来
说，Qualstar的XLS包含了对4个双口HBA的支持——一共可以支持8口。Gb
网络端口对于LAN的连接是可用的。一个标准 的以太网端口会允许针对磁带库
管理应用程序的LAN连接，这些应用程序包括像Qualstar的X-Link或者
SpectraLogic公司的 BlueScale环境。
考虑磁带库和网络之间的数据传输率
传输率一般会限制你的备份窗口。比如，Qualstar公司的XLS产品的数据
传输率就可以配置为1.1TB/h到27.6TB/h。一个企业如果 使用1.1TB/h的速度，
那么传输10TB的数据需要将近9个小时的备份窗口，而如果使用27.6TB/h，则
仅仅需要不到20分钟的时间。传输率还会 受到扩展库配置中的其它I/O模块的
影响。
考虑一下磁带存储的环境
当考虑一个磁带库时，一定要评估长期的内部存储环境，比如温度、湿度以
及清洁度。一些库可以去优化磁带以及驱动器通过空气过滤来减少灰尘和其他污
染物。
虚拟磁带库备份
什么是虚拟带库（Virtual Tape Library，VTL）呢？虚拟带库就是以磁盘作
为自身存储介质，并能仿真为物理磁带库的产品。简单的说，虚拟带库就是将磁
盘空间虚拟为磁带空间，能够在传统的备份软件上实现和传统磁带库同样功能的
产品。
传统的磁带库的存储介质为磁带，单盘磁带的最大容量现在可以达到400GB
（非压缩），磁带的优势是可以集中的保存，数据的移动比较方便，但是磁带介
质不是非常稳定，容易受粉尘、湿度、磁粉、粘连、霉点等因素的影响，出现读
写错误，对保存环境的要求比较高。带库里面的机械手和驱动器属于精密机械设
备，经常容易发生故障，速度比较慢，恢复时间比较长。
鉴于传统磁带的这些缺陷，虚拟磁带库的概念早在10余年前即已被IBM，
StorageTek等著名存储厂商所采用。然而，由于技术和市场的原因，市场认知度
一直很低。而在近些年，磁盘技术快速发展，出现了多种类型磁盘（SCSI、FC、
ATA、SATA），使单位容量磁盘存储的价格急剧下降，进而使磁盘阵列作为备
份设备的应用也愈加广泛，虚拟带库也越来越成为备份市场的焦点。
虚拟带库将使用磁盘做为存储介质，使用软件在逻辑上将磁盘存储系统（包
括SCSI或者光纤阵列或者SAN存储网络等）虚拟为传统的磁带库设备，自动
的在逻辑上实现机械手，驱动器的功能，磁盘存储系统的RAID，镜像等功能可
以从底层保护备份的数据。虚拟磁带库能够和各大厂家的备份软件无缝的兼容，
实现许多高级的备份功能，最大程度上保护用户的数据。
虚拟带库的实现可以大致分为三种方式。第一，纯软件方式，即将磁带库模
拟软件直接安装在备份服务器上，把备份服务器的文件系统分区模拟成磁带库，
从而使备份软件以磁带库方式使用磁盘文件系统，目前有厂家在备份软件里面集
成了类似的产品。这种方式磁盘本质上仍然在线，而且对备份主机的负担比较大，
使用的环境有局限性，优点是成本比较低。第二种，专用服务器级虚拟磁带库方
案，该方案实际上是另外一种虚拟磁带库的软件实现方案，通过把虚拟磁带库管
理软件安装在一台独立的专用服务器内，而将该服务器及所连接的磁盘存储设备
模拟成磁带库。这种方案的特点是速度比较快，而且数据受主机的影响小，不足
是需要利用一台的服务器作为虚拟磁带库管理器，系统优化性略低。第三，专用
控制器级集成虚拟磁带库设备方案，将磁带库模拟管理软件固化在特别设计的硬
件设备中，就形成了专用的虚拟磁带库设备，这种设备需要配置一定数量和类型
的主机接口和后端存储磁盘阵列接口。专用的虚拟磁带库设备硬件结构与不同于
服务器，设计采用了精简的硬件模块和精简的操作系统内核（一般为Linux内
