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

Поставщики моментальных снимков должны предоставлять определенные функции, а также возможности, выходящие за рамки обязательных. Ниже описаны обязательные функции.

Поставщики отвечают за поиск хранилища, необходимого для создания моментального снимка. Инфраструктура Microsoft не обеспечивает подобной возможности.

Поставщик должен монтировать моментальный снимок в другом пространстве имен й не в виде отдельного тома. Внимательно рассмотрев архитектуру Windows ХР, можно отметить, что поставщик моментальных снимков от компании Microsoft монтирует их с использованием адреса DeviceHarddiskSnapshotX.

5.6.5 Модификации подсистемы ввода-вывода Windows NT

Хотя модификации подсистемы ввода-вывода Windows NT не обязательно относятся к окружению моментальных снимков, следует обратить внимание, что для создания целостных и надежных моментальных снимков в определенный момент времени требуются значительные доработки файловой системы, стека ввода-вывода и драйверов фильтрации файловой системы. В частности, компания Microsoft добавила два вызова управления вводом: выводом (IOCTL), которые должны быть реализованы во всех файловых системах и драйверах фильтрации файловых систем.

Вызов IOCTL_VOLSNAP_FLUSH_AND_HOLD_WRITES, который должен входить в последовательность и обрабатываться. Включение в последовательность позволяет обрабатывать вызов драйверам более низкого уровня. Обработка заключается в очистке и удержании всех метаданных файловой системы. Как только все данные будут сброшены, до завершения работы пакетов IRP, предназначенных для аннулирования данных и метаданных, другие запросы на запись выдаваться не должны.

Вызов IOCTL_VOLSNAP_RELEASE_WRITES также должен обрабатываться и включаться в последовательность. Этот вызов указывает на успешное завершение создания моментального снимка или. на прерывание операции создания моментального снимка.

Некоторые компоненты Windows NT также были модифицированы для вызова указанных IOCTL в соответствующие моменты времени. Хотя компания Microsoft уже модифицировала файловую систему и драйвер фильтрации файловой системы для предоставления соответствующей функции, от драйверов фильтрации независимых производителей^ программного обеспечения ожидается то же самое.

В разделе 5.8 рассматривается промышленный стандарт NDMP (Network Data Management Protocol – сетевой протокол управления данными). Но перед обсуждением этой темы следует рассмотреть взаимосвязь между службой теневого копирования томов Windows ХР/Windows Server 2003 и протоколом NDMP. Служба теневого копирования используется для клонирования данных, которые необходимо скопировать на резервный носитель, в то время как NDMP применяется для переноса данных с клонированного образа на магнитную ленту или другой резервный носитель.

5.7 Устройства NAS под управлением Windows и моментальные снимки

Компания Microsoft предоставляет версию Windows NT, которую иногда называют Embedded NT (встроенная NT), однако обычно она известна как Server Appliance Kit, или SAK. Эта система основана на ядре Windows 2000, которая не содержит службы теневого копирования томов. Для производителей аппаратного обеспечения, использующих SAK при разработке устройств NAS, компания Microsoft лицензировала технологию создания моментальных снимков и добавила ее в SAK. В последнем случае для создания моментальных снимков используется технология PSM (Persistent Storage Management) от компании Columbia Data Products. В этом разделе приводится краткое описание архитектуры и функций PSM.

Архитектура PSM представлена на рис. 5.9. Модуль PSM включает в себя компонент пользовательского режима, который обеспечивает управление моментальными снимками, включая запуск и планирование снимка. Моментальные снимки создаются с помощью драйверов фильтрации PSM, которые расположены над драйвером класса диска.

Архитектура PSM предоставляет возможность создания нескольких моментальных снимков, а также средства для их управления. Моментальные снимки можно создавать по расписанию, а более старые снимки могут быть сохранены или перезаписаны. Кроме того, старые снимки можно монтировать для использования при резервном копировании или для других целей. С каждым моментальным снимком связана информация о дате и временной отметке.

