[发明专利]嵌入式一体化虚拟磁带库系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储技术领域。尤其涉及一种嵌入式一体化虚拟磁带库 系统和方法。

背景技术

Internet正在使计算机存储技术发生着革命性的变化。这种变化主要表现 在三个方面：首先是存储容量的急剧膨胀。其次是数据就绪时间的延展。 Internet使网络数据必须保证每天24小时、每周7天、每年365天处于就绪状 态。最后，数据存储的结构不同了。目前市场上的存储产品主要有磁盘阵列、 磁带机与磁带库、光盘库等。

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要害设备之一。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，可以在存储治理软件的控制下实现智能 备份与恢复和监控统计等功能。但由于磁带库中磁带是用户进行备份的主要介 质，长期以来，用户饱受磁带库的各种困扰，其中最为突出的，是机械磁带库 设备安全性差和恢复能力欠佳。近年来由于磁盘价格的下跌及磁盘相对磁带来 说所具有的优势，磁盘成为主要存储介质取代磁带一逐渐成为趋势。

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。当前虚拟带库流行的方式是虚拟化服务器加后端盘阵(图1)。常见的 虚拟磁带库产品如EMC的EDL系列产品，IBM的TS系列产品等。虚拟化服务器 上运行虚拟化程序，虚拟出磁带设备并与主机进行通信，数据存放在后端盘阵 上。例如主机发起备份，虚拟化服务器收到请求后，经过虚拟磁带库处理，将 最终的数据写入到后端盘阵上。虚拟化服务器一般都是PC架构的服务器，可靠 性和稳定性都没有一体化嵌入式的机器高。另外由于虚拟磁带库的逻辑部件只 能存在一个虚拟化服务器中，从技术上限制当前虚拟化服务器的扩展能力，即 虚拟磁带库的逻辑部件只能存在一个虚拟化服务器中，虚拟化服务器本身的性 能限制导置无法进一步提高虚拟磁带库的备份性能。

发明内容

本发明的目的为解决上述而提出了一种嵌入式一体化的虚拟磁带库系统和 方法。通过嵌入式控制器上的SATA(Serial Advanced Technology Attachment， 串行硬件驱动器接口)芯片直接控制机箱内的SATA磁盘，主要目的在于实现存 储和控制一体化的虚拟磁带库系统的同时，提高系统的可靠性、稳定性和扩展 性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种嵌入式一体化的虚拟磁带库系统，包 括：虚拟介质交换模块、虚拟磁带驱动器模块、虚拟磁带介质模块、解压缩模 块、归档模块、并行通信模块和复制模块。

所述虚拟介质交换模块，其核心物理部件是由处理器、前端主机接口、后端 存储接口、内置磁盘接口、压缩卡构成的控制器，控制器对内置或后端磁盘阵 列进行管理和虚拟仿真磁带。

控制器上的虚拟程序通过前端主机接口将虚拟的介质交换单元和磁带驱动 器单元映射给开放系统主机。后端存储接口可以连接磁盘阵列，也可以连接物 理磁带库。连接物理带库时，可以将虚拟磁带介质上的数据在虚拟带库和物理 带库之间透明的复制。

本发明还提供一种嵌入式一体化的虚拟磁带库系统方法，包括：

通过控制器内运行的虚拟程序，可以将虚拟磁带库中的驱动器及磁带分布在 不同的控制器中，其中虚拟介质交换单元在其中一个控制器中，每个控制器都 能模拟虚拟驱动器及虚拟磁带。

附图说明

图1是现有技术中虚拟磁带库结构示意图；

图2是本发明嵌入式一体化虚拟磁带库逻辑功能模块结构示意图；

图3是本发明虚拟程序建立虚拟磁带库处理流程示意图；

图4是本发明虚拟程序处理流程示意图；

图5是本发明虚拟磁带数据写入流程示意图；

图6是本发明实现数据压缩流程示意图；

图7是本发明数据归档流程示意图

图8是本发明是并行处理的结构示意图；

图9是本发明是实现复制流程示意图。

图10是本发明嵌入式一体化虚拟磁带库系统对外接口示意图

图11是本发明实施例直连一体化方式示意图

图12是本发明实施例通过SAN网络共享方式示意图

图13是本发明实施例复制实施方式示意图

图14是本发明实施例并行方式示意图

具体实施方式