核），并且充分考虑了与主机及存储设备的连接能力。
专用的虚拟磁带库设备的出现标志着虚拟磁带库技术终于突破了操作系统
和PC服务器架构的限制，使虚拟磁带库真正成为了一种独立的外设，其使用方
式也更接近普通磁带库，而其优越性能也体现得更加充分。
如果用户需要的仅仅是将虚拟带库做为备份缓存，就是说先将数据备份到虚
拟带库上，再当备份服务器空闲的时候，将虚拟带库的备份数据转移到物理的磁
带库上，而且应用的负载不大，PC或者服务器可以同时承担备份服务器和虚拟
带库两种功能的情况下，用户可以使用这种成本比较低廉的方案。
如果用户对第一种方案的备份性能不满意，或者用户的负载稍微大一点，那
么我们可以采用第二种的虚拟方式，将备份服务器和虚拟带库分开，使用一台单
独的服务器作为虚拟带库，在这种方式下，数据直接以数据块的方式存放，顺序
读写，性能比较良好。这种方式适合于数据量不大，有一定负载的备份情况下，
这种方式和第一种方式的备份原理相似。
最后一种专用控制器设备的虚拟方式，容量一般可以达到几十TB以上，适
合整个数据中心的备份。我们建议2TB容量以上数据备份都选用这种虚拟方式，
虽然增加了一些成本，但是由于有高阶的光纤磁盘阵列作为后端存储，效能和可
靠性都很高，而且扩展能力很强，也能实现集中存储。
磁带库、虚拟带库、磁盘备份优缺点
磁盘作为备份设备其优势如下：
1. 采用随机读写的方式，备份效率高，速度快；同时故障时恢复速度也
快。有效减少备份窗口，缩短RTO。
2. 磁盘采用raid的方式，提高了备份数据的可靠性。
劣势如下：
1. 相对磁带存储介质而言，成本较高（大型磁带库除外）。
2. 依赖于文件系统，容易受到病毒程序、人为误操作等因素的影响而使
备份数据丢失。
3. 不能实现离线保存，在数据量较大时，成本和功耗都会有很大增加。
适合备份环境：
备份数据量比较小，备份窗口较小，要求恢复速度比较快的场合
磁带库作为备份设备优势如下：
1. 技术成熟，大量软件、系统、技术的支持。
2.数据可以实现离线保存、异地存放时，还可以实现数据的容灾。
3.没有文件系统，不会受到病毒，人为误操作的影响而丢失数据。
4.磁带存储介质价格低廉。
劣势如下：
1. 磁带是顺序读写，备份效率低下，恢复时效率也是很低。
2. 机械设备，故障率高。复杂的机械手、机械臂、取带换带程序繁杂。
3. 磁带介质可靠性低。磁带本身的故障，以及在使用过程中易出现卡带
现象。
4. 磁带利用率比较低。很多磁带上的空间不能充分利用，造成空间浪费。
5. 可扩展性比较差，磁带库本身扩展能力有限。业务大量增加时只能更
换磁带库。
适合备份环境：
1.适合海量数据的备份
2.或者非常小型的备份系统，投资比较少的环境。
3.要求备份数据离线保存的环境也要选择这种方式
虚拟带库作为备份设备优势如下：
1. 采用随机读写的方式，备份效率高，速度快；同时故障时恢复速度也
快。有效减少备份窗口，缩短RTO。
2. 磁盘采用raid的方式，提高了备份数据的可靠性。
3. 没有文件系统，不会受到病毒，人为误操作的影响而丢失数据。
4. 如果采用SATA硬盘作为存储介质，价格低廉，性价比非常高。
5. 通过软件模拟磁带库，不存在磁带库的卡带、机械故障等。可以虚拟
更多的磁带机，换带瞬间可以完成。
6. 可以虚拟多数主流厂家不同格式的磁带库、磁带机、磁带，具有广泛
的适用性。
7. 对存储空间利用率高，可以实现按需扩容。
劣势如下：
1. 不能实现离线保存，在数据量非常大时，成本仍然相对较高。
适合环境：
1. 为磁带备份的缓冲设备，目前有大量的应用。
2. 对备份窗口要求较小，恢复速度要求较高的环境。