Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Шрифт:
Файл Mpdev. sys представляет собой замену драйвера класса диска с некоторыми изменениями. Драйвер класса диска MPDEV может обрабатывать только запросы SCSI и не поддерживает функции пакетов IRP. Другими словами, драйвер MPDEV обрабатывает только ограниченное подмножество функций пакетов IRP, самой важной из которых является запрос IRP_MJ_ SCSI. Драйвер MPDEV не поддерживает базовые функции пакетов IRP, например пакеты чтения и записи (IRP_MJ_READ и IRP_MJ_WRITE). Это означает, что приложения пользовательского режима не могут получить доступ непосредственно к стеку физических устройств, так как имеют возможность отправлять только запросы управления вводом-выводом (IOCTL). Конечно, драйверы
Таким образом, драйвер MPDEV может обрабатывать запросы из стека МРЮ (показанные штрих-пунктирной линией на рис. 9.10), так как эти запросы приходят от драйвера класса диска (расположенного над объектом физического устройства, созданного драйвером МРЮ), преобразующего пакеты IRP (пакеты чтения/записи) в блоки команд SCSI. Более того, компания Microsoft создала строгие списки управления доступом для обеспечения безопасности объектов устройств, Принадлежащих драйверу класса MPDEV.
Модуль DSM (Device-Specific Module) проектировался для предоставления важных функций, описанных далее.
Обработка инициализации, относящейся к конкретному устройству.
Предоставление функций, позволяющих выяснить, не являются ли на самом деле два LUN, к которым осуществляется доступ по разным путям, одним LUN. Для этого рекомендуется использовать встроенный идентификатор устройства хранения, а не программную метку носителя. Универсальный модуль DSM, предоставленный Microsoft, выполняет проверку с помощью страницы серийного номера (80h) или страницы идентификации устройства (83h), определенных в наборе команд SCSI. Поставщики устройств не ограничены использованием только этих двух механизмов.
Обработка специальных команд SCSI, в основном связанных с управлением устройствами и опросом их возможностей, например Read_ Capacity, Reserve, Release и Start_Stop_Unit, а также принятием решения об отправке этих команд по всем путям или только по одному.
Принятие решений о маршрутизации запросов ввода-вывода.
ш Обработка ошибок.
Обработка запросов подсистемы РпР и подсистемы управления питанием с помощью библиотечных функций, реализованных Microsoft в драйвере исевдошины группового ввода-вывода.
Обработка запросов управления, которые поступают к драйверу в виде пакетов IRP через интерфейс WMI, который рассматривался в главе 7. При получении такого запроса драйвер псевдошины группового ввода- вывода вызывает соответствующие процедуры DSM. Драйвер псевдошины группового ввода-вывода может самостоятельно находить и вызывать эти процедуры.
Модуль DSM внедряется с помощью инструментария МРЮ, который можно лицензировать у компании Microsoft. Модуль DSM используется в качестве устаревшего (legacy) драйвера, который экспортирует интерфейс для драйвера псевдошины МРIO.
Драйвер псевдошины группового ввода-вывода загружается обычным образом, в качестве элемента Windows NT, как только будет установлен соответствующий программный пакет поставщика устройства.
При инициализации драйвер псевдонимы группового ввода-вывода начинает взаимодействие с драйвером фильтрации MPSPFLTR, который размещен над объектом функционального устройства SCSIPort (см. рис. 9.10), что позволяет создать псевдоустройство для каждого логического устройства, которое подключено к нескольким путям. Для каждого такого псевдоустройства драйвер псевдошины группового ввода-вывода предлагает модулям DSM принять или отвергнуть право владения этим устройством.
Для каждого запроса ввода-вывода драйвер псевдошины группового ввода-вывода обращается к
модулю DSM через определенную процедуру. Модуль DSM имеет доступ к каждому пакету IRP и может инициировать в случае необходимости процедуру завершения пакета IRP. Для запросов управления устройством, например Reserve или Release, модуль DSM может перенаправлять ввод-вывод по всем, маршрутам к устройству. Обычные запросы ввода- вывода модуль DSM перенаправляет по любому из маршрутов ввода-вывода в зависимости от того, какая балансировка нагрузки проводится – динамическая или статическая. Если запрос ввода-вывода завершается ошибкой, драйвер псевдошины группового ввода-вывода в определенной точке входа вызывает модуль DSM, который может попытаться перенаправить ввод-вы- вод по другому маршруту, обеспечивая сохранение целостности данных.Несколько компаний предоставляют системы группового ввода-вывода, которые, как минимум, обеспечивают сохранение, а некоторые даже восстановление целостности данных, а также балансировку нагрузки.
Эти системы довольно успешно работают, однако со временем стали очевидными некоторые их недостатки.
Конфигурация может быть сложной и запутанной, так как системы не полностью интегрированы с подсистемой РпР, поэтому динамический поиск не обеспечивается.
Системы не поддерживают взаимодействия с системами других производителей. Иными словами, если определенный сервер Windows работает с системой от одного првизводителя, на тот же сервер Windows невозможно установить систему других производителей.
Компания ЕМС разработала технологию сохранения целостности данных и балансировки нагрузки для Windows NT. На рис. 9.11 показана соответствующая архитектура.
В отличие от других архитектур, в архитектуре ЕМС драйвер фильтрации размещается между диспетчером томов и драйвером класса порта SCSI- Port или RAID. Для каждого существующего логического тома перечисляется N логических томов, где N – число независимых маршрутов доступа к устройству.
Для каждого устройства, имеющего N независимых маршрутов доступа, Windows NT обнаружит N логических устройств. Если ввод-вывод будет осуществляться через все маршруты одновременно, данные могут быть повреждены. Таким образом, система PowerPath отключает N-1 таких устройств, доступ и управление вводом-выводом для которых будут невозможны. Утилита администрирования с графическим интерфейсом отображает одно активное устройство и N-1 устройств выделены серым цветом, которым отмечаются неактивные устройства. От администратора требуется серьезно продумать конфигурацию, особенно, если необходимо обеспечить безопасность путем ограничениячадаптеров шины, имеющих доступ к устройству. Подобную схему безопасности можно внедрить с помощью системы ЕМС Symmetrix, посредством которой администратор укажет имя WWN адаптеров шины, имеющих доступ к определенным LUN на компьютере с установленной ЕМС Symmetrix.
Администратор имеет возможность указать политику балансировки нагрузки. Ниже приводится описание возможных политик.
Запросы на ввод-вывод распределяются по всем маршрутам по очереди.
Следующий запрос ввода-вывода отправляется по тому маршруту, на котором в очереди размещено меньшее количество запросов.
Следующий запрос ввода-вывода отправляется по тому маршруту, на котором в очереди находится меньше блоков.
Рис. 9.11. Архитектура EMC PowerPath