Una máquina de discos óptica es un dispositivo de almacenamiento de datos robótico que puede cargar y descargar automáticamente discos ópticos , como discos compactos , DVD , discos ópticos de ultradensidad o Blu-ray , y puede proporcionar terabytes (TB) o petabytes (PB) de almacenamiento terciario . Los dispositivos a menudo se denominan bibliotecas de discos ópticos , "archivos de almacenamiento óptico", unidades robóticas o cambiadores automáticos. Los dispositivos Jukebox pueden tener hasta 2000 ranuras para discos y, por lo general, tienen un dispositivo de selección que recorre las ranuras y las unidades. Zerras Inc. proporciona una cápsula extraíble que contiene hasta 200 discos por biblioteca que se puede escalar para administrar 1600 discos por unidad de rack de 42 U. [1] La disposición de las ranuras y los dispositivos de selección afecta el rendimiento y los costos de mantenimiento, según el diseño robótico, el espacio entre un disco y el dispositivo de selección. Los tiempos de búsqueda y las velocidades de transferencia varían según la tecnología óptica utilizada.
Uno de los primeros ejemplos de una máquina de discos óptica fue la unidad diseñada y construida en el Royal Aerospace Establishment de Farnborough , Inglaterra . La unidad tenía dos cabezales de lectura/escritura, discos WORM de 12" y carruseles accionados neumáticamente . Se fabricó para reemplazar los dispositivos de cinta magnética de 1/2 pulgada que se utilizaban para almacenar datos satelitales.
Las máquinas de discos se utilizan en entornos de almacenamiento de archivos de alta capacidad, como centros de datos y salas de servidores locales, para almacenar datos a largo plazo, como imágenes, registros médicos, registros de cumplimiento, videos y otros activos, objetos y archivos de datos de alto valor. La gestión jerárquica del almacenamiento es una estrategia que traslada archivos poco utilizados o sin uso desde un almacenamiento magnético rápido a dispositivos de máquinas de discos ópticos en un proceso llamado migración. Si se necesitan los archivos, se vuelven a migrar a un disco magnético. Las bibliotecas de discos ópticos también son útiles para realizar copias de seguridad y en situaciones de recuperación ante desastres . Hoy en día, uno de los usos más importantes de las máquinas de discos es el archivo de datos. El archivo de datos se diferencia de las copias de seguridad en que los datos se almacenan en medios diseñados para durar hasta 100 años. Los datos generalmente se escriben de forma permanente en discos de tipo Write Once Read Many (WORM) [2], por lo que no se pueden borrar ni modificar. [3]
Las máquinas de discos suelen contener unidades de grabación internas basadas en SCSI o SATA (CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM, UDO o Blu-ray) que se conectan directamente a un servidor de archivos y son administradas por un software de administración de máquinas de discos de terceros. Este software controla el movimiento de los medios dentro de la máquina de discos y la premasterización de los datos antes del proceso de grabación.
Antes de la llegada de la moderna SAN y de los discos duros mucho más económicos , el almacenamiento de gran volumen en DVD era más rentable que los medios magnéticos. Las capacidades de las jukebox han aumentado considerablemente con el lanzamiento del formato Blu-ray (BD) de cuatro capas de 128 gigabytes (GB), [4] con una hoja de ruta para aumentar a ocho capas y 200 GB por disco. El formato actual, utilizado en la biblioteca DISC ArXtor7000, permite 89 TB de almacenamiento desde una única jukebox de 700 discos. Las bibliotecas de discos ópticos como la solución TeraStack pueden almacenar hasta 142 TB de datos en línea y casi en línea con un consumo de energía nominal de 425 vatios . [5] Estas dos unidades muestran la amplia variación de los atributos del producto. La biblioteca de archivo de almacenamiento óptico de Zerras permite hasta 25 TB de almacenamiento óptico extraíble en una biblioteca de una sola unidad con un consumo de energía de 60 vatios por unidad y escala a 200 TB en un clúster de bastidor de 42U. Zerras Icebox se diferencia de las bibliotecas Sony Optical Data Archive en que utiliza discos Blu-ray de doble, triple y cuádruple capa estándar aprobados en lugar del formato estándar de disco de archivo propietario que no es compatible con versiones anteriores de las unidades y discos Blu-ray estándar del mercado. [6]
La funcionalidad principal del software de gestión de bibliotecas ópticas se puede dividir en cuatro partes: control robótico, creación de sistemas de archivos, seguimiento de archivos y control de acceso.
