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

Маршрутизатор MPR предназначен для приложений, не использующих пути UNC, например для приложений, применяющих WinlNet API (термин WinlNet расшифровывается, как Windows Internet). Это программный интерфейс приложений, который предоставляет дополнительный уровень абстракции для программ, использующих стандартные протоколы Internet – HTTP, FTP и Gopher.

Маршрутизатор MPR представляет собой динамически подключаемую библиотеку с удобным интерфейсом от компании Microsoft. Интерфейс этой библиотеки используется поставщиками устройств для создания мини-пере- направителей, причем библиотека устанавливается при установке перенапра- вителя.

Мини-перенаправитель CIFS в Windows 2000 поддерживает функцию клиентского кэширования, которая позволяет кэшировать файлы локально на компьютере клиента. Кэшироваться могут как файлы документов (например, файлы Microsoft Word или Excel), так и выполняемые файлы (например, файлы приложений из пакета Microsoft Office). Кэширование инициируется одним из двух способов.

Пользователь явно запрашивает кэширование.

Мини-перенаправитель инициирует кэширование при открытии файла.

Кэширование на стороне клиента обеспечивает достаточную производительность и масштабируемость системы. Клиент может продолжать работу даже после отключения от сервера (например, при отказе в работе сервера или при нарушении работы сети). Нагрузка на сервер снижается, и один сервер может обслуживать большее количество клиентов. Клиентские приложения работают быстрее, так как получение файла с локального диска осуществляется быстрее, чем по сети.

Кэширование возможно не для всех файлов – только для тех файлов общего ресурса, которые явно отмечены (администратором сервера) как разрешенные для кэширования. Эта информация передается мини-перенаправи- телю CIFS в ответном пакете SMB (Server Message Block). При этом протокол SMB модифицирован для доставки клиенту информации о возможности кэширования файлов, а также о типе кэширования, выполняемого клиентом. Допускается три типа кэширования.

Общие ресурсы, в которых разрешено кэширование только документов.

Общие ресурсы, в которых разрешено кэширование только программ.

Общие ресурсы, в которых кэширование запрещено.

На данный момент только клиенты CIFS от компании Microsoft поддерживают клиентское кэширование. Клиентские приложения других производителей также кэшируют файлы, но только при наличии активного подключения к серверу и только файлы, открытые клиентом на сервере. Клиентское кэширование, реализованное в Windows, позволяет кэшировать файлы даже при отключении от сервера. Кроме того, поддерживается кэширование ранее открытых файлов, которые закрыты в текущий момент. Кэшированные файлы остаются доступными для клиента, даже если он отключен от сервера.

Технология клиентского кэширования в Windows 2000 проектировалась для предоставления соответствующих функций приложениям Windows, для которых кэширование происходит совершенно незаметно. Хотя кэширование должно быть незаметным и для пользователей, им все же придется вмешиваться в процесс синхронизации данных и обработки ошибок при клиентском кэшировании. Другими словами, если несколько клиентов вносят конфликтующие между собой изменения в один документ в собственных кэшах, пользователю выдается сообщение о программном конфликте, причем решить проблему пользователь должен самостоятельно.

Можно выделить ряд компонентов, которые совместно предоставляют клиентам необходимые функции.

Мини-перенаправитель CIFS.

Программный интерфейс приложений, который предоставляется мини- перенаправителем CIFS и связанными с ним компонентами пользовательского режима. Этот интерфейс позволяет приложениям использовать предоставляемые возможности и управлять ими.

Компоненты пользовательского режима, которые получают данные с сервера и записывают их в локальный кэшированный файл.

Локальная база данных, которая отслеживает данные, кэшированные локально, и их текущее состояние. В этой базе данных создаются записи для каждого общего ресурса, к которому подключается клиент, (ресурс должен быть отмечен, как допускающий кэширование) и для каждого поддерживающего кэширование файла, который открывается клиентом. Кроме того, записи создаются для всех каталогов, которые размещены между файлом и корнем общего ресурса. Для каждой записи, созданной в базе данных, параметры безопасности пользователя и гостевого пользователя клиентской системы копируются с сервера CIFS. База данных работает в качестве файловой системы для файлов, кэшированных на локальном компьютере.

