Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

В Windows ХР тесты производительности ввода-вывода показали, что скорость обмена данными с дисками SCSI намного ниже аналогичных показателей в Windows 2000. И это связано с очень интересной проблемой.

Операционная система и производители жестких дисков поддерживают функции кэширования для повышения производительности и пропускной способности подсистемы ввода-вывода. В Windows NT существует диспетчер кэша, который предоставляет эти функции всем файловыми системам. Кроме того, некоторые жесткие диски также обеспечены быстродействующей кэш-памятью. Хотя кэширование и позволяет повысить быстродействие, данные записываются в кэш, а не на носитель. Если данные не будут вовремя перенесены из кэша на носитель, они могут быть потеряны. Чтобы предоставить приложениям возможность управлять кэшем, Windows NT поддерживает описанные ниже операции.

Приложение может указать параметр FILE_FLAG_WRITE_THROUGHпри вызове функции CreateFile;это говорит о запрете завершения операции записи до записи данных на диск. От драйверов Windows NT ожидается передача этой функции устройствам хранения с помощью флага SCSI Force Unit Access(FUA). С помощью флага FUA, определенного в стандартах SCSI, кэширование отключается для отдельных операций ввода-вывода.

Приложение может указать параметр FILE_FLAG_N0_BUFFERINGпри вызове функции CreateFile,что указывает на запрет кэширования на уровне файловой системы.

■ Приложение может использовать функцию FlushFileBuf f ers для сброса всех данных открытого дескриптора файла из системного кэша и отправки жесткому диску сигнала о необходимости обнуления собственного кэша. Обратите внимание: вопреки названию функции, сбрасываются все данные, находящиеся в кэше жесткого диска.

Проблема заключается в том, что операционная система некорректно обрабатывала запросы приложений на отказ от кэширования и Windows Server 2003 стала первой системой семейства Windows, которая полноценно работает с запросами сквозной записи. Это означает, что показатели производительности Windows NT 4.0 и Windows 2000 были искусственно завышены. Кроме того, некоторые администраторы применяли утилиту настройки от производителя хранилища данных, которая позволяла отключать кэш накопителя. Но в этом случае существуют и другие сложности, описанные далее.

В Windows ХР ошибка исправлена для базовых, но не для динамических дисков. Таким образом, некоторое время складывалось впечатление, что компания Microsoft не спешила в полной мере поддерживать динамические диски. Концепция базовых и динамических дисков, описывающая запись на диск информации о логической структуре диска, рассматривается в главе 6.

В некоторых книгах издательства Microsoft Press авторам приложений некорректно рекомендовалось использовать флаг FILE_FLAG_WRITE_ THROUGHфункции CreateFileв тех случаях, когда требовалась более высокая производительность. Компания Microsoft пообещала исправить собственные приложения, утилиты и инструменты, удалив флаг FILE_ FLAG_WRITE_THR0UGHдля достижения максимальной эффективности. Кроме того, предполагалось создать уровень совместимости приложений, позволяющий должным образом работать тем приложениям, которые еще не были модифицированы для удаления параметра FILE_FLAG_ WRITE. THROUGH.

Для повышения надежности Windows Server 2003 использован механизм восстановления после критических отказов в работе. В частности, сервер может быть восстановлен после отказа в работе диска в одно действие, которое приведет к восстановлению всей информации операционной системы и системных данных. Автоматическое восстановление системы основано на службе теневого копирования томов и требует наличия дисковода для гибких дисков.

Впервые распределенная файловая система стала доступна в Windows NT 4.0 и была заметно модифицирована в Windows 2000. В Windows Server 2003 она также была несколько усовершенствована.

Реализована поддержка распределенной файловой системой нескольких корней. Это означает, что компания может объединить различные ресурсы в общее пространство имен, при этом сохраняя несколько пространств имен для обеспечения безопасности и упрощения администрирования. Эта возможность будет особенно востребована в больших корпорациях, организационная структура которых состоит из нескольких подразделений (например, компания – разработчик программного обеспечения может поставлять как обычные клиентские программы, так и системы для обеспечения безопасности). Кроме того, новые возможности DFS понадобятся после приобретёния компании другой корпорацией, причем после слияния предполагается раздельное администрирование корпоративных ресурсов двух компаний.

Улучшена репликация файлов.

Улучшена балансировка нагрузки.

Пользователи могут выбирать серверы, которые физически расположены ближе, что позволяет повысить производительность.

Серверы и клиенты под управлением Windows 2000 предоставляли различные способы подключений, в том числе поддержку систем CIFS, NFS, NetWare и Macintosh. В Windows Server 2003 добавлен клиент WebDAV (Web Distributed Authoring and Versioning). Это стандартный протокол, который позволяет использовать HTTP в качестве основного транспортного механизма. Например, пользователь, получающий файл Excel с сервера, может не подозревать об использовании протокола CIFS, но для этой же цели можно применять и протокол WebDAV.

В Windows Server 2003, как и в Windows ХР, создателям драйверов предоставляется расширенный инструментарий. Кроме того, ужесточена процедура тестирования и проверки на соответствие стандартам Windows, что сделало драйверы более надежными. Создатели драйверов не только получают расширенный инструментарий и дополнительную информацию, но и доступ к обратной связи, что позволяет отлаживать существующие драйверы и создавать новые версии.

Ассоциация SNIA определила API на языке С, который позволяет приложениям управления хранилищем администрировать адаптеры шины Fibre Channel. Этот интерфейс поддерживает запрос и назначение параметров конфигурации адаптера шины, а также измерение параметров производительности адаптера.

Хотя Microsoft и члены ассоциации SNIA поддерживают одинаковый API адаптера шины, используемые подходы несколько различаются. Архитектура, предложенная SNIA (рис. 10.8), включает три обязательных компонента.

Рис. 10.8. Программный интерфейс адаптера шины от ассоциации SNIA