В предыдущей статье описаны хранилища данных, подключаемые к серверу. Вне зависимости от размещения устройств (внутри сервера или во внешних стойках), только один сервер имеет к ним доступ. В этой главе рассматривается следующее поколение систем, хранения данных: хранилища, подключенные к сети (Network Attached Storage — NAS).
1.1 Появление NAS После появления серверных хранилищ данных по разным причинам воз¬никла необходимость установки нескольких серверов с непосредственно подключенными к ним устройствами хранения данных. Доступ к хранилищам осуществлялся с помощью сетевой файловой системы (обычно в середине 1980-х годов для этого использовалась NFS). Возникновение и развитие архитектуры клиент/сервер, в частности мэйнфреймов и клиентских термина¬лов, привело к всеобщей реализации данной архитектуры в коммерческих приложениях уровня предприятия. Устройства хранения данных оставались достаточно дорогими, а потребность в объемах хранимых данных постоянно возрастала. Возможность установки большего количества устройств ограничивалась количеством жестких дисков, подключаемых к одному серверу (обычно поддерживалось семь или восемь адресов, причем адаптеру шины также требовался один из адресов; развитие стандарта SCSI привело к отмене этого ограничения). В результате приходилось устанавливать множество однотипных серверов. Наконец, операции ввода-вывода были ограничены пропускной способностью шины ввода-вывода. Только установка большего количества серверов позволяло снизить нагрузку на шину каждого сервера.
Производители воспользовались сложившейся ситуацией и приступили к развитию концепции сетевых хранилищ данных. Устройства NAS разрабатывались как простые в использовании, управлении и развертывании. Кроме того, устройства NAS представлялись в качестве специализированных устройств хранения данных, обеспечивающих оптимальную пропускную способность операций ввода-вывода. Хотя в некоторых случаях это соответствовало истине, т.е. операционные системы NAS были максимально упрощены, чаще всего NAS оказывались обычными, минимально "замаскированными" серверами общего назначения. Даже термин устройство NAS указывает на специализированное устройство, а не на обычный сервер, к которому подключено множество устройств хранения данных. Устройство NAS включает в себя серверное программное обеспечение, которое работает под управлением определенной операционной системы. Более того, стек программного обеспечения NAS основан на стандартной серверной файловой системе с добавлением стека ввода-вывода, основанного на коде сетевого сервера, стеках сетевого протокола и сетевой файловой системы (рисунок). Последняя предоставляет такие возможности распределенной файловой системы, как кэширование и синхронизация. Три дополнительных элемента на рисунке ниже обозначены серым цветом. Чтобы упростить изложение, рассмотрим только стек протоколов TCP/IP, хотя иногда применяются другие сетевые протоколы, такие, как UDP/IP или устаревший Netware IPX/SPX. На рисунке - программное обеспечение сервера NAS отправляет запрос ожидания TCP/IP и ожидает входящего запроса от клиента. После того как клиент отправит запрос, ожидание сервера завершается и начинается сеанс TCP/IP. Как только сеанс TCP/IP будет установлен, клиент может пройти аутентификацию и отправить запрос на открытие, чтение или запись файлов по протоколам CIFS/SMB или NES (эти протоколы рассматриваются далее в главе). Как только программное обеспечение NAS получает запрос на ввод-вывод данных файла, сервер NAS использует локальную файловую систему для выполнения операции ввода-вывода. Результат операции (считанные данные или статус после записи) отправляется клиенту с помощью сетевой файловой системы и стека протоколов сетевого устройства.
Стек ввода-вывода устройства NAS
Производители устройств NAS придерживаются разных стратегий при разработке операционных и файловых систем, применяемых в устройствах NAS: ■ использование стандартной операционной системы, например Windows NT или UNIX; ■ разработка собственных операционной и файловой систем, например Network Appliance; ■ приобретение операционной и файловой систем у другого производителя.
