Оптический музыкальный автомат — это роботизированное устройство хранения данных , которое может автоматически загружать и выгружать оптические диски , такие как Compact Disc , DVD , Ultra Density Optical или Blu-ray , и может обеспечивать терабайты (ТБ) или петабайты (ПБ) третичного хранения . Устройства часто называют библиотеками оптических дисков , «архивами оптических хранилищ», роботизированными приводами или авточейнджерами. Устройства Jukebox могут иметь до 2000 слотов для дисков и обычно имеют устройство захвата, которое проходит через слоты и приводы. Zerras Inc. предоставляет съемную капсулу, которая вмещает до 200 дисков на библиотеку, которую можно масштабировать для управления 1600 дисками на стойку 42U. [1] Расположение слотов и устройств захвата влияет на производительность и расходы на обслуживание в зависимости от конструкции робототехники, пространства между диском и устройством захвата. Время поиска и скорость передачи данных зависят от используемой оптической технологии.
Одним из первых примеров оптического музыкального автомата был аппарат, разработанный и построенный в Королевском аэрокосмическом институте в Фарнборо , Англия . Аппарат имел две головки чтения/записи, 12-дюймовые диски WORM, а карусели приводились в действие пневматически . Он был произведен для замены 1/2-дюймовых магнитных лент, которые использовались для хранения спутниковых данных.
Музыкальные автоматы используются в средах хранения архивов большой емкости, таких как центры обработки данных и локальные серверные комнаты, для хранения долгосрочных данных, таких как изображения, медицинские записи, записи соответствия, видео и другие ценные активы данных, объекты и файлы. Иерархическое управление хранилищем — это стратегия, которая перемещает малоиспользуемые или неиспользуемые файлы с быстрого магнитного хранилища на оптические устройства-музыкальные автоматы в процессе, называемом миграцией. Если файлы необходимы, они переносятся обратно на магнитный диск. Библиотеки оптических дисков также полезны для создания резервных копий и в ситуациях аварийного восстановления . Сегодня одним из наиболее важных применений музыкальных автоматов является архивирование данных. Архивирование данных отличается от резервного копирования тем, что данные хранятся на носителях, рассчитанных на срок до 100 лет. Данные обычно постоянно записываются на диски типа Write Once Read Many (WORM) [2], поэтому их нельзя стереть или изменить. [3]
Музыкальные автоматы обычно содержат внутренние записывающие приводы SCSI или SATA (CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM, UDO или Blu-ray), которые подключаются напрямую к файловому серверу и управляются сторонним программным обеспечением для управления музыкальными автоматами. Это программное обеспечение управляет перемещением носителей внутри музыкального автомата и предварительной обработкой данных перед процессом записи.
До появления современных SAN и гораздо более дешевых жестких дисков хранение больших объемов на DVD было более рентабельным, чем на магнитных носителях. Емкость музыкальных автоматов значительно возросла с выпуском четырехслойного формата Blu-ray (BD) объемом 128 гигабайт (ГБ) [4] с планом увеличения до восьми слоев и 200 ГБ на диск. Текущий формат, используемый в библиотеке DISC ArXtor7000, позволяет хранить 89 ТБ с одного музыкального автомата на 700 дисков. Библиотеки оптических дисков, такие как TeraStack Solution, могут хранить до 142 ТБ онлайн- и ближних данных при номинальной потребляемой мощности 425 Вт [ 5] Эти два устройства демонстрируют широкий разброс характеристик продукта. Библиотека архива оптического хранилища от Zerras позволяет использовать до 25 ТБ сменного оптического хранилища в одной библиотеке с потребляемой мощностью 60 Вт на единицу и масштабированием до 200 ТБ в кластере стойки 42U. Zerras Icebox отличается от библиотек Sony Optical Data Archive тем, что использует утвержденные стандартные двух-, трех- и четырехслойные диски Blu-ray, а не фирменный стандартный формат Archival Disc, который не имеет обратной совместимости со стандартными приводами и дисками Blu-ray на рынке. [6]
Основные функции программного обеспечения для управления оптической библиотекой можно разделить на четыре части: роботизированное управление, создание файловой системы, отслеживание файлов и контроль доступа.
Все оптические библиотеки соответствуют стандартному набору команд SCSI. Эти команды используются для управления и запроса геометрии библиотеки. Когда управляющее программное обеспечение запущено, оно отправляет запросы в оптическую библиотеку на предмет состояния ее содержимого. Собирается количество и тип приводов, количество и состояние слотов и другая важная информация. После этого управляющее программное обеспечение может запросить данные с определенного носителя или может захотеть выполнить некоторые операции записи на нем. Любое из этих действий потребует определенных команд перемещения, отправленных из управляющего приложения в оптическую библиотеку. Примером этого может быть перемещение носителя из слота 50 в привод номер 3.
Программное обеспечение для управления оптической библиотекой обрабатывает все записи и чтения содержимого файловой системы на оптическом носителе. После того, как носитель был помещен в привод из его домашнего слота, можно выполнить множество операций. Например: создание файловой системы UDF на пустом носителе, запись одного файла или чтение некоторых данных из файловой системы на носителе. Типы файловых систем, доступные для оптических носителей, варьируются от стандартных технологий ISO, таких как UDF, до фирменных форматов.
Программное обеспечение для управления оптической библиотекой часто отслеживает файлы и папки, существующие на оптическом носителе [7], с помощью базы данных. Любые данные файловой системы, относящиеся к отдельному носителю, будут доступны в этой базе данных. Например: пути и имена файлов и папок, размеры файлов и все метаданные, которые может хранить современная файловая система.
Программное обеспечение для управления оптической библиотекой делает себя доступным для ОС различными способами. Одним из таких способов в среде Windows является использование виртуальных букв дисков. [8] По сути, вся оптическая библиотека может быть просмотрена, прочитана и записана через виртуальную файловую систему, в то время как программное обеспечение для управления обрабатывает все перемещения носителей и запросы ввода-вывода невидимо в фоновом режиме.
Другой способ доступа к оптической библиотеке — использование общих ресурсов CIFS (чаще встречается в приложениях управления оптической библиотекой типа Unix). [9]
Все музыкальные автоматы работают лучше всего, когда доступ к дискам нужен только нескольким пользователям одновременно. Небольшие музыкальные автоматы имеют только один или два привода CD, DVD, UDO или Blu-ray, поэтому одновременно пользоваться музыкальным автоматом могут только один или два пользователя. Если дополнительные пользователи хотят использовать новый диск, им приходится ждать, пока диск будет заменен роботизированной системой в музыкальном автомате. Это занимает от 4 до 9 секунд. Большие музыкальные автоматы имеют шесть или более считывателей, поэтому большее количество пользователей могут одновременно получать доступ к разным дискам. Более эффективная рекомендация — подключить к музыкальному автомату кэш-память диска для большего количества одновременных пользователей. Таким образом, конфигурация работает по принципу FILO (первым пришел — последним вышел). Здесь файлы, к которым был получен доступ, отправляются обратно на оптические диски только после того, как они были использованы. Изменения могут быть сохранены или не сохранены или версионированы в зависимости от конфигурации пользователя и настроек доступности в программном обеспечении для управления хранилищем, которое управляет оптическим музыкальным автоматом. Количество приводов в автомате может достигать шести в зависимости от размера автомата. Приводы будут считывать и записывать данные в кэш RAID/диска, а затем представлять их конечным пользователям. Таким образом, время чтения в 4–6 секунд происходит только во время начального процесса чтения данных, затем данные отправляются в кэш. [10]