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

Для каждого запроса ввода-вывода драйвер псевдошины группового ввода-вывода обращается к модулю DSM через определенную процедуру. Модуль DSM имеет доступ к каждому пакету IRP и может инициировать в случае необходимости процедуру завершения пакета IRP. Для запросов управления устройством, например Reserve или Release, модуль DSM может перенаправлять ввод-вывод по всем, маршрутам к устройству. Обычные запросы ввода- вывода модуль DSM перенаправляет по любому из маршрутов ввода-вывода в зависимости от того, какая балансировка нагрузки проводится – динамическая или статическая. Если запрос ввода-вывода завершается ошибкой, драйвер псевдошины группового ввода-вывода в определенной точке входа вызывает модуль DSM, который может попытаться перенаправить ввод-вы- вод по другому маршруту, обеспечивая сохранение целостности данных.

Несколько компаний предоставляют системы группового ввода-вывода, которые, как минимум, обеспечивают сохранение, а некоторые даже восстановление целостности данных, а также балансировку нагрузки.

Эти системы довольно успешно работают, однако со временем стали очевидными некоторые их недостатки.

Конфигурация может быть сложной и запутанной, так как системы не полностью интегрированы с подсистемой РпР, поэтому динамический поиск не обеспечивается.

Системы не поддерживают взаимодействия с системами других производителей. Иными словами, если определенный сервер Windows работает с системой от одного првизводителя, на тот же сервер Windows невозможно установить систему других производителей.

Компания ЕМС разработала технологию сохранения целостности данных и балансировки нагрузки для Windows NT. На рис. 9.11 показана соответствующая архитектура.

В отличие от других архитектур, в архитектуре ЕМС драйвер фильтрации размещается между диспетчером томов и драйвером класса порта SCSI- Port или RAID. Для каждого существующего логического тома перечисляется N логических томов, где N – число независимых маршрутов доступа к устройству.

Для каждого устройства, имеющего N независимых маршрутов доступа, Windows NT обнаружит N логических устройств. Если ввод-вывод будет осуществляться через все маршруты одновременно, данные могут быть повреждены. Таким образом, система PowerPath отключает N-1 таких устройств, доступ и управление вводом-выводом для которых будут невозможны. Утилита администрирования с графическим интерфейсом отображает одно активное устройство и N-1 устройств выделены серым цветом, которым отмечаются неактивные устройства. От администратора требуется серьезно продумать конфигурацию, особенно, если необходимо обеспечить безопасность путем ограничениячадаптеров шины, имеющих доступ к устройству. Подобную схему безопасности можно внедрить с помощью системы ЕМС Symmetrix, посредством которой администратор укажет имя WWN адаптеров шины, имеющих доступ к определенным LUN на компьютере с установленной ЕМС Symmetrix.

Администратор имеет возможность указать политику балансировки нагрузки. Ниже приводится описание возможных политик.

Запросы на ввод-вывод распределяются по всем маршрутам по очереди.

Следующий запрос ввода-вывода отправляется по тому маршруту, на котором в очереди размещено меньшее количество запросов.

Следующий запрос ввода-вывода отправляется по тому маршруту, на котором в очереди находится меньше блоков.

Рис. 9.11. Архитектура EMC PowerPath

■ Используется режим оптимизации EMC Symmetrix, при котором следующий запрос ввода-вывода отправляется по маршруту с наименьшим ожидаемым временем завершения.

Компания HP (Compaq) предлагает систему группового ввода-вывода SecurePath для Windows NT, которая поддерживает сохранение целостности данных и балансировку нагрузки. Реализации этой системы-для Windows NT 4.0 и Windows 2000 несколько различаются.

На рис. 9.12 показана архитектура HP (Compaq) SecurePath для Windows 2000. Архитектура включает в себя драйвер фильтрации блочного устройства хранения, который расположен над драйвером порта (SCSIPort или Storport) и под драйвером класса диска. Служба пользовательского режима и приложения пользовательского режима формируют оставшиеся фрагменты головоломки, которые принимают участие в администрировании и отправке уведомлений.

Рис. 9.12. Архитектура HP (Compaq) SecurePath для Windows 2000

В Windows NT 4.0 технология HP (Compaq) SecurePath требует использования драйвера класса диска, который создан компанией HP и называется HSZDisk (рис. 9.13). Кроме того, предоставляется и драйвер фильтрации.

В Windows 2000 сохранение целостности и балансировка нагрузки обеспечиваются драйвером фильтрации Raidisk от компании HP. В Windows 2000 драйвер класса диска, предоставленный компанией Microsoft, не заменяется другими драйверами. Драйвер Raidisk обеспечивает:

сохранение целостности данных;

балансировку нагрузки (для некластерного системного окружения);

восстановление целостности после исправления отказавшей системы;

проверку маршрута к томам хранилищ.

Служба пользовательского режима SecurePath для Windows NT предоставляет возможности по администрированию и взаимодействует с драйвером фильтрации SecurePath с помощью закрытых кодов управления вводом- выводом (IOCTL).

Рис. 9.13. Архитектура HP (Compaq) SecurePath для Windows NT 4.0

Эта технология обеспечивает динамическую балансировку нагрузки и автоматическое сохранение целостности данных ввода-вывода для Windows NT. Как показано на рис. 9.14, компания HP реализовала систему AutoPath с помощью драйвера фильтрации, размещенного между драйвером класса диска и драйвером порта.

Балансировка нагрузки AutoPath выполняется в соответствии с политикой, установленной администратором. Возможные политики перечислены ниже.

Круговой доступ (round-robin), в котором данные ввода-вывода распределяются по всем маршрутам.

Отсутствие балансировки нагрузки; при этом данные ввода-вывода для определенного устройства хранения статически отправляются по выбранному администратором маршруту.

Данные ввода-вывода отправляются на маршрут, который имеет самую короткую очередь ожидающих запросов.