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

Программные массивы RAID вообще не могут быть использованы или требуют сложной схемы реализации. Применению программных массивов RAID соответствует два уровня связывания. На первом уровне файловая система соотносит ввод-вывод с уровнем тома или раздела. На следующем уровне компонент программного массива RAID (диспетчер логических дисков в Windows 2000) соотносит ввод-вывод на уровне тома с вводом-выводом на уровне блоков физических дисков. Более того, для предотвращения повреждения данных необходимы методы, задействующие два уровня блокировки сетей хранения данных. Первая блокировка выполняется на уровне файловой системы, что обеспечивает сериализацию между различными системами под управлением Windows, пытающимися записывать совмещающиеся данные в один и тот же файл. Кроме того, поскольку компоненты программного массива RAID попытаются обновить данные о четности файла, диспетчер логических дисков или его аналоги, работающие на разных компьютерах, должны обеспечить механизм взаимоисключающей блокировки сети хранения данных.

Разные клиенты могут использовать различные операционные и файловые системы. Это сложная проблема сама по себе, которую различные поставщики, включая поставщиков NAS, решают с разной степенью успешности. Кроме того, эта проблема включает ряд дополнительных сложностей.

Обеспечение взаимодействия между разными способами отслеживания разрешений для учетных записей пользователей и групп, которые применяются в различных операционных системах.

Обработка семантических различий между открытием и блокировкой файла в операционных и файловых системах.

Обработка различий в соглашениях по именованию. Разные файловые системы поддерживают имена неодинаковой максимальной длины, по-разному обрабатывают регистр в именах файлов и поддерживают различные доступные символы в именах файлов.

Файловые системы поддерживают разные временные метки. Операционная система Windows NT поддерживает три временные метки для одного файла. Файловые системы UNIX обычно поддерживают только две временные метки. Даже если количество временных меток совпадает, единицы измерения времени могут различаться.

Файловые системы в гетерогенных системах могут иметь различные размеры; например, существуют 32- и 64-разрядные файловые системы. Все структуры требуют обеспечения корректного взаимодействия. В практической реализации структуры данных приходится преобразовывать в обоих направлениях, не забывая о необходимости дополнения до размерности в 4, 8, 16, 32 и 64 бит.

На исключительно высоком уровне файловые системы сетей хранения данных могут проектироваться двумя способами.

Симметричный подход, при котором каждый узел в сети хранения данных равен другим узлам и механизм синхронизации распределен по всем узлам. На данный момент симметричные файловые системы для платформы Windows недоступны в продаже.

Асимметричный подход, при котором определенный узел выступает в роли сервера метаданных и центральной точки синхронизации. Сервер метаданных отвечает за управление всеми метаданными файловой системы (например, данные о выделении дисковых кластеров). Другие серверы с файловой системой SAN обращаются к этому серверу для получения метаданных, например информации о выделении дисковых кластеров, а также идентификатора диска, идентификатора LUN и т.д. После получения метаданных серверы могут выполнять ввод-вы- вод непосредственно по сети хранения данных. Некоторые поставщики, например ADIC и ЕМС, предоставляют коммерческие продукты для платформы Windows NT, основанные на асимметричной технологии.

Рис. 6.16. Файловая система SAN с сервером метаданных

Асимметричный подход к проектированию файловой системы SAN продемонстрирован на рис. 6.16.

Клиент подключается к серверу и запрашивает данные с помощью одного из протоколов, например CIFS (см. главу 3).

Сервер обращается к серверу метаданных и получает информацию об устройстве хранения, на котором находится необходимый файл, включая информацию о конкретном блоке диска, в котором расположен файл.

Затем сервер может выполнять непосредственный ввод-вывод, используя информацию, полученную от сервера метаданных.

6.6.3 Коммерчески доступные файловые системы SAN

Некоторые поставщики реализовали файловые системы SAN для платформы Windows NT на базе асимметричной технологии. В качестве примеров можно привести линию продуктов Celerra HighRoad от компании ЕМС, продукт SANergy от компании Tivoli и продукт StorNext (ранее известный как CentraVision) от компании ADIC. Все эти системы используют сервер Windows для реализации сервера метаданных и поддержки доступа к серверу метаданных со стороны вторичных серверов Windows. Некоторые системы поддерживают изолированный сервер метаданных, а некоторые – нет. Кроме того, ряд систем поддерживают другие серверы (например, Novell, UNIX или Solaris), которые могут получать доступ к серверу метаданных.

Рис. 6.17. Стек ввода-вывода файловой системы SAN в Windows NT

Рассмотрим более подробно реализацию описанных функций в контексте стека ввода-вывода Windows NT.