АТА через Ethernet
Протокол сети хранения данных

ATA over Ethernet ( AoE ) — сетевой протокол, разработанный компанией Brantley Coile Company, предназначенный для простого, высокопроизводительного доступа к блочным устройствам хранения данных через сети Ethernet . Он используется для построения сетей хранения данных (SAN) с недорогими стандартными технологиями.

Описание протокола

AoE работает на Ethernet 2-го уровня . AoE не использует интернет-протокол (IP); к нему нельзя получить доступ через Интернет или другие IP-сети. В этом отношении он больше сопоставим с Fibre Channel over Ethernet, чем с iSCSI .

При меньшем количестве слоев протокола этот подход делает AoE быстрым и легким. Он также делает протокол относительно простым в реализации и предлагает линейную масштабируемость с высокой производительностью. Спецификация AoE составляет 12 страниц [1] по сравнению с 257 страницами iSCSI. [2]

Формат заголовка AoE:
 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 0 | MAC-адрес назначения Ethernet | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 4 | Пункт назначения Ethernet (продолжение) | MAC-адрес источника Ethernet | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 8 | MAC-адрес источника Ethernet (продолжение) | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 12 | Тип Ethernet (0x88A2) | Версия | Флаги | Ошибка | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 16 | Главный | Второстепенный | Командный | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 20 | Тег | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 24 | Арг | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

AoE имеет присвоенный IEEE EtherType 0x88A2.

Инкапсуляция ATA

Жесткие диски SATA (и старые PATA) используют протокол Advanced Technology Attachment (ATA) для выдачи команд, таких как чтение, запись и статус. AoE инкапсулирует эти команды в кадры Ethernet и позволяет им перемещаться по сети Ethernet вместо SATA или 40-контактного ленточного кабеля. Хотя внутренне AoE использует протокол ATA, он представляет диски как SCSI для операционной системы. Кроме того, фактические диски могут быть SCSI или любого другого типа, AoE не ограничивается дисками, которые используют набор команд ATA. Используя драйвер AoE, операционная система хоста может получить доступ к удаленному диску, как если бы он был напрямую подключен.

Инкапсуляция ATA, обеспечиваемая AoE, проста и низкоуровнева, что позволяет осуществлять трансляцию либо с высокой производительностью, либо внутри небольшого встроенного устройства, либо и то, и другое.

Маршрутизируемость

AoE — это протокол уровня 2, работающий на уровне канала передачи данных, в отличие от некоторых других протоколов SAN, которые работают поверх уровня 3, используя IP. Хотя это снижает значительные накладные расходы на обработку TCP/IP, это означает, что маршрутизаторы не могут маршрутизировать данные AoE через разрозненные сети (например, кампусную сеть или Интернет). Вместо этого пакеты AoE могут перемещаться только в пределах одной локальной сети хранения данных Ethernet (например, набора компьютеров, подключенных к одному коммутатору или в одной подсети LAN или VLAN ).

Безопасность

Немаршрутизируемость AoE является единственным механизмом безопасности (т. е. злоумышленник не может подключиться через маршрутизатор — он должен физически подключиться к локальному коммутатору Ethernet, где туннелирование кадров Ethernet по маршрутизируемым сетям не используется). Однако нет никаких специфических для AoE механизмов для проверки или шифрования паролей. Протокол позволяет целям AoE, таким как устройства хранения Coraid , vblade и GGAOED, устанавливать списки доступа («маски»), разрешающие подключения только с определенных MAC-адресов (хотя их можно подделать). Наиболее безопасный AoE с использованием Ethernet VLAN.

Строка конфигурации

Протокол AoE предоставляет механизм для кооперативной блокировки на основе хоста. Когда более одного инициатора AoE используют цель AoE, они должны взаимодействовать, чтобы не мешать друг другу при чтении и записи данных строки конфигурации на общем устройстве AoE. Без этого сотрудничества вероятны повреждение файловой системы и потеря данных, если только доступ не строго только для чтения или не используется кластерная файловая система .

Одним из вариантов, предоставляемых AoE, является использование самого устройства хранения в качестве механизма для определения доступа конкретного хоста. Это функция AoE «строка конфигурации». [3] Строка конфигурации может записывать, кто использует устройство, а также другую информацию. Если более одного хоста одновременно пытаются установить строку конфигурации, то только один из них добивается успеха. Другой хост информируется о конфликте.

