Streamer

Bei Sicherung von großen Datenmengen ist es nicht mehr sinnvoll auf Disketten zurückzugreifen. Schon aus Zeitgründen. Für solche großen Backups verwendetet man sogenannte Streamer. Bei Streamern handelt es sich um Bandlaufwerke und gehört zu der Familie der magnetischen Speichermedien (weitere magn. Medien: Diskette und ZIP).
Aufgrund stetig sinkender Preise der Streamer werden sie auch im privaten Bereich interessant.   

1. Vergleich Streamer Diskette

Der größte Vorteil der Streamer gegenüber Disketten ist die große Speicherkapazität. Während Disketten eine Größe von 1,44 MB und ZIP von 100 MB bzw. 250 MB, kann man mit Streamern mehrere GB speichern. Damit entfällt das lästige Wechseln des Datenträgers. Weiterhin können die meisten Streamer an den üblichen Disketten-Controller angeschlossen werden, wodurch sie sehr leicht ein- und ausgebaut werden können. Streamer sind auch wie das ZIP-Laufwerk als externes und internes Laufwerk erhältlich.

2. Aufbau

Der prinzipielle Aufbau ist vergleichbar mit anderen magnetischen Aufzeichnungsgeräten wie z.B. ein Stereokassettenrekorder. Ein Motor bewegt das Magnetband innerhalb der Datendiskette ("Cartridge") an einem Schreib- und Lesekopf vorbei. Entscheidender Unterschied zu anderen Aufzeichnungsgeräten ist, dass der Kopf nicht starr installiert ist, sondern mehrere Spuren ("Tracks") nebeneinander mit den seriell aufgezeichneten Daten beschrieben werden kann.

3. Streamerarten

• QIC-Streamer
• Travan-Streamer
• DAT-Streamer

QIC-Streamer

QIC ist die älteste Form der Streamer. Die verbreiteten Standards unterscheiden sich nach Breite des verwendeten Bandes und der Aufzeichnungsdichte. Es handelt sich um ¼ Zoll-Laufwerke (QIC-80-Standard: Quarter Inch Catridges). Diese Form der Streamer werden meistens für den privaten Gebrauch verwendet. Da diese Laufwerke normalerweise an den gängigen Disketten-Controller angeschlossen werden. Man nennt sie deswegen auch Floppy-Streamer. Bei den QIC hat man wie bei den normalen Diskettenlaufwerke eine Übertragungsrate von 60 bis 120 KB pro Sekunde. Jedes Band muss vor dem Bespielen formatiert werden. Da sich die Hersteller nie auf einen gemeinsamen Standard einigen konnten, muss nicht jede Kassette von jedem Gerät gelesen werden können.

Travan-Streamer

Den Travan kann man als Nachfolger des QIC-80-Standard bezeichnen. Der Travan hat ein breiteres und längeres Band als der QIC. Die herkömmlichen Streamer werden wie der QIC an den Disketten-Controller angeschlossen. Deswegen sind sie bei Übertragung mit 60 bis 120 KB genauso langsam wie die QIC-Streamer. Die 120 KB erreichen sie auch nur wenn sie an den Controller für 2,88 MB-Diskettenlaufwerke angeschlossen werden. Seit der Einführung des EIDE-Ports kann man die Travan auch an diese Schnittstelle anschließen. Dadurch ist das Formatieren des Bandes nicht mehr notwendig und die Datenübertragungsrate ist auch höher.   

DAT-Streamer (Digital Audio Tape)

Da die Normierung weitgehend von Sony und HP geleistet wurde, gibt es keinen Wildwuchs an Normen wie es bei den QIC-80-Standard und deren Nachfolger lange der Fall war. Die DAT-Streamer werden üblicherweise über die SCSI-Schnittstelle mit dem Rechner verbunden. Dadurch können mehrere Megabytes pro Sekunde übertragen werden.
Da das Betriebssystem mit dem Gerät über den Hostadapter kommuniziert, spielt der Magnetbandtyp und das physikalische Aufzeichnungsformat keine Rolle mehr. Aus diesem Grund können praktisch alle SCSI-Bandgeräte unter Linux eingesetzt werden. Bei den DAT-Streamern braucht auch nicht mehr auf eine Ablage der Daten auf dem Band geachtet werden, da bei einer 200fachen Lesegeschwindigkeit der Zugriff wirklich rasch geschieht. Anders als bei QIC werden die Daten nicht in horizontalen Spuren auf das Band geschrieben, sondern in schrägen Spuren mit schnell rotierenden Schreib/Lese-Köpfen.

4. Aufzeichnungsarten

Schrägspur (Helical-Scan-Verfahren)

Die Schrägspurtechnik kennt Spuren (Tracks), Rahmen (Frames) und Blöcke (Blocks) auf der physikalischen Ebene. Zwei Schreibköpfe sind gegenüberliegend auf der Trommel angebracht. Um jeweils 90° versetzt sind beide Leseköpfe angebracht. Dadurch entstehen zwei Spuren (ein Frame) bei einer Umdrehung der Trommel. Das ist theoretisch die kleinste einzeln geschriebene Datenmenge. In der Praxis wird aber immer ein ganzer Block geschrieben. Das sind zwischen 128 KB und 256 KB je nach Format.