5.8 Протокол NDMP

В основе протокола NDMP лежит инициатива компаний Network Appliance и Intelliguard (теперь подразделение компании LEGATO). Он предназначался для предоставления дополнительных возможностей приложениям резервного копирования и восстановления данных, а именно:

■ возможность сократить или, как минимум, изолировать зависящие от операционной системы элементы программного обеспечения для резервного копирования и восстановления; функции приложений предлагалось разделить на модульной основе;

Рис. 5.9. Архитектура Persistent Storage Manager

стандартизированные способы связи между модулями;

возможность разделить перенос данных и команд на отдельные каналы или даже сети;

интеграция программного обеспечения от разных производителей.

На данный момент NDMP позиционируется как открытый стандарт для выполнения операций резервного копирования и восстановления в среде NAS. Протокол постоянно развивается и в будущем может обеспечить преобразование копируемых данных стороннего ресурса в данные протокола NDMP.

Протокол NDMP может использоваться в различных сетевых средах, например Ethernet, Gigabit Ethernet, Fibre Channel. Главным условием является использование IP (Internet Protocol) в качестве транспортного протокола. Сервер NDMP и агенты используют протокол IP, а сервер NDMP выдает необходимые команды SCSI блочного уровня.

Протокол NDMP ориентирован на устройства NAS и определяет метод резервного копирования и восстановления данных с устройства, например

системы NAS, на которой сложно установить агент резервного копирования. При отсутствии NDMP данные копируются с общего диска по протоколам CIFS и NFS.

Протокол NDMP имеет ряд преимуществ.

Интерфейсы предоставляются производителями, которые имеют доступ к ядру системы.

Интерфейсы стандартизированы и позволяют использовать Plug and Play для модулей разных производителей.

Протокол NDMP может сократить использование пропускной способности сети, обеспечивая передачу данных непосредственно между первичным и вторичным носителями, не требуя отправки данных сначала на сервер резервного копирования, а затем на вторичный носитель.

Протокол NDMP совмещает в себе лучшие качества обоих «миров», так как поддерживает удаленное управление через сеанс управления NDMP, а данные могут передаваться локально через сеансы данных NDMP.

5.8.1 Архитектура NDMP

Посредством протокола NDMP определяется стандартизированный способ разбивки операций резервного копирования и восстановления на несколько томов, с учетом того, что каждый производитель предоставляет отдельные модули. Протокол NDMP включает в себя следующие компоненты:

агент перемещения данных;

службы NDMP;

сеансы NDMP.

Рассмотрим эти компоненты подробнее.

5.8.1.1 Агент перемещения данных

Агент перемещения данных (data mover agent – DMA) представляет собой основное приложение резервного копирования. Он устанавливает сеансы NDMP с поставщиком услуг NDMP (рассматривается далее) и управляет последовательностью действий, необходимых для настройки операции резервного копирования или восстановления. Кроме того, иногда агент перемещения данных называетсяклиентом NDMP.

5.8.1.2 Службы NDMP

Протокол NDMP поддерживает службы, которые могут выступать в роли абонентов или генераторов и позволяют одному устройству быть и абонентом и генератором потоков данных. Протоколом NDMP версии 5 поддерживается три типа служб.

Служба данных взаимодействует с первичным устройством хранения (например, с устройством NAS). Эта служба работает с томом или файловой системой, которая копируется на резервный носитель или восстанавливается.

Служба магнитных накопителей взаимодействует со вторичным устройством хранения, как правило, накопителем на магнитной ленте.

Служба трансляции выполняет преобразование данных, включая мультиплексирование нескольких потоков данных в один поток и наоборот.

5.8.1.3 Сеансы NDMP

Службы NDMP взаимодействуют друг с другом с помощью интерфейсов NDMP. В результате устанавливается сеанс NDMP, который называется управляющим сеансом, если используется для получения управления над операцией резервного копирования или восстановления, либо сеансом данных, если используется для передачи файловой системы или данных тома (включая метаданные). Между каждой службой NDMP и агентом перемещения данных существует только один сеанс. Сеансы управления всегда создаются на основе протокола TCP/IP; потоки данных могут передаваться по протоколу TCP/IP или по сетям хранения данных. Даже несмотря на возможность передачи данных по сетям хранения данных, использование протокола TCP/IP для сеансов управления требует наличия локальной сети. Потоки данных могут проходить между агентом перемещения данных и службой NDMP или непосредственно между двумя службами NDMP.