Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Шрифт:
По сравнению со схемой «IP поверх Ethernet», протокол FCIP имеет определенные преимущества. В то время как пакеты Ethernet обычно содержат около 1500 байт данных, кадры FCIP содержат около 2000 байт данных. Однако если рассмотреть реализацию кадров Ethernet в технологии Gigabit Ethernet, по;1держивающей кадры размером 8 Кбайт и более, это преимущество сходит на нет.
Проблема протокола FCIP состоит в необходимости поддержки двух сетей. Ожидается, что FCIP будет применяться в качестве средства расширения пропускной способности каналов или удаленного зеркального отражения данных на существующее устройство, а не в роли «нового» протокола, внедряемого на уровне узлов.
Межшлюзовой протокол iFCP (Internet Fibre Channel Protocol) позволяет двум сетям на базе Fibre Channel взаимодействовать друг с другом через промежу точную сеть на основе TCP/IP. Компоненты связной архитектуры Fibre Channel заменяются коммутацией TCP/IP и элементами маршрутизации. В то время как FCIP нацелен на соединение сетей хранения данных, протокол iFCP больше предназначен для подключения отдельных устройств Fibre Channel к сетям на базе протокола IP.
Межшлюзовому протоколу iFCP требуется два устройства-шлюза для предоставления связи остальным устройствам в SAN на основе Fibre Channel. 11а рис. 8.8 приведена типичная схема применения iFCP.
Два шлюза iFCP устанавливаются как пограничные устройства сети IP. К шлюзам могут быть подключены такие устройства Fibre Channel, как жест- кис диски, накопители на магнитной ленте или серверы. Как показано на рис. 8.8. два шлюза устанавливают соединение IP. которое используется для передачи данных сеансов между устройствами. Таким образом, iFCP работает на уровне соединений между устройствами, a FCIP больше похож на мост Ethernet, передающий все пакеты меж;1у двумя «островами» SAN.
Протокол iFCP поддерживает протокол FCP (Fibre Channel Protocol) стандарт для передачи команд и ответов SCSI по последовательной линии
Рис. 8.8. Схема использования iFCP
связи. Как показано на рис. 8.7, стек протокола iFCP заменяет уровень FC-2 (транспортный уровень стека Fibre Channel, который рассматривается в главе 4) транспортным уровнем протокола TCP, однако уровень FC-4 остается неизменным. Данные передаваемых сообщений и маршрутизации iFCP не выходят за границу шлюзов, т.е. несмотря на наличие соединения между устройствами, сети хранения данных на базе Fibre Channel остаются изолированными. Эта ситуация напоминает блокирование широковещательных кадров на маршрутизаторе. Протокол iFCP предоставляет связь только портам типа F (дополнительная информация о типах портов Fibre Channel и их возможностях приводится в главе 4), а также создает несколько сеансов связи TCP/IP между устройствами Fibre Channel.
Сравнивая стеки протоколов FCIP и iFCP (см. рис. 8.7), можно заметить, что FCIP реализует все уровни протокола Fibre Channel, a iFCP – только уровень 4. Таким образом, протокол FCIP ориентирован на технологию Fibre Channel.
Протокол iFCP «полагается» на TCP/IP для обеспечения надежной доставки данных. Это означает, что сеть IP на более низких уровнях может не предоставлять надежной доставки. Спецификация протокола iFCP допускает повышенные задержки в работе сети, что помогает работать в сетях с низкой надежностью и небольшими задержками, которые выглядят, как сети с большими задержками и высокой надежностью. Это реализуется за счет механизма надежной последовательной доставки пакетов протокола TCP. Так как iFCP задействует несколько соединений TCP/IP, он более эффективен и устойчив к заторам в сети по сравнению с использованием одного соединения TCP/IP для передачи всех данных между устройствами.
Устройства шлюзов iFCP предоставляют возможности регистрации устройств хранения на сервере имен iSNS (дополнительная информация приводится в следующем разделе).
Служба iSNS (Internet Storage Name Service) предоставляет методы регистрации и обнаружения устройств хранения. Поддержка протокола iSNS может быть реализована на серверах и устройствах хранения. Служба iSNS предоставляет единую модель, которая может применяться к устройствам SCSI и Fibre Channel. Устройства Fibre Channel регистрируются службой iSNS с помощью шлюза iFCP, в то время как устройства iSCSI регистрируются самой службой iSNS. Инициаторы обнаруживают серверы iSNS одним из двух способов.
С помощью статической информации.
С помощью протокола SLP (Service Location Protocol).
Служба iSNS предоставляет функции зонирования благодаря концепции доменов обнаружения, что позволяет администратору указывать группы устройств. Когда член группы запрашивает сервер iSNS, в ответном сообщении указываются устройства только из той же группы. Кроме того,. серверы iSNS предоставляет услуги уведомления, например когда к сети подключается новое целевое устройство.
Серверы iSNS играют важную роль в обеспечении безопасности хранилищ. Домены обнаружения помогают усилить политику безопасности. Другими словами, серверы iSNS хранят и навязывают политику управления доступом (в которой описано, какие инициаторы могут получать доступ к определенным устройствам). Кроме того, серверы iSNS играют определенную роль в обеспечении регистрации устройства с помощью сертификата с открытым ключом, после чего сервер может предоставлять полученную информацию о сертификате другим устройствам.
Компания Microsoft активно занимается продвижением протокола iSNS, однако еще не сообщила о планах выпуска сервера iSNS, клиента iSNS или обоих продуктов iSNS.
С развитием технологии IP Storage необходимость эффективной реализации протокола TCP/IP стала еще более актуальной. Анализ показал, что обработка пакетов TCP/IP и даже подсчет их контрольных сумм может существенно загрузить центральный процессор. Кроме того, данные копируются неоднократно, что еще больше увеличивает накладные расходы по их обработке.
Например, протокол TCP должен поддерживать последовательную доставку (которая не предоставляется IP), поэтому пакеты, пришедшие раньше своей очереди, должны быть помещены на временное хранение. Это означает, что данные копируются во временный буфер и позднее копируются из него в пользовательский буфер. Требования к аппаратному обеспечению только в случае поддержки последовательной доставки могут быть весьма существенными. Линия связи WAN со скоростью передачи 1 Гбит/с может потребовать 16 Мбайт оперативной памяти для хранения пакетов, пришедших раньше своей очереди, и для восстановления последовательности пакетов. При быстродействии 10 Гбит/с необходимый объем возрастает до 125 Мбайт. Другими словами, необходимо сократить количество копирований данных в буфер, что можно сделать с помощью более эффективного программного или аппаратного обеспечения.
Технологии оптимизации TCP, разработанные в последнее время, рассчитаны на более активное применение аппаратных компонентов сетевого адаптера. С увеличением потребности в быстродействии TCP/IP (особенно учитывая развитие технологии IP Storage) оптимизация TCP стала крайне важной. Далее вкратце описаны некоторою из предлагаемых технологий.
Перемещение всего стека протокола TCP/IP на уровень аппаратного обеспечения. Хотя в аспекте производительности это наилучший вариант, он наиболее амбициозен, поскольку требует решения некоторых сложных проблем, например координации различных стеков протокола TCP/IP,. работающих на двух сетевых адаптерах одного сервера под управлением Windows NT..