Чистка ленточных библиотек: инструментарий инженера
Хабр, привет!
Сегодня поговорим о чистке ленточных приводов — драйвов. Этот вопрос частенько оставляют без внимания, а между тем от этого зависит стабильность работы СРК и срок службы самих приводов.
Сначала в формате вопрос-ответ разберем частые ошибки, которые допускают администраторы, почему так происходит и к чему это ведет, а потом погрузимся в увлекательный мир документации от HPE:)
Моделируем диалоги:
Q: Зачем это вообще нужно? Я никогда не чищу, и всё отлично работает.
A: Это неправда. Скорее всего, чистка настроена самой библиотекой, а не ПО СРК (например, Veritas NetBackup). Иначе через пару месяцев драйвы перестали бы записывать и требовали бы запустить чистку в ультимативной форме.
Q: Почему производители нас обманывают? Говорят, что их картриджи рассчитаны на 15–50 чисток. Я поставил 100 в софте, и всё работает!
A: После исчерпания количества чисток (это физический параметр, связанный с длиной ленты) картридж больше не работает на уровне прошивки драйва. Он монтируется, но ничего, увы, не чистит.
Q: А в чем проблема с количеством чисток? Ну, почистит два раза одним участком ленты, ничего страшного не случится. У всех сейчас непростые времена.
A: При чистке используется не вся лента, как в VHS-магнитофонах, а только новый участок. Информация же об использованных участках хранится в памяти картриджа.
Q: Хочу проводить чистки вручную, чтобы ни одно задание резервного копирования не упало из-за загрязненного привода. После какого количества заданий/часов наработки/монтирований мне это делать?
A: На этот вопрос точного ответа нет. Всё зависит от большого числа переменных. В мире драйвов основным показателем, используемым для работы с лентами, является pass (непрерывная протяжка ленты мимо головки драйва). Все параметры из вопроса сложно превратить в эти самые pass«ы.
Зачем вообще нужно чистить ленточные приводы?
Для оптимальной работы драйва записывающий элемент ленточного привода (головка) должен располагаться максимально близко к поверхности ленты. Ее натяжение тщательно контролируется и находится в жестких пределах, чтобы обеспечить разделение головки и носителя. Во время взаимодействия, когда лента пролетает над головкой, между ними находится воздушная подушка. Но их фрикционный контакт, к сожалению, неизбежен. Это явление известно как «эффект полировки». По мере эксплуатации (роста числа проходов, они же pass) растет и износ поверхности ленты, который приводит к образованию ленточного мусора (Media Debris). Так, к чрезмерному скоплению его и другого мусора на головке драйва приводит использование картриджей, не одобренных производителем, а также эксплуатация в перегретом, влажном и пыльном помещении. Такой мусор на головке (его еще называют общим термином «засор головки») снижает производительность чтения/записи из-за увеличения зазора между лентой и головкой. Помимо этого, засор головки ведет к появлению большого числа ошибок, которые ленточный привод уже не сможет скорректировать. В таком случае привод сообщит об ошибке ленты (Tape Error) и включит индикатор «Use Cleaning Cartridge». Это означает, что драйву необходима чистка.
Состояние магнитной головки после 1 000 000 проходов (pass)
А теперь давайте рассмотрим, какие инструменты могут помочь нам в обеспечении корректной работы оборудования.
Internal Head Cleaner
HPE давно не обновляла информацию об Internal Head Cleaner, но для LTO–LTO4 этот инструмент остается актуальным. Внутренний очиститель головки (Internal Head Cleaner) — это щетка, которая опускается, чтобы смести с головки остатки мусора. Она не абразивна, поэтому можно не опасаться повреждений ленты.
Когда используется Internal Head Cleaner:
1) Сразу после чистящего картриджа.
2) Когда чистим картриджем слишком часто.
3) Как часть алгоритма при решении проблем. Например, если несколько раз подряд не удается прочесть данные.
4) В случае, когда после предыдущей чистки размотано более 150 метров ленты.
5) Если разница ошибок между каналами составляет более 10%.
Насколько эффективен Internal Head Cleaner?
