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リニアテープファイルシステム（LTFS）は、磁気テープに保存されたファイルを、ディスクやリムーバブルフラッシュドライブに保存されたファイルと同様の方法でアクセスできるようにするファイルシステムです。LTFSを使用するには、テープメディア上の特定のデータフォーマットと、データへのファイルシステムインターフェースを提供するソフトウェアの両方が必要です。
IBMが開発した自己記述型テープフォーマットを基盤とするこの技術は、2010年にLTOコンソーシアムに採用された。
磁気テープによるデータ保存は70年以上にわたり使用されており、極めてシンプルなファイルシステムを用いてデータがテープに保存されてきた。テープは、名前のないデータ「ファイル」が「ファイルマーク」で区切られたシーケンスとしてユーザーに提示される。読み込むファイルは、シーケンス内の番号で選択できる。書き込むファイルは、最後のファイルマークの後に追記できる。
「ファイル」内のデータの構成方法には特に規定はありません。そのため、テープには通常、OSのファイルシステムメタデータは格納されませんでした。格納されていたとしても、ファイルの内容データとは独立して容易にアクセスまたは変更できる形式ではありませんでした。ファイルメタデータ（ファイル名、アクセス権限、タイムスタンプ、ディレクトリ階層など）のインデックス作成には外部データベースがよく使用されましたが、これらの外部データベースは一般的にバックアップツールやアーカイブツールに特化しており、相互運用性を考慮して設計されていませんでした。
Unix系システムには、ファイルとメタデータをテープ上に単一ファイルとして保存するのに適した形式に結合した、 tar（テープアーカイブ）という相互運用可能な標準規格が存在する。tarはアーカイブやデータ交換には効果的だが、通常のファイルシステムのインターフェースや特性は備えていない。
Microsoft Windowsシステムでは、 Backup ExecやNTBackupなど、いくつかのツールがテープへのデータ保存にMicrosoft Tape Format (mtf) を使用しています。mtf はアーカイブやデータ交換には効果的ですが、通常のファイルシステムではなく、そのような特性も備えていません。
LTFSは、テープにデータファイルとメタデータを含むインデックスを保存するための標準化された方法、そしてテープを通常のファイルシステムのようにマウントして使用するための標準化された方法というアイデアから生まれました。テープを独立して書き込み可能な領域に分割することで、一方のパーティションにインデックスを保存し、もう一方のパーティションに実際のデータを書き込むことができます。
LTFSはテープをディスクのように動作させることはできますが、テープの基本的なシーケンシャル性は変わりません。ファイルは常にテープの末尾に追加されます。ファイルが変更されて上書きされたり、ボリュームから削除されたりしても、関連するテープブロックは解放されず、単に使用不可としてマークされるだけで、使用済みのボリューム容量は回復されません。データが削除され、容量が回復するのは、テープ全体を再フォーマットした場合のみです。
こうした欠点にもかかわらず、LTFSフォーマットのテープが回転式ディスクやその他のデータストレージ技術よりも優れている用途はいくつかあります。LTOのシーク時間は10秒から100秒に及ぶことがありますが、ストリーミングデータ転送速度は回転式ディスクのデータ転送速度と同等かそれ以上になる場合があります。例えば、LTO-9は400MB/秒の連続転送速度を実現できますが、回転式HDDは通常、容量の最初の30%で最大200～250MB/秒の速度にとどまります。
さらに、テープカートリッジは持ち運びが容易で、最新のテープフォーマットは他のどのリムーバブルデータストレージ技術よりもはるかに多くのデータを保存できます。大容量ファイルや多数のファイル（LTO-10の場合は最大30TB）をLTFSフォーマットのテープにコピーできるため、共同作業者とのデータ交換やアーカイブコピーの保存が容易になります。
LTFSはオープンスタンダードであるため、LTFS形式のテープはさまざまなコンピューティングシステムやオペレーティングシステムで使用でき、独自のテープアーカイブ形式で発生する非互換性を回避できます。[ 1 ]
ISO /IEC 20919:2021規格は、LTFS準拠を謳う交換メディアのLTFSフォーマット要件を定義しています。この規格は、物理ストレージメディアやソフトウェアコマンドフォーマットに依存しないデータフォーマットを定義し、データの真の交換可能性を実現します。このISO規格はSNIAによって作成されました。LTFS v2.5.1をベースとしており、ISO/IEC合同技術委員会JTC 1情報技術によってISOに採択されました。
すべての実装は以下を満たす必要があります。
SNIAワーキンググループはLTFSの開発とアップデートのリリースを継続しています。仕様書v2.0.0では、将来的にバージョン番号がどのように変更されるか、また様々な実装間で互換性がどのように維持されるかについてのルールが定められました。
IBMは2009年のNABショーでLTFSのプロトタイプをデモンストレーションした。翌年にはIBM、HP、Quantum、LTOコンソーシアムの支援を受けて、公開仕様と実装がリリースされた。[ 2 ]
In August 2012, SNIA announced[10] that it was forming a TWG (Technical Work Group) to continue technical development of the specification. LTFS Format Specification v 2.1 is the baseline for the technical work and standards accreditation process; SNIA LTFS TWG members include HP, IBM, Oracle and Quantum.
Tape drives manufacturers often offer their own versions of software conforming to the LTFS standard. There are also three different editions, one for single drives based on the LTFS reference implementation, one for tape libraries, and one for integration into an enterprise storage platform.
The base form of LTFS allows tapes to be formatted as an LTFS volume, and for these volumes to be mounted - and users and applications access files and directories stored on the tape directly, including drag-and-drop of files.
LTFSの基本形式を拡張したLTFS-LEは、 LTFSテープを格納したテープライブラリをオンラインディレクトリとして提供し、必要に応じてテープのマウントとアンマウントを行います。ライブラリ内の各LTFSフォーマットのテープカートリッジは、ファイルシステムのマウントポイントの下に個別のフォルダとして表示され、ユーザーまたはアプリケーションはこれらのフォルダに移動して、各テープに保存されているファイルにアクセスできます。LTFS-LEソフトウェアは、テープライブラリのロボット機構を自動的に制御し、必要なLTFSボリュームのロードとアンロードを行います。
Enterprise Editionは、大規模クラスタファイルシステムであるIBMのGPFSをLTFS Library Editionと統合し、自動管理テープ層を備えた大規模オンラインファイルシステムを拡張します。ファイルは、長期間の非アクティブ状態など、特定の条件が満たされた場合にディスクからテープに自動的に移行され、ユーザーがアクセスしようとすると自動的にディスクに復元されます。
HPが2017年にリリースした、オリジナルのLTFSコードベースからフォークしたバージョン[ 13 ]には、サポートが含まれています。ただし、これらはリニアテープ技術ではなく、ヘリカルスキャン記録方式を使用していることに注意してください。そのため、テープのパーティショニングは必然的に異なる動作をします。
ベンダーの全リストはLTOのウェブサイトに掲載されています。[ 17 ]
標準バージョン2.5.1の時点では、LTFSはハードリンクをサポートしていません。[ 9 ]
ファイルが削除されると、ユーザーには見えなくなります。しかし、ファイルが占めていた領域は解放されません。そのため、誤って削除された（または誤って更新された）ファイルを復元するために、テープを以前の状態に「ロールバック」することが可能です。[ 9 ]領域を解放するには、テープを再フォーマットする必要があります。