Todas las bibliotecas ópticas cumplen con el conjunto de comandos SCSI estándar. Estos comandos se utilizan para el control y la consulta de la geometría de la biblioteca. Cuando se ejecuta el software de gestión, enviará solicitudes de consulta a la biblioteca óptica para conocer el estado de su contenido. Se recopila la cantidad y el tipo de unidades, la cantidad y el estado de las ranuras y otra información esencial. A continuación, el software de gestión puede solicitar datos de un medio en particular o puede desear realizar algunas operaciones de escritura en él. Cualquiera de estas acciones requeriría comandos de movimiento específicos enviados desde la aplicación de gestión a la biblioteca óptica. Un ejemplo de esto sería mover un medio desde la ranura 50 a la unidad número 3.
El software de gestión de bibliotecas ópticas se encarga de toda la escritura y lectura del contenido del sistema de archivos en los medios ópticos. Una vez que se ha colocado un medio en una unidad desde su ranura de origen, se pueden realizar muchas operaciones. Por ejemplo: la creación de un sistema de archivos UDF en un medio en blanco, la escritura de un solo archivo o la lectura de algunos datos del sistema de archivos en el medio. Los tipos de sistemas de archivos disponibles para los medios ópticos varían desde tecnologías estándar ISO como UDF hasta formatos propietarios.
El software de gestión de bibliotecas ópticas suele realizar un seguimiento de los archivos y carpetas existentes en un medio óptico [7] mediante una base de datos. Todos los datos del sistema de archivos pertenecientes a un medio individual estarán disponibles en esta base de datos. Por ejemplo: rutas y nombres de archivos y carpetas, tamaños de archivos y todos los metadatos que puede mantener un sistema de archivos moderno.
El software de gestión de bibliotecas ópticas se pone a disposición del sistema operativo de diversas formas. Una de estas formas, en un entorno Windows, es mediante letras de unidad virtuales. [8] Básicamente, se puede ver, leer y escribir en toda una biblioteca óptica a través de un sistema de archivos virtual, mientras que el software de gestión gestiona todo el movimiento de medios y las solicitudes de E/S de forma invisible en segundo plano.
Otra forma de acceder a la biblioteca óptica es mediante recursos compartidos CIFS (más comunes en aplicaciones de gestión de bibliotecas ópticas de tipo Unix). [9]
Todas las máquinas de discos funcionan mejor cuando sólo unos pocos usuarios necesitan acceder a los discos al mismo tiempo. Las máquinas de discos pequeñas tienen sólo una o dos unidades de CD, DVD, UDO o Blu-ray, por lo que sólo uno o dos usuarios pueden compartir la máquina de discos al mismo tiempo. Si otros usuarios quieren utilizar un nuevo disco, tienen que esperar a que los robots de la máquina de discos intercambien el disco. Esto lleva de 4 a 9 segundos. Las máquinas de discos más grandes tienen seis o más lectores, por lo que más usuarios pueden acceder simultáneamente a los diferentes discos al mismo tiempo. Una recomendación más eficiente es tener una caché de disco conectada a la máquina de discos para una mayor cantidad de usuarios simultáneos. De esta manera, la configuración funciona de manera FILO (First In Last Out). Aquí, los archivos a los que se accede sólo se envían de vuelta a los discos ópticos después de que se hayan utilizado. Los cambios pueden o no guardarse o versionarse según la configuración del usuario y los ajustes de accesibilidad en el software de gestión de almacenamiento que ejecuta la máquina de discos óptica. La cantidad de unidades en la máquina de discos puede ser de hasta seis, dependiendo del tamaño de la máquina. Las unidades leerán y escribirán los datos en el caché RAID/disco y luego los presentarán a los usuarios finales. De esta manera, el tiempo de lectura de 4 a 6 segundos solo ocurre durante el proceso de lectura de datos inicial, luego los datos se envían al caché. [10]