Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Рис. 8.4. Архитектура iSCSI
Рассмотрим, каковы планы компании Microsoft относительно протокола iSCSI.
Основное внимание уделяется реализации протокола iSCSI на платформе Windows Server 2003, однако рассматривается и поддержка протокола iSCSI в Windows 2000. Только объявление о выпуске финальной версии продукта можно считать достоверным источником информации о доступности этого продукта на рынке.
Основное внимание уделяется реализации протокола iSCSI на платформе Windows Server 2003. Тем не менее код поддержки iSCSI для Windows 2000 и Windows ХР также был предложен компанией Microsoft через несколько месяцев после предоставления кода поддержки iSCSI в Windows Server 2003.
Компания Microsoft предоставила код клиента и сервера службы iSNS.
В качестве механизма защиты данных и обеспечения безопасности Microsoft предполагает использование протокола IPSec.
Основное внимание уделяется реализации инициатора iSCSI, и на данный момент нет конкретных планов по реализации функциональности точки назначения iSCSI на платформе Windows NT.
Взаимодействие между библиотекой обнаружения и инициатором iSCSI будет вестись через интерфейс WMI. Библиотека обнаружения может быть преобразована в службу (точные сведения на этот счет отсутствуют).
Основная особенность поддержки iSCSI в Windows NT состоит в разделении процессов обнаружения и доступа устройств. Приложение управления инициирует доступ через динамическую библиотеку обнаружения, которая, в свою очередь, связывается с драйвером мини-порта (через интерфейс WMI). Драйвер мини-порта передает событие BusChangeDetected (описано в Windows NT SDK), запуская процедуру перечисления устройств. С этого момента перечисление устройств проводится обычным образом; например, обнаруженному устройству будет отправлена команда Report LUNs.
Настоятельно рекомендуется использовать протокол IPSec для обеспечения безопасности.
Для создания отчетов и управления ими рекомендуется применять интерфейс WMI. Ожидается, что некоторые классы WMI будут обяза
тельны для реализации, в то время как другие классы – лишь рекомендованы. Точные данные доступны только при подписании соглашения с компанией Microsoft[19].
Несмотря на то что большая часть информации, представленной в этой главе, основана на предположениях, всеобщее распространение протокола iSCSI возможно только при наличии соответствующей поддержки со стороны операционной системы. Это означает, что читателю следует ознакомиться с текущими планами производителя операционной системы.
8.1.4 Протокол FCIP
Протокол FCIP (Fibre Channel over IP) предоставляет возможность сохранения существующих инвестиций в оборудование и позволяет объединить географически удаленные сети хранения данных по протоколу туннелирова- ния на основе стека TCP/IP. В спецификации IETF FCIP описаны следующие особенности этого протокола.
Инкапсуляция кадров Fibre Channel, передающихся с помощью TCP/IP, включая инкапсуляцию, необходимую для создания виртуальной линии связи Fibre Channel, которая используется для подключения устройств Fibre Channel к элементам связной архитектуры.
Спецификация среды TCP/IP, включая безопасность, управление сетевыми «заторами» и восстановление после ошибок. Протокол FCIP требует от Fibre Channel и TCP совместного вклада в обработку ошибок и восстановление после сбоев.
На рис. 8.5 приведена схема инкапсуляции FCIP.
Рис. 8.5. Инкапсуляция FCIP
Полезной нагрузкой в данном случае являются данные SCSI. Они инкапсулируются в пакетах FCP (Fibre Channel Protocol), которые, в свою очередь, инкапсулируются в пакеты протокола FCIP. Протокол TCP обрабатывает пакеты FCIP как собственную полезную нагрузку. При использовании такой инкапсуляции протокол IP не «подозревает» о связи данных с Fibre Channel, а протоколу Fibre Channel точно также «неизвестно» о наличии протокола IP.
Протоколы инкапсуляции обычно характеризуются наличием определенных накладных расходов, возникающих при перемещении данных между уровнями. Протокол FCIP не стал исключением из правила. Для сети на базе IP (рис. 8.6) шлюзы FCIP обрабатываются в качестве устройств IP; однако для сети Fibre Channel шлюзы FCIP воспринимаются в качестве устройств именно Fibre Channel. Инкапсуляция Fibre Channel без дополнительных преобразований возможна только при передаче данных между двумя шлюзами FCIP.
Рис. 8.6. Протокол FCIP, обеспечивающий взаимодействие двух сетей хранения данных
На рис. 8.6 показано, как для объединения двух изолированных «островов» SAN применяется FCIP. При этом в SAN точно так же используется технология Fibre Channel, и вся адресация, маршрутизация и другие операции SAN выполняются обычным образом, т.е. как в обычной сети на основе технологии Fibre Channel. Протокол FCIP полагается на TCP/IP в вопросах маршрутизации и управления, включая управление сетевыми «заторами». Кроме того, FCIP использует возможности TCP/IP и Fibre Channel для восстановления данных, а также преобразует адреса Fibre Channel в адреса IP. Протокол FCIP используется для установки связи между портами типа Е. (Различные типы портов Fibre Channel рассматриваются в главе 4.)
Обычное приложение FCIP поддерживает:
удаленное резервное копирование и восстановление данных;
удаленное резервное копирование в качестве элемента системы по восстановлению данных после крупномасштабных катастроф;
синхронное зеркальное отражение и совместное использование данных между географически распределенными SAN (при достаточной пропускной способности сети между двумя шлюзами FCIP, т.е. выделенной линии между двумя шлюзами), включая совместное использование пула устройств хранения.
Протокол FCIP не требует внесения изменений в сеть на основе технологии Fibre Channel. На рис. 8.7 показаны стеки протоколов FCIP и iFCP (про-
Рис. 8.7. Сравнение стеков протоколов FCIP и iFCP
токол iFCP рассматривается в разделе 8.1.5). Обратите внимание на функциональные уровни Fibre Channel, включая FC-4 и более низкие уровни Fibre Channel, остающиеся неизменными при использовании FCIP. По сравнению с типичной иерархией файловой системы, управления томами, уровнями класса и порта, описанными в главе 1, уровень команд SCSI в этой модели присутствует на уровне драйвера порта. Таким образом, уровень FC-4 и более низкие уровни, показанные на рис. 8.7, должны быть реализованы в аппаратном обеспечении ниже уровня драйвера гюрга Windows XT. Обычно от аппаратного обеспечения требуется поддержка работы драйвера порта. В данном случае стек TCP/IP также часто реализуется в виде программного обеспечения.
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.
8.1.5 Протокол iFCP
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.
