Das »Linear Tape Filesystem« lässt Bänder wie Festplatten erscheinen. Backup- und Archivanwendungen können so auf proprietäre Bandformate und -routinen verzichten. Im ersten Test zeigt LTFS sein Können, aber auch seine Tücken.

Max Lessel

Wenn es um Langzeit-Archive geht, bleibt Tape das Medium der Wahl. Aus Sicht der Archiv-Software ist der Zugriff auf Bänder jedoch wesentlich komplexer als das bei Festplatten der Fall ist. So musste bislang jeder Software-Hersteller eigene Tape-Routinen und -Formate schreiben. Damit ist nun Schluss. Die LTO-Hersteller unter Führung von IBM haben sich zusammengeschlossen und ein offenes Tape-Dateisystem geschaffen: LTFS. (siehe auch Der LTFS-Faktor – der sexy Band-Faktor?). Mit LTFS lassen sich Bänder ansteuern, als wären es externe Festplatten. Selbstverständlich sollten Anwender dabei vermeiden, viele parallele Schreib- und Leseprozesse durchzuführen. LTFS verzichtet auf Cache und schreibt die Daten direkt auf das Band. Dazu nutzt es das Partitionierungsfeature, welches LTO ab der Version 5 bereitstellt. Eine Partition dient dabei für Indexdaten, die zweite Partition nimmt die Daten auf.

LTFS im Hands-on-Test

Um LTFS praktisch zu testen, benötigte speicherguide.de erst einmal ein passendes LTO-5-Laufwerk. Quantum bot uns sofort seine Hilfe an und stellte uns kurzerhand eine »Scalar i500«-Bibliothek. Die 5U-Library umfasst bis zu zwei Laufwerke und 41 Cartridges. Das ist für einen ersten Labortest des LTFS zwar ein wenig übertrieben, funktioniert aber außerordentlich gut.

Alle LTO-Hersteller offerieren die LTFS-Software gratis zum Download. Binärversionen stehen für Windows und »Red Hat Linux« ab Version 5 zur Verfügung. Für den Test betreiben wir die Linux-Version 1.2.1 von Quantum unter Red Hat »Enterprise Linux 6.3«. Die Steuerung der Bibliothek übernimmt unter Linux das Open-Source-Paket »mtx«. Zudem muss das Filesystem in Userspace (Fuse) installiert sein. Unter »Windows 7 x64« läuft die Installation ebenfalls ohne Fehler durch. Jedoch muss der Verwalter zuvor die Konfiguration des Fibre-CHannel-HBA anpassen – in unserem Fall ein Emulex »LP11002«. Diesen Job erledigen die Emulex-FC-Treiber-Tools.

Bandformat und Partitionierung

Mittels mkltfs richtet der Administrator auf der Linux-Shell das LTFS-Dateisystem auf einem Band ein. In unserem Setup läuft das Bandlaufwerk auf /dev/sg9 und der Wechsler auf /dev/sg10. Unter Windows übernimmt diesen Dienst ein kleines GUI-Tool.
mtx -f /dev/sg10 load 1 0
mkltfs /dev/sg9

Ein formatiertes LTO-5-Band gibt eine freie Kapazität von 1,4 TByte an. Danach genügt es, einen Mount-Punkt zu erstellen und das Band einzubinden. Das LTFS-Kommando findet das Bandlaufwerk dabei selbst:
mkdir /mnt/ltfs
ltfs /mnt/ltfs

Unter Windows legt der Verwalter in einem grafischen Dialog den gewünschten Laufwerksbuchstaben fest und klinkt das Tape dort ein. Jetzt lässt sich das Band mit regulären Dateisystemoperationen wie cp, rsync oder dem grafischen Dateimanager beschreiben.

Lineare Schreib- oder Lesezugriffe erledigt das Dateisystem ähnlich unkompliziert wie auf einer Festplatte. LTFS nutzt dabei keinen Platten-Cache als Datenpuffer. Diese Daten könnten bei einem Problem mit dem Laufwerk oder dem Rechner verloren gehen. Lediglich den Bandindex hält der LTFS-Treiber im RAM vor, um schnell an die gewünschte Stelle spulen zu können. Wenn ein zweiter Task auf das aktive Band zugreift, muss das Laufwerk also zum gewünschten Block umspulen und dabei einen der beiden Tasks pausieren. Solche Zugriffe muss der Verwalter beim Einsatz von LTFS vermeiden.

Performance: Linux im Vorteil

Die native Geschwindigkeit eines LTO-5-Laufwerks liegt bei zirka 120 MByte/s. Komprimierbare Dateien schreibt das Laufwerk schneller. Im Test unter Linux schaffen wir auf der Linux-Installation mit LTFS Durchsatzraten im Bereich 40 bis 70 MByte/s. Das entspricht in etwa der Geschwindigkeit einer einzelnen SATA-Platte und ist für Backup- und Archiv-Aufgaben ausreichend. Unter Windows läuft das Dateisystem im Test etwas langsamer und bringt es auf 30 bis 50 MByte/s. Hier dürften optimierte Treiberversionen künftig noch ein wenig mehr herausholen können.

Positiv fällt dabei auf, dass unter Linux beschriebene Bänder sich ebenso problemlos unter Windows nutzen lassen als umgekehrt. Auch die relativ kurzen Ladezeiten eines Bandes hinterlassen einen guten Eindruck

Fazit

Mit LTFS liefern die Bandhersteller endlich ein solides Band-Dateisystem, welches plattform- und herstellerübergreifend funktioniert. Vielen Backup- und Archivanwendungen ohne eigene Bandschnittstelle steht somit der Zugriff zu Tapes offen. Hersteller wie Quantum offerieren bereits LTFS-Appliances, welche sich als NAS-Filer im LAN-Zeigen und mehrere PBytes an Banddaten in Librarys verwalten können (siehe »Quantum: i6000-Tape-Library skaliert auf über 75 PByte«). LTFS vereinfacht den Umgang mit Bändern dramatisch und wird sicher dazu beitragen, dass das Tape seinen Platz als zuverlässiges Medium für Langzeitsicherungen behält.

Beim Einsatz von LTFS muss der Verwalter jedoch darauf achten, dass nur ein Prozess mit dem Bandlaufwerk arbeitet, sonst kann es zu erheblichen Problemen kommen.

Während des Tests unter Windows brach plötzlich der Schreibdurchsatz zusammen und das Band fing an wild herum zu spulen. Wie sich herausstellte, hatte der Virenscanner bei seinem regelmäßigen Quickscan ungefragt den Laufwerksbuchstaben des LTFS-Volumes in seine Scan-Liste einbezogen.