Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Служба теневого копирования томов.
Модули записи теневого копирования.
Модули запроса теневого копирования.
Поставщики моментальных снимков.
Служба теневого копирования позволяет создавать целостные копии данных, действительные на определенный момент времени, и имеет ряд особенностей.
Рис. 10.6. Служба теневого копирования томов
Служба теневого копирования томов создана компанией Microsoft и предоставляет API приложениям резервного копирования, позволяющий запросить создание моментального снимка. Служба обеспечивает задержку операций ввода-вывода, обнуление кэшей и приостановку ввода-вывода системы и приложений, что позволяет создать копию тома в определенный момент времени.
Модули записи теневого копирования – это приложения, например Microsoft SQL Server или Microsoft Exchange, имеющие специальный код для интеграции в службу теневого копирования. Желательно, чтобы все приложения, включая базы данных и приложения планирования ресурсов уровня предприятия, предоставляли поставщика записи теневого копирования для интеграции со службой создания моментальных снимков. Компания Microsoft предоставляет такие модули для Active Directory, SQL Server и Microsoft Exchange.
Модули запроса теневого копирования – это приложения резервного копирования или приложения, которые инициируют создание копии тома, например копии данных для тестирования. Одни из этих модулей создаются компанией Microsoft, другие – независимыми разработчиками программного обеспечения. Приложения резервного копирования, которые предоставляются в Windows Server 2003, также являются модулями запроса теневого копирования.
Поставщики моментальных снимков – это компоненты, которые фактически создают моментальный снимок или копию тома. Компания Microsoft предоставляет поставщика, принятого по умолчанию, который создает копию тома с помощью метода копирования при записи. Ожидается, что производители систем хранения будут создавать собственных поставщиков для создания моментальных снимков. Архитектура допускает использование различных схем для создания моментального снимка, включая разбивку зеркала на аппаратном уровне.
Обратите внимание, что инфраструктура, разработанная Microsoft, позволяет создавать только один моментальный снимок. Тем не менее она соответствует требованиям независимых производителей программного обеспечения, так как предоставляет возможность управления несколькими моментальными снимками и позволяет монтировать моментальные снимки только для чтения.
Дополнительная информация о службе теневого копирования томов приведена в главе 5. Набор SDK для службы теневого копирования томов доступен от компании Microsoft при условии подписания соглашения о неразглашении.
10.3.3 Служба виртуального диска
Служба виртуального диска (Virtual Disk Service – VDS) представляет собой интерфейс управления, интегрированный в Windows Server 2003 и предназначенный для предоставления уровня абстракции при виртуализации дисков независимо от ресурса виртуализации.
Перед описанием архитектурных особенностей VDS стоит рассмотреть причины появления этой службы. Основным мотивом была необходимость в предоставлении администратору возможности автоматизированного и ручного управления следующими операциями:
формирование тома хранилища, создание на его основе массива RAID 5 объемом не менее 10 Гбайт;
формирование тома хранилища, увеличение его объема до 10 Гбайт и создания простого тома без возможностей массива RAID.
Другими словами, администратор должен иметь возможность выделять хранилище под моментальные снимки, резервировать снимок и освобождать хранилище, возвращая его в пул свободных хранилищ. Служба виртуального диска предоставляет метод выполнения этих задач независимо от уровня виртуализации и применяемого аппаратного обеспечения, а также различных вариантов подключения устройств хранения.
Рис. 10.7. Служба виртуального диска
На рис. 10.7 показана архитектура службы виртуального диска. Закрашенные прямоугольники представляют компоненты, созданные компанией Microsoft и поставляемые в составе операционной системы. Ожидается, что независимые производители аппаратного обеспечения будут создавать аппаратных поставщиков VDS. Служба виртуального диска предоставляет уровень абстракции, что позволяет создавать приложения управления на основе единого интерфейса, вне зависимости от характеристик аппаратного обеспечения на нижних уровнях. Кроме того, VDS дает возможность не вносить изменения в программное обеспечения управляющих приложений, даже если после выхода приложения будет выпущено новое аппаратное обеспечение. Производители аппаратного обеспечения для хранилищ данных могут быть уверены, что их новые системы будут должным образом инициализированы и получат управление посредством VDS.
Компания Microsoft предоставляет двух поставщиков VDS, которые работают с базовыми и динамическими дисками (базовые и динамические диски рассматриваются в главе 6).
Ожидается, что производители аппаратного обеспечения хранилищ также будут создавать поставщиков VDS. Каждый поставщик – это сервер СОМ, вызываемый VDS. От аппаратных поставщиков ожидается реализация следующих функций:
обнаружение LUN;
создание, уничтожение и другие операции по управлению LUN;
создание объектов СОМ для LUN, контроллеров хранилища, накопителей и даже самих поставщиков;
удаленный доступ, обеспечивающий запуск управляющего приложения на рабочей станции и связь этого приложения со службой виртуального диска, работающей на сервере.
На данный момент интерфейсы, необходимые для создания поставщиков, передаются компанией Microsoft после подписания соглашения о неразглашении. Дополнительная информация о службе виртуального диска приведена в главе 7.
10.3.4 Групповой ввод-вывод
Групповой ввод-вывод необходим для обеспечения надежности серверов под управлением семейства Windows NT. Он был впервые представлен в Windows Server 2003 и доступен в Windows 2000 после установки пакета обновлений SP2 и более поздних версий пакетов обновлений. Компания Microsoft предлагает инструментарий разработки для группового ввода-выво- да производителям компьютеров и независимым поставщикам аппаратного/программного обеспечения, которые могут использовать этот инструментарий для создания собственных систем, предназначенных для конечных пользователей. Ниже приведены характеристики этих систем.
Поддерживаются Windows 2000 и Windows Server 2003.
Достаточно сложная архитектура включает в себя три драйвера от Microsoft и один мини-драйвер, созданный производителем.
Предоставляется возможность сохранения целостности данных, восстановления целостности и балансировки нагрузки. Кроме того, для одной единицы хранения поддерживается до 32 маршрутов.
Архитектура основана на уведомлениях РпР и не требует статического определения конфигураций.
Архитектура совместима с Microsoft Cluster Server.
В функции созданного производителем мини-драйвера (Device Specific Module – DSM) входит следующее:
идентификация различных маршрутов к одной единице хранения;
назначение начального маршрута (с использованием балансировки нагрузки, предпочтительного маршрута или с помощью другого алгоритма);
принятие решения о необходимости повтора ввода-вывода, если возникла ошибка;
принятие решения о выполнении операции сохранения целостности данных, при которой выбирается альтернативный маршрут;
определение условий, при которых следует выполнить операцию восстановления целостности;
выполнение инициализации, сйецифичной для устройства;
обработка команд выборки, например Reserve и Release, а также принятие решения об отправке команд по всем маршрутам или по одному из них.
Групповой ввод-вывод рассматривается в главе 9.
10.3.5 Улучшенное управление
В Windows 2000 ряд инструментов управления используются как в командной строке, так и помощью графического интерфейса. В Windows Server 2003 эта тенденция сохранилась и несколько утилит командной строки позволяют выполнять следующие операции:
управлять возможностями файловой системы, включая дефрагмента- цию;
управлять службой теневого копирования томов;
управлять томами;
управлять службами удаленного хранилища.
Кроме того, в Windows Server 2003 для предоставления информации о производительности и управлении системой активно используется интерфейс WMI. Все больше подсистем операционной системы модифицируются для предоставления информации управляющим приложениям через интерфейс WMI. Примерами таких подсистем являются драйверы Storport, служба теневого копирования томов и распределенная файловая система.