Поддержка операционной системы

Следующие операционные системы обеспечивают поддержку ATA over Ethernet (AoE):

ОСПоддерживатьДрайверы сторонних производителей
ЛинуксРодной (2.6.11+)Кораид
ОкнаТретья сторонаИнициатор StarWind Software AoE, [4] WinAoE, [5] WinVBlock [6]
Mac OS X 10.4 и вышеТретья сторонаС 2006 по 2010 год 2°Frost Technologies разрабатывала фирменное программное обеспечение и продвигала решения для хранения данных AoE на рынках Windows и Mac. Реализация для Mac была ее собственной, а версия для Windows была OEM-версией от StarWind Software.
Mac OS X 10.5 и 10.6Третья сторонаКоммуникации малого дерева [7]
СолярисТретья сторонаКораид
FreeBSDТретья сторонаКораид (устаревший)
OpenBSDРодной (4,5–5,6 [8] )
VMwareТретья сторонаКораид
План 9 от Bell Labs [9]Родной

Поддержка оборудования

Coraid предложил ряд устройств AoE SAN под брендом EtherDrive , а также бездисковые шлюзы, которые добавляют функциональность сетевого хранилища , используя протоколы NFS или SMB , к одному или нескольким устройствам AoE. Бренд Coraid теперь принадлежит SouthSuite, Inc., компании, основанной Брэнтли Коилом , основавшим Coraid .

В 2007 году LayerWalker [10] анонсировала оборудование AoE под названием miniSAN [11], работающее как на Fast, так и на Gigabit Ethernet. Семейство продуктов miniSAN предлагает стандартные функции сервера AoE, а также другие функции управления, ориентированные на рынки ПК, потребителей и малого и среднего бизнеса .

Хотя AoE — это простой сетевой протокол, он открывает сложную область возможностей хранения. Чтобы понять и оценить эти сценарии хранения, полезно ознакомиться с несколькими концепциями.

Сети хранения данных

SAN позволяет извлекать физический жесткий диск из сервера, который его использует, и размещать его в сети. Интерфейс SAN в принципе похож на несетевые интерфейсы, такие как SATA или SCSI. Большинство пользователей не будут использовать интерфейс SAN напрямую. Вместо этого они будут подключаться к серверу, который использует диск SAN вместо локального диска. Однако можно использовать и прямое подключение.

При использовании сети SAN для доступа к хранилищу существует несколько потенциальных преимуществ по сравнению с локальным диском:

  • Добавлять емкость хранилища стало проще, а объем хранилища практически не ограничен.
  • Проще перераспределить емкость хранилища.
  • Данные могут быть переданы.
  • Кроме того, по сравнению с другими формами сетевого хранения, SAN являются низкоуровневыми и высокопроизводительными.

Использование сетей хранения данных

Чтобы использовать диск SAN, хост должен отформатировать его с помощью файловой системы. Однако, в отличие от дисков SATA или SCSI, к жесткому диску SAN могут обращаться несколько машин. Это источник как опасности, так и возможностей.

Традиционные файловые системы (такие как FAT или ext3 ) разработаны для доступа с одного хоста и приведут к непредсказуемому поведению, если к ним будут обращаться несколько машин. Такие файловые системы могут использоваться, и AoE предоставляет механизмы, с помощью которых цель AoE может быть защищена от одновременного доступа (см.: Config String).

Файловые системы с общим диском позволяют нескольким машинам безопасно использовать один жесткий диск, координируя одновременный доступ к отдельным файлам. Эти файловые системы могут использоваться для предоставления нескольким машинам доступа к одной и той же цели AoE без промежуточного сервера или файловой системы (и с более высокой производительностью).

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ S. Hopkins, B. Coile (февраль 2009 г.). "AoE (ATA over Ethernet)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-10-25 . Получено 2015-10-14 .
  2. ^ J. Satran; K. Meth; C. Sapuntzakis; M. Chadalapaka; E. Zeidner (апрель 2004 г.). Интерфейс малых компьютерных систем Интернета (iSCSI). Сетевая рабочая группа. doi : 10.17487/RFC3720 . RFC 3720. Устарело. Устарело согласно RFC 7143.
  3. ^ Quanstrom, Erik. "aoecfg(8) - Linux man page". die.net . Получено 5 июля 2011 г. .
  4. ^ StarWind Free AoE Initiator для Microsoft Windows
  5. ^ Драйвер WinAoE: загрузочный инициатор AoE с открытым исходным кодом, поддержка которого прекращена и прекращена преемником WinVBlock.
  6. ^ Драйвер WinVBlock [узурпирован] : форк WinAoE, способный загружать цели AoE, файлы с дисками и RAM-диски, созданные с помощью MEMDISK и GRUB4DOS.
  7. ^ Маленькое дерево – Эксперты по сетям Mac
  8. ^ Список изменений OpenBSD 5.7
  9. ^ "Plan 9 from Bell Labs". Архивировано из оригинала 2006-04-28 . Получено 2