Serpentinen

Bei der Serpentinenaufzeichnung werden Blöcke fester Länge (meist 512 Byte) und Struktur (ähnlich den Sektoren auf der Festplatte) nacheinander aufgezeichnet. Geschrieben werden immer ganze Blöcke. Die Datensätze oder Dateien füllen einfach nacheinander die Datenblöcke. Der jeweils letzte Block wird nicht für die nächste Datei genutzt, wenn die vorhergehende Datei nicht genau an einer Grenze der Blöcke endet.

Parallel

Bei älteren Spulengeräte werden längere Blöcke mit etwa 2 KB bis etwa 32 KB gebildet und durch kurze unbeschriebene Strecken voneinander getrennt. Durch diese Lücken, die nur eine Minimumgröße haben, aber nicht immer gleich lang sind, kann eine Bandspule mit theoretisch 240 MB Speicherkapazität meist nicht mehr als 150 MB aufnehmen.

5. Software

Zum Sichern der Daten benötigt man eine Backup-Software. Man sollte vor der Installierung des Streamers die Software installieren, da dann schon die Treiber zur Verfügung stehen. Viele Backup-Programme unterscheiden ein sogenanntes "Verify" und "Compare". Beim Verify werden nur die Sektor-Prüfsummen (Floppy-Controller schreiben "Sektoren" aufs Band) auf den Datenträger verifiziert. Dabei werden aber keinesfalls die auf den Band geschriebenen Daten byteweise mit den Original verglichen. Das Verify-Prinzip gibt also nur Aufschluss darüber, ob der Datenträger physisch in Ordnung ist.

Beim Compare werden die Daten von der Festplatte und vom Band in einem zweiten Durchgang eingelesen und vergleicht sie byteweise auf Übereinstimmung. Also kann nur das Compare-Verfahren zuverlässig feststellen, ob die Daten gesichert wurden und sich vom Band korrekt lesen lassen. Beim Compare spricht man auch vom Read-After-Write-Verfahren.
Weiterhin gibt es bei neueren Streamern das Read-While-Write-Verfahren. Jedoch müssen die Streamer einen weiteren Lesekopf direkt nach dem Schreibkopf installiert haben. Durch dieses Verfahren erspart man sich das zusätzliche Verify. Die Daten werden im gleichen Durchgang des Schreibens geprüft und mit dem Original verglichen.

6. Fehlerkorrektur

Um Fehler zu erkennen, wird zu den gespeicherten Daten eine Prüfsumme gebildet, die mitgespeichert wird. Werden diese Daten nun gelesen, wird wieder eine Prüfsumme gebildet und mit der auf der Festplatte verglichen. Stimmen beide überein, so ist mit sehr großer Wahrscheinlichkeit alles in Ordnung. Andernfalls meldet die Festplatte dem Controller einen Fehler. Dieser gibt dann den Befehl, den ganzen Vorgang zu wiederholen, denn es könnte nur der Kopf verrutscht sein. Dann spricht man von einen "Seek Error". In der Regel ist danach das Problem behoben und das wäre dann ein "Soft Error". Im Fall, dass mehrere Versuche fehlschlagen, handelt es sich um einen "Hard Error". Wahrscheinlich ist dann an dieser Stelle das Magnetband beschädigt und die Daten sind damit verloren.

7. Band-Technologien:

TR (Travan):   TR-1 T 400 MB
              TR-2 T 800 MB

TR-3 T 1,6 GB

TR-4 T 4 GB

TR-5 T 10 GB

DDS (Digital Data Storage): DDS-1 T 2 GB

DDS-2 T 4 GB

DDS-3 T 12 GB

DDS-4 T 20 GB

Ab den DDS-2 ist der Spurabstand bei 9 Mikrometer und die Bänder sind bereits 120 Meter lang. Durch das 4mm breite Band sind DDS die kleinsten Speichermedien. Maximale Transferrate 2,4 MB/sec.

DLT (Digital Linear Tape):

Die maximale Speicherkapazität beim DLT IV liegt bei 35 GB. Das Band hat eine Länge von 600m. Transferrate von mehr als 5 MB/sec. Werden erreicht.

AIT (Advanced Intelligent Tape): AIT-1 T 25 GB

AIT-2 T 50 GB

AIT wurde von Sony entwickelt. Es handelt sich dabei um 8mm breite Bänder. Besonderheit der Bänder: In der Kassette befindet sich ein Chip (MIC = Memory In Cassette), auf dem der Streamer Formatinformationen des Bandes direkt speichern kann. Es gibt Kassetten mit oder ohne MIC. AIT-Bänder sind generell metallbeschichtet (AME = Advanced Metal Evaporated).

LTO (Linear Tape Open):

Ein noch in der Entwicklung befindlicher Standard, der gemeinsam von IBM, HP und Seagate entwickelt wird. In diesem Jahr soll ein 100 GB Band erscheinen.

Literatur:

Massenspeicher, Strass Hermann, Franzis Verlag 1994, S. 63 - 76

C´t Magazin, August 1997, S. 252 - 256

C´t Magazin, November 1999, S. 154 - 159

http://www.referate.heim.at/html/s/speich03.html

http://212.227.63.53/young/content/schuel/hausaufgaben/01/021/b001023.shtml