Обзор многопутевого ввода-вывода

Поддержка нескольких каналов ввода-вывода для повышения доступности

Операционная система Windows Server® 2008 содержит множество улучшений для подключений компьютера, работающего под управлением серверного выпуска операционной системы Windows, к устройствам сетей хранения данных (SAN).

Помимо улучшений, связанных с обеспечением высокой доступности подключений серверов, работающих под управлением Windows, к сетям SAN, предусмотрена встроенная поддержка многопутевого ввода-вывода (MPIO). Архитектура Microsoft MPIO поддерживает подключения SAN с использованием iSCSI, оптоволоконных каналов и хранилищ SAS путем создания нескольких сеансов или подключений к массиву хранилища.

В решениях, поддерживающих несколько каналов ввода-вывода, используются избыточные компоненты физических путей (адаптеры, кабели и коммутаторы), с помощью которых создаются логические пути между сервером и устройством хранения. При выходе из строя одного или нескольких из таких компонентов, что приведет к недоступности пути, логика Multipath будет использовать альтернативный путь для ввода и вывода, сохраняя для приложений доступ к данным. Каждая сетевая карта (в случае iSCSI) или адаптер шины должен быть подключен с использованием избыточных инфраструктур коммутаторов для сохранения непрерывного доступа к хранилищу в случае сбоя какого-либо компонента системы хранения данных.

Время отработки отказа зависит от поставщика хранилища и может быть настроено с помощью таймеров драйвера Microsoft iSCSI Software Initiator или изменения параметров драйвера адаптера Fibre Channel.

В число новых компонентов MPIO в Windows Server 2008 входит специальный модуль для устройств (DSM), который предназначен для работы с массивами хранения, поддерживающими модель контроллера асимметричного доступа к логическому элементу (ALUA) (как определено в SPC-3), и с массивами хранения, соответствующими модели контроллера «активный/активный».

Функциональные возможности поставляемого модуля DSM

Модуль DSM (Майкрософт) предоставляет следующие политики балансировки нагрузки. Обратите внимание, что политики балансировки нагрузки в основном зависят от модели контроллера (ALUA или действительный «активный/активный») массива хранения, подключенного к компьютерам, работающим под управлением ОС Windows.

  • Переход на другой ресурс при сбое   Балансировка нагрузки не осуществляется. Приложение указывает основной путь и набор резервных путей. Основной путь используется для обработки запросов устройства. При сбое основного пути используется один из резервных путей. Резервные пути должны быть указаны в порядке убывания предпочтения (самый предпочитаемый путь должен быть первым в списке).

  • Восстановление размещения. Восстановление размещения - это возможность назначать ввод и вывод по предпочитаемому пути, если он функционирует. Если предпочитаемый путь не функционирует, ввод и вывод направляются по резервному пути, пока функционирование предпочитаемого пути не будет восстановлено. После восстановления работоспособности предпочитаемого пути ввод и вывод будут переключены на него автоматически.

  • Циклический перебор. Модуль DSM использует все доступные пути для ввода и вывода с помощью сбалансированного циклического перебора.

  • Циклический перебор с поднабором путей. В приложении указывается набор путей, которые будут использоваться при циклическом переборе, а также набор резервных путей. Модуль DSM использует пути из основного пула путей для обработки запросов до тех пор, пока доступен хотя бы один путь. Модуль DSM использует резервный путь только при отказе всех основных путей. Резервные пути должны быть указаны в порядке убывания предпочтения (самый предпочитаемый путь должен быть в списке первым). Если один или несколько из основных путей становятся доступными, модуль DSM использует резервные пути в порядке их предпочтения. Например, пусть есть четыре пути: А, Б, В и Г. Основными путями являются А, Б и В, а Г является резервным путем. Модуль DSM выбирает один из путей (А, Б или В) путем циклического перебора, пока хотя бы один из них доступен.

    В случае отказа всех трех путей модуль DSM будет использовать путь Г (резервный путь). Если пути А, Б или В вновь станут доступными, то модуль DSM прекратит использование пути Г и переключится на доступные пути (A, Б или В).

  • Динамическая наименьшая глубина очереди. Модуль DSM направляет ввод и вывод по пути с наименьшим количеством запросов, ожидающих выполнения.

  • Взвешенный путь. Приложение назначает каждому пути вес, который показывает относительный приоритет данного пути. Чем больше значение, тем ниже приоритет. Модуль DSM из доступных путей выбирает путь с наименьшим весом.

Модуль DSM (Майкрософт) сохраняет параметры балансировки нагрузки даже после перезагрузки компьютера. Если политика не была установлена приложением управления, то политика по умолчанию, используемая модулем DSM, - это или циклический перебор, когда контроллер запоминающего устройства придерживается модели «действительный активный/активный», или простой переход на другой ресурс при сбое, если используются контроллеры устройств хранения модели ALUA SPC-3. При простом переходе на другой ресурс при сбое в качестве основного пути может использоваться любой из доступных путей, а оставшиеся пути будут использовать как резервные.

Добавление и удаление поддержки MPIO

Чтобы установить Multipath I/O на компьютер, работающий под управлением ОС Windows Server 2008, выполните следующие действия.

Установка Multipath I/O
  1. Откройте Диспетчер серверов.

    Чтобы открыть компонент "Управление сервером", нажмите Пуск, Администрирование, а затем Управление сервером.

