Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Виртуализация блока также доступна уже длительное время. Примером такой технологии на платформе Windows NT служит драйвер LDM (Logical Disk Manager) или FtDisk, которые предоставляют функции массивов RAID и возможность создания единых томов с объемом, превышающим объем каждого жесткого диска в отдельности.
Виртуализация файлов заключается в добавлении уровня абстракции для параметров и расположения файлов и каталогов. В качестве примера можно указать службу HSM (Hierarchical Storage Management).
Технология виртуализации файловой системы добавляет уровень абстракции, размещенный над несколькими файловыми системами. Пример – распределенная файловая система (DFS) в Windows NT, которая рассматривается в главе 3.
Виртуализация магнитной ленты добавляет уровень абстракции над накопителем магнитной ленты. При отсутствии виртуализации узел обычно получает выделенный накопитель, собственную библиотеку лент и носители. Виртуализация ленты обычно подразумевает эмуляцию накопителя на магнитной ленте, когда ввод-вывод кэшируется на эмулируемый накопитель, а не на жесткий диск. Кэшированные потоки ввода-вывода, как только появляется возможность, записываются на реальную магнитную ленту. Преимущество такого подхода состоит в быстром завершении операций ввода-вывода и сокращении количества необходимых физических накопителей.
7.4 Технология виртуализации хранилища от компании Microsoft
Возможности Windows Server 2003 и сведения о будущих версиях Windows свидетельствуют о тенденции к увеличению количества функций, связанных с хранилищами данных на платформе Windows NT. Виртуализация на уровне тома (FtDisk и LDM) и на уровне файловой системы (HSM и DFS) доступна в Windows NT уже довольно давно. Компания Microsoft продолжает создавать более развитую инфраструктуру управления хранилищами в рамках среды Windows NT. Кроме всего прочего, эта инфраструктура позволит администратору без проблем автоматизировать выполнение рутинных операций.
В качестве примера можно рассмотреть последовательность действий, выполняемых администратором для резервного копирования данных.
Создание тома (может потребоваться управление дисками или массивами RAID).
Обеспечение видимости тома для механизма создания моментальных снимков (может потребоваться перенастройка зонирования).
Создание моментального снимка.
Обеспечение видимости тома с моментальным снимком для сервера резервного копирования.
Резервное копирование.
Освобождение тома и его перемещение обратно в пул свободных ресурсов хранилища.
Основная цель заключается в предоставлении эффективных средств управления на каждом из этапов, перечисленных выше. Для управления может использоваться как интерфейс командной строки (автоматическое выполнение операций), так и графический интерфейс приложения управления. На каждом этапе упор делается на функциональные, а не физические аспекты. Поэтому этап создания тома должен описываться следующим образом: «создать том, размером 50 Гбайт, RAID 5 и т.д.», а не «создать Е: 50 Гбайт». Для достижения этого уровня компания Microsoft предоставляет службу виртуализации диска в составе Windows Server 2003. Служба виртуализации для связной архитектуры будет представлена в следующих версиях Windows.
7.4.1 Служба виртуализации дисков
Эта служба обеспечивает управление хранилищем блоков, которое, в свою очередь, также виртуализировано. При этом конкретный тип виртуализации
Рис. 7.2. Служба виртуального диска
(узловой, аппаратное обеспечение, массив RAID и т.д.) значения не имеет. В частности, служба виртуализации дисков предоставляет следующие возможности:
ш создание номеров LUN по характеристикам;
создание файловых систем;
управление маршрутами.
Как показано на рис. 7.2, служба виртуального диска имеет трехуровневую модель, состоящую из приложений, службы виртуализации дисков и нескольких поставщиков, одни из которых разработаны компанией Microsoft, в то время как другие – независимыми компаниями.