При первом кэшировании файл программы отмечается как разреженный и локальная копия постепенно заполняется данными параллельно с тем, как приложение запрашивает их с сервера. При кэшировании файл документа •также отмечается в виде разреженного. Все команды записи передаются сначала документу удаленной системы, после чего записываются в локальной кэшированной копии. Программа-агент, работающая в пользовательском режиме, постепенно копирует данные с удаленного общего ресурса в локальную кэшированную версию документа. После полного копирования файла флаг разреженности снимается и файл может использоваться вместо копии, хранящейся на сервере.

Если несколько клиентов кэшируют документы и редактируют их в автономном режиме, возникает необходимость в поддержке последовательности (когерентности) данных между различными клиентами. Одно из простых решений заключается в запрете на редактирование кэшированных копий документа. Однако компания Microsoft не пошла на такое ограничение и сделала возможным редактирование автономных документов.

Изменения файла, внесенные в автономном режиме, сохраняются и синхронизируются. В случае конфликта в процессе синхронизации пользователь получает уведомление и запрос на решение конфликта.

3.3 Технологии CIFS и SMB

Общий протокол доступа к файлам Internet (Common Internet File System – CIFS) своим происхождением обязан технологии блока серверных сообщений (Server Message Block – SMB), которая впервые появилась в MS DOS 3.3. В стандарте SMB описан протокол отправки команд файловой системы (открыть файл, считать, записать, блокировать и закрыть) от клиента к файловому серверу.

Перед обсуждением технических подробностей технологий CIFS и SMB необходимо выяснить основные различия между ними. Изначально существовала только технология SMB, которая использовалась в качестве клиент-сер- верного файлового протокола в мире персональных компьютеров. В середине 1980-х годов компания Microsoft дала своей реализации протокола SMB название CIFS и начала позиционировать CIFS в качестве прямого конкурента стандартов WebNFS и NFS. Компания Microsoft предоставила ознакомительный документ RFC на рассмотрение группе IETF (Internet Engineering Task Force)[6], и впоследствии срок действия документа истек без попыток превратить RFC в одну из спецификаций IETF.

Независимые от компании Microsoft поставщики устройств NAS приступили к разработке спецификации CIFS и организовали несколько мероприятий для популяризации CIFS. Ассоциация SNIA (Storage Networking Industry Association) взяла на себя задачу публикации CIFS. Компания Microsoft также выпустила спецификацию CIFS (она называлась Common Internet Filesys- tem Access Protocol), распространявшуюся бесплатно (ссылка на спецификацию находится в списке основных источников информации, приведенном в конце книги).

В похожих друг на друга спецификациях SNIA CIFS и CIFS от компании Microsoft описывается протокол, используемый клиентами Windows NT 4.0 для получения доступа к ресурсам серверов Windows NT. В обеих спецификациях не рассматривается протокол SMB, который применяется в новых версиях Windows (например, не затрагивается клиентское кэширование, которое поддерживается в Windows 2000 и описано в разделе 3.2.6). Кроме того, в спецификациях не описаны все протоколы взаимодействия между серверами. Новый стандарт SMB, не относящийся к бесплатным спецификациям, описан в соответствующей спецификации, которая за определенную плату распространяется компанией Microsoft, что стало возможным благодаря судебным решениям Европейского Союза и правительства США. Дополнительная информация доступна в статье «Microsoft Settlement Program: Communications Protocol Program» на Web-узле компании Microsoft по адресу: http://www.microsoft.com/legal/protocols.

Таким образом, компания Microsoft вновь стала называть свою реализацию описываемой технологии блоком SMB. По сути, SMB от Microsoft – это закрытый протокол, представляющий собой расширенную версию индустриального стандарта CIFS.

Кроме того, следует обратить внимание на историческую связь между SMB/CIFS и NetBIOS. Программный интерфейс NetBIOS (уровень сеанса в модели OSI) на данный момент безнадежно устарел. Интерфейс реализует уровень абстракции, который позволяет приложениям работать с различными транспортными протоколами, например TCP/IP, NetWare или уже забытым протоколом XNS (Xerox Network System). Необходимость в программном интерфейсе приложений, который предоставляет возможность создания приложений, не зависящих от сетевого протокола, существует и поныне. Однако в настоящий момент для этого обычно используется интерфейс сокетов, в частности в мире Windows – интерфейс Winsock.