Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

2.7 Сложности практической реализации

В новой модели драйверов Storport оптимизированы функции ввода-вы- вода и общая производительность системы управления. Однако системный администратор и менеджеры по закупкам в информационных отделах компаний должны знать, что новая модель драйверов Storport доступна только в Windows Server 2003. Тем же, кто сделал ставку на платформу Windows, рекомендуется ознакомиться с планами поставщика оборудования по переходу к модели Storport и наравне с этим проанализировать поддержку устройств конкретного поставщика в Windows 2000, включая подробности реализации драйвера.

Особое внимание необходимо обратить на параметры пропускной способности системы при использовании модели драйверов SCSIPort (которая скоро станет устаревшей), если эта модель поддерживается поставщиком. Кроме того, стоит обратить внимание на наличие продукции поставщика, в которой вообще не используется модель драйверов SCSIPort. Следует проверить наличие сертификации и поддержки частного драйвера всеми заинтересованными сторонами. Наконец, нужно узнать о возможности «безболезненного» перехода с текущей технологии для Windows 2000 к модели драйверов Storport в Windows Server 2003.

Резюме

Стандарт SCSI развивается уже много лет и на данный момент превратился в группу стандартов. Стандарты SCSI значительно изменились в контексте

увеличения скорости передачи данных. Пользователям требуется компромисс между количеством устройств, которые подключены к шине, и длиной шины. Кроме того, в процессе развития стандартов SCSI возникли новые команды, например Extended Сору.

Интерфейсы ATA/IDE также не отстают и продолжают развиваться, благодаря чему возрастает их надежность и производительность.

Маскировка LUN в Windows NT может выполняться драйвером адаптера шины, который предоставляется производителем.

В Windows Server 2003 внедрена новая модель драйверов Storport, предназначенная для замены старой модели SCSIPort. Более новый драйвер Storport ориентирован на поддержку высокопроизводительных интеллектуальных устройств SCSI-3 и Fibre Channel. По сравнению с драйвером SCSI- Port драйвер Storport обеспечивает повышенное быстродействие, расширенные функции по управлению и обработке ошибок. Поставщики устройств могут максимально использовать возможности Storport, переписав драйверы для использования новой модели. И даже обычная перекомпоновка драйвера с библиотекой новой модели Storport дает возможность задействовать некоторые из функций Storport.

Индустрия хранилищ данных развивается от серверов с непосредственно подключенными устройствами в сторону архитектуры клиент/сервер, в которой применяется несколько серверов в локальной сети. При таком подходе одни серверы предназначены для приложений, управляющих базами данных, а другие выделяются исключительно для хранения данных. Выделенные серверы для хранения данных и называются хранилищами, подключенными к сети (NAS), чему посвящена следующая глава.

Глава 3. Сетевые хранилища данных

В предыдущей «главе описаны хранилища данных, подключаемые к серверу. Вне зависимости от размещения устройств (внутри сервера или во внешних стойках), только один сервер имеет к ним доступ. В этой главе рассматривается следующее поколение систем хранения данных: хранилища, подключенные к сети (Network Attached Storage – NAS).

Сначала обратимся к истории N AS, после чего рассмотрим стек сетевых протоколов семейства операционных систем Windows Server и архитектуру файловых систем CIFS (Common Internet File System) и NFS (Network File System). Далее вкратце обсуждаются технические аспекты, связанные с необходимостью обслуживания клиентских систем, работающих под управлением различных операционных систем с отличающимися файловыми системами. И в завершение описывается роль Windows в реализации устройств NAS.

3.1 Появление NAS

После появления серверных хранилищ данных по разным причинам возникла необходимость установки нескольких серверов с непосредственно подключенными к ним устройствами хранения данных. Доступ к хранилищам осуществлялся с помощью сетевой файловой системы (обычно в середине 1980-х годов для этого использовалась NFS). Возникновение и развитие архитектуры клиент/сервер, в частности мэйнфреймов и клиентских терминалов, привело к всеобщей реализации данной архитектуры в коммерческих приложениях уровня предприятия.

–

Устройства хранения данных оставались достаточно дорогими, а потребность в объемах хранимых данных постоянно возрастала. Возможность установки большего количества устройств ограничивалась количеством жестких дисков, подключаемых к одному серверу (обычно поддерживалось семь или восемь адресов, причем адаптеру шины также требовался один из адресов; развитие стандарта SCSI привело к отмене этого ограничения). В результате приходилось устанавливать множество однотипных серверов. Наконец, операции ввода-вывода были ограничены пропускной способностью шины ввода- вывода. Только установка большего количества серверов позволяло снизить нагрузку на шину каждого сервера.

Производители воспользовались сложившейся ситуацией и приступили к развитию концепции сетевых хранилищ данных. Как отмечает Том Кларк (Tom Clark) в книге Designing Storage Area Networks, NAS представляет собой скорее маркетинговый, чем технический термин. Устройства NAS разрабатывались как простые в использовании, управлении и развертывании. Кроме того, устройства NAS представлялись в качестве специализированных устройств хранения данных, обеспечивающих оптимальную пропускную способность операций ввода-вывода. Хотя в некоторых случаях это соответствовало истине, т.е. операционные системы NAS были максимально упрощены, чаще всего NAS оказывались обычными, минимально «замаскированными» серверами общего назначения. ДаЖсе терминустройство NAS Указывает на специализированное устройство, а не на обычный сервер, к которому подключено множество устройств хранения данных [5] .

5

Обратите внимание, что локальное хранилище данных, подключенное к устройству NAS, обычно представляет собой устройство типа DAS (см. главу 2).

Устройство NAS включает в себя серверное программное обеспечение, которое работает под управлением определенной операционной системы. Более того, стек программного обеспечения NAS основан на стандартной серверной файловой системе с добавлением стека ввода-вывода, основанного на коде сетевого сервера, стеках сетевого протокола и сетевой файловой системы (рис. 3.1). Последняя предоставляет такие возможности распределенной файловой системы, как кэширование и синхронизация. Три дополнительных элемента на рис. 3.1 обозначены серым цветом.

В целом сетевые особенности устройства NAS показаны на рис. 3.1 слева, а стек локальной файловой системь! и подсистемы хранения – справа. Чтобы упростить изложение, рассмотрим только стек протоколов TCP/IP, хотя иногда применяются другие сетевые протоколы, такие, как UDP/IP или устаревший Netware IPX/SPX.

На рис. 3.1 программное обеспечение сервера NAS отправляет запрос ожидания TCP/IP и ожидает входящего запроса от клиента. После того как клиент отправит запрос, ожидание сервера завершается и начинается сеанс TCP/IP. Как только сеанс TCP/IP будет установлен, клиент может пройти аутентификацию и отправить запрос на открытие, чтение или запись файлов по протоколам CIFS/SMB или NES (эти протоколы рассматриваются далее в главе). Как только программное обеспечение NAS получает запрос на ввод- вывод данных файла, сервер NAS использует локальную файловую систему для выполнения операции ввода-вывода. Результат операции (считанные данные или статус после записи) отправляется клиенту с помощью сетевой файловой системы и стека протоколов сетевого устройства.