Программные поставщики отвечают за управление томами и реализованы в виде серверов СОМ. Эти поставщики обеспечивают работу функций, указанных в наборе SDK для службы виртуальных дисков, который доступен в Microsoft при условии подписания договора о неразглашении. Функции отвечают за создание объектов СОМ, предоставляющих том, диск и самого поставщика, а также за создание других объектов. Программный поставщик экспортирует информацию о состоянии и работоспособности объектов, которыми он управляет, а также отправляет уведомления. Служба виртуального диска получает все уведомления; затем проводится фильтрация и отправка уведомлений приложениям, которые зарегистрировались для получения соответствующих предупреждений. Служба виртуального диска по мере необходимости (например, при расширении или сокращении размера тома) координирует свои действия с файловой системой.
Аппаратные поставщики отвечают за управление номерами LUN. Как и программные поставщики, они реализованы в виде серверов СОМ, поддерживающих функции, указанные в наборе SDK службы виртуального диска. Аппаратные поставщики обеспечивают работу функций, относящихся к LUN, дискам, маскировке LUN и т.д., а также отправляют уведомления.
Компания Microsoft предоставляет три поставщика, поэтому от производителей RAID-систем требуется создание собственных поставщиков.
Поставщик Storport, который относится к аппаратному обеспечению RAID, подключаемому непосредственно к узлу (это локальное аппаратное обеспечение, а не'аппаратное обеспечение SAN).
Поставщик, который управляет базовыми дисками (см. главу б).
Поставщик, который уцравляет динамическими дисками (см. главу 6).
Служба виртуального диска имеет немаловажное значение для различных приложений управления хранилищем, включая утилиты управления дисками, резервного копирования, зеркального отражения и создания моментальных снимков. Кроме того, Microsoft будет создавать новые приложения управления и утилиты, использующие функции службы виртуального диска. Обратите внимание: Microsoft размещает важные утилиты и инструменты в комплекте Resource Kit, а не в составе самой операционной системы. Примером служит, например, утилита linkd. exe для создания ссылок. Таким образом, читателю стоит тщательно просмотреть утилиты, входящие в набор Resource Kit для Windows Server 2003.
Служба виртуального диска должна запускаться на нескольких серверах Windows NT. Программные поставщики запускаются только на тех серверах, на которых смонтированы соответствующие тома. Приложение управления, которое использует службу виртуального диска, может работать удаленно или на том же компьютере. Служба виртуального диска будет работать в установочной среде OEM (она носит название WinPE или Windows NT Lite). В WinPE компьютер загружается с минимальной конфигурацией Windows NT и устанавливает Windows NT в другой конфигурации на этот же компьютер или выполняет последовательность тестов. Минимальная конфигурация может включать в себя службу виртуального диска и поставщика базовых дисков.
7.4.2 Служба виртуализации для связной архитектуры
Эта служба играет важную роль в автоматизации управления хранилищем. В частности, служба виртуализации связной архитектуры предоставляет программный или интерактивный доступ (с помощью командной строки или с помощью графического интерфейса) к управлению соединениями между хранилищами.
Рис. 7.3. Служба виртуализации связной архитектуры
Обратите внимание: служба виртуализации связной архитектуры не внедрена в Windows Server 2003 по умолчанию. По сути, эта служба может вообще не предоставляться в составе операционной системы. Слишком мало дополнительной информации, разрешенной к разглашению, предоставлено по этому вопросу. Кроме того, интересно заметить, что многие производители, включая одного известного производителя коммутаторов, объявили о принятии модели CIM, разработанной рабочей группой DTMF и ассоциацией SNIA. Можно сделать логический вывод, что API управления коммутаторами, предоставленные производителем, будут не так важны, как методы и объекты, предоставленные с помощью CIM. Что из этого получится и как будет развиваться служба виртуализации связной архитектуры, может сказать только время (и, возможно, одна из следующих редакций этой книги).
На рис. 7.3 показана приблизительная попытка определения службы вир* туализации связной архитектуры. Служба виртуализации предоставляет API для приложений управления и получает информацию о связной архитектуре от поставщика WMI.
7.5 Программные интерфейсы приложений для адаптеров шины
В сетях хранения данных адаптеры шины обеспечивают физическое подключение между сервером и другими элементами сети хранения, включая