Internal Head Cleaner разработан с оптимальным рисунком щетки, жесткостью и упругостью, чтобы обеспечить наиболее эффективную очистку конструкции головки и слотов. Без его помощи мусор бы скапливался в слотах. Даже чистящий картридж не особо эффективен против такого рода загрязнений.
Ниже приведены картинки, демонстрирующие результат чистки:
Head Cleaning Brush
Второй инструмент — Internal Head Cleaning. Он активируется автоматически, когда счетчики достигают следующих значений:
1) 200 км ленты прошло через головку (эквивалент пяти Generation 2 LTO картриджей).
2) Это уже 25-й картридж, который был размотан с предыдущей чистки.
Счетчик сбрасывается при включении (power-on).
Корректирующие чистки специальным картриджем
Ленточный мусор скапливается как в самой головке, так и на поверхности ленты. Его расположение на головке это влияет на скорость записи/чтения. Определенные условия и среда эксплуатации часто приводят к скапливанию мусора, который Internal Head Cleaner не очистит. В таких ситуациях на помощь приходят чистящие картриджи. Они как раз абразивны, что играет решающую роль в удалении липкого мусора с головки. Когда мусор отделяется, его можно легко перенести на ленту, которая наматывается на чистящий картридж и удаляется из привода после очистки. Это одна из причин использования чистого участка ленты для каждой такой операции. Другая причина заключается в том, что абразивность чистящей ленты снижается после каждого прохода по головке.
HP Cleaning Algorithm
Используемый способ чистки критичен для эффективности операции, когда мы удаляем мусор из головки привода. У HP уникальный алгоритм, который сводит к минимуму Pole Tip Recession и максимизирует ее эффективность. Алгоритм следующий:
1. Заправить ленту.
2. Начать двигать головками вверх и вниз.
3. Перейти к начальной точке ленты.
4. Протянуть ленту над головкой со скоростью 4 м/с.
5. Теперь сделать то же самое из п. 4, но в обратном направлении.
6. Перемотать ленту.
7. Прекратить двигать головками вверх и вниз.
8. Вытащить ленту.
9. Запустить Internal Head Cleaner.
Расход материала получается такой: каждая чистка использует 18,4 метра ленты. Первая чистка начинается с метки 8 метров.
На просторах YouTube можно посмотреть процесс в приводе без корпуса:
https://www.youtube.com/watch? v=VG5tFYXAx84
Длительность чистки
Для тех, кто ошибочно предполагает, что процесс очистки схож с алгоритмами VHS-магнитофона, расскажем о времени, нужном для этой операции. Каждый цикл очистки использует новый участок ленты. Соответственно, появляются дополнительные затраты на перемотку к нужному участку. Первая операция чистки занимает приблизительно 51 секунду, а 15-я — 2 минуты 55 секунд.
Роль памяти картриджа (LTO-CM)
У чистящих LTO-картриджей есть память, которая также известна как LTO-CM. Доступ к ней осуществляется через LTO-CM Reader в приводе через частотно-амплитудную модуляцию. Логическое разбиение памяти устройства описано в спецификационном документе U1-ML (rev D) LTO.
В контексте нашего вопроса нас интересуют два поля, где:
• указано предположительное число чисток до того, как лента закончит свой жизненный цикл;
•отображается кол-во размоток (параметр говорит, сколько раз мы извлекали направляющую шпильку из картриджа для размотки самой ленты).
На основании этих двух полей драйв принимает решение: доступен ли данный картридж для использования.
Универсальные чистящие картриджи
Универсальные чистящие картриджи (УЧК) имеют общие физические характеристики, описание LTO-CM страниц, длину пленки, критерии для признания ленты непригодной к эксплуатации.
УЧК действительно универсальны среди LTO-приводов. Это означает, что УЧК, инициализированные в приводе одного производителя, могут использоваться в приводах и других производителей. Их основное преимущество заключается в том, что они могут быть использованы со всеми стандартами LTO.
В заключение
Мы рассмотрели и описали несколько инструментов, задействованных в чистке ленточных библиотек. Из нашего опыта: процесс очистки очень важен, и те, кто им пренебрегает по незнанию или еще какой-то причине, часто оказываются в неприятных ситуациях. И последний совет: не забывайте покупать чистящие картриджи сразу при закупке библиотек.