  2. В области Компоненты щелкните Добавить компоненты.

  3. На странице Выбор компонентов мастера добавления компонентов выберите пункт Многопутевой ввод-вывод и нажмите кнопку Далее.

  4. На странице Подтвердите выбранные элементы нажмите кнопку Установить.

  5. После завершения установки нажмите кнопку Закрыть.

Чтобы установить Multipath I/O на компьютер с помощью командой строки Диспетчер серверов, выполните следующие действия.

Установка Multipath I/O из командной строки
  1. Откройте окно командной строки с повышенными привилегиями.

    Щелкните правой кнопкой мыши объект Командная строка в меню Пуск и выберите пункт Запуск от имени администратора.

  2. Введите следующую команду и нажмите клавишу ВВОД.

    ServerManagerCmd.exe -install Multipath-IO

  3. После завершения установки можно поверить наличие Multipath I/O, введя следующую команду и просмотрев результаты запроса в окне командной строки. В списке установленных пакетов должен отображаться Multipath I/O.

    ServerManagerCmd.exe -query

Удаление Multipath I/O

Чтобы удалить Multipath I/O, выполните следующие действия.

Удаление Multipath I/O
  1. Откройте Диспетчер серверов.

    Чтобы открыть компонент "Управление сервером", нажмите Пуск, Администрирование, а затем Управление сервером.

  2. В области Компоненты щелкните Удалить компоненты.

  3. На странице Выбор компонентов мастера добавления компонентов выберите пункт Многопутевой ввод-вывод и нажмите кнопку Далее.

  4. На странице Подтвердите выбранные элементы нажмите кнопку Установить.

  5. После завершения установки нажмите кнопку Закрыть.

Чтобы удалить Multipath I/O с компьютера, используя командную строку Диспетчер серверов, выполните следующие действия.

Удаление Multipath I/O из командной строки
  1. Откройте окно командной строки с повышенными привилегиями.

    Щелкните правой кнопкой мыши объект Командная строка в меню Пуск и выберите пункт Запуск от имени администратора.

  2. Введите следующую команду и нажмите клавишу ВВОД.

    ServerManagerCmd.exe -remove Multipath-IO

  3. После завершения удаления можно проверить отсутствие Multipath I/O, введя следующую команду и просмотрев результаты запроса в окне командной строки. В списке установленных пакетов не должен отображаться Multipath I/O.

    ServerManagerCmd.exe -query

Открытие и настройка Multipath I/O

После установки Multipath I/O можно открыть диалоговое окно Свойства MPIO из панели управления или щелкнув элемент MPIO в компоненте Администрирование, расположенном в меню Пуск.

Настройка и установка модуля DSM

Дополнительные подключения через MPIO (Майкрософт) можно настроить с помощью диалогового окна Свойства MPIO или интерфейса командной строки.

Добавление модулей DSM сторонних производителей

Множество массивов хранения, совместимых с Active/Active и SPC-3, также могут работать с универсальным модулем DSM MPIO. Некоторые поставщики массивов хранения также предоставляют собственные модули DSM для работы с архитектурой MPIO (Майкрософт). Сторонние модули DSM следует устанавливать с помощью вкладки Установка DSM в диалоговом окне Свойства MPIO.

Вкладка Обнаружение многопутевых устройств позволяет проверить наличие устройств, для которых существует несколько путей к массивам хранения. После выполнения проверки поле Код оборудования для устройства должно заполниться автоматически.

Если нескольких путей к хранилищу не существует или устройство хранения не подключено, можно добавить код оборудования устройства вручную, введя данные на вкладке Устройства многопутевого ввода-вывода.

Использование программы командной строки MPclaim

Можно управлять Multipath I/O с помощью программы командой строки MPclaim.

Примечание

Командная строка - это единственный способ настройки Multipath I/O на компьютерах под управлением варианта установки Server Core операционной системы Windows Server 2008.

Синтаксис MPclaim

mpclaim restart_option install_switch device_switch device_hwid

Параметры MPclaim

В следующей таблице описаны параметры, которые можно использовать в команде MPclaim для управления многопутевым вводом-выводом с помощью командной строки.

Параметр Описание

Restart_option

Параметр

Описание

-r

-r

Автоматическая перезагрузка без запроса

-n

-n

Подавление запроса на перезагрузку.

Install_switch

Параметр

Описание

-i

-i

Установка MPIO и добавления поддержки нескольких путей для устройства хранения

-u

-u

Удаление MPIO и отмена поддержки устройства хранения

device_switch

Параметр

Описание

-d <device_hwid>

-d <device_hwid>

Задает устройство, для которого нужна поддержка MPIO. Идентификаторы устройств должны быть разделены пробелом.

-a

-a

Применение поддержки MPIO ко всем совместимым устройствам.

-c

-c

Применение поддержки MPIO только к устройствам, совместимым с SPC-3. Этот параметр применим только при установке. При удалении MPIO (с помощью параметра -u для install_switch) переключатель -c будет восприниматься командой как переключатель -a.

device_hwid

device_hwid

Коды устройств, которые будут поддерживаться MPIO, в формате VendorProduct, где Vendor - это имя производителя или поставщика, а Product - это название продукта или модели. Несколько кодов должны отделяться друг от друга пробелами. Этот параметр используется только с переключателем устройства -d.

См. также