Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
Шрифт:
Поставщики моментальных снимков должны разрабатываться независимыми компаниями для создания, удаления и управления моментальными снимками. Как отмечалось ранее в главе, поставщики моментальных снимков должны быть созданы в виде внепроцессных поставщиков СОМ средствами соответствующего набора SDK.
Поставщик может иметь компонент, работающий в режиме ядра, например драйвер фильтрации, который расположен между файловой системой и диспетчером логических дисков (logical disk manager – LDM). При необходимости функции режима ядра могут быть реализованы в аппаратном обеспечении. Обратите внимание, что даже аппаратный поставщик будет использовать
Одним из примеров поставщика моментальных снимков служит драйвер volsnap. sys, который предоставляется в Windows ХР и ожидается в Windows Server 2003. Этот поставщик использует технологию копирования при записи для создания минимального необходимого набора данных во вторичном хранилище, чтобы воссоздать том с определенной временной точки. При этом должен быть доступен достаточный объем свободного дискового пространства. Поставщик может обрабатывать тома NTFS, FAT32 и тома без файловой системы в Windows Server 2003. Однако поставщик может создавать моментальные снимки, предназначенные только для чтения, и для каждого тома создается только один моментальный снимок. Это ограничение самого поставщика, а не инфраструктуры, на базе которой он создан. Независимые производители программного и аппаратного обеспечения при желании могут предоставлять более широкие возможности.
Полное описание всех событий, которые получает поставщик моментальных снимков, приводится в документации SDK. Далее рассматривается два наиболее важных события.
PreCommitSnapshot. При получении этого события поставщик должен начать выполнение всех операций ввода-вывода, которые занимают довольно много времени, например синхронизацию зеркала.
Commit Snapshot. С получением этого события поставщик уведомляется о том, что служба моментальных снимков завершит работу через 10 секунд. Таким образом, быстродействие поставщика должно быть достаточно высоким. Более того, пока создание моментального снимка не будет завершено, Windows NT не будет выполнять операции записи на том, для которого создается моментальный снимок. Это значит, что поставщик не должен выполнять операции ввода-вывода с этим томом, а если такая операция выполнена, то она не должна завершаться до тех пор, пока создание моментального снимка не будет завершено или прервано.
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 \Device\HarddiskSnapshotX.
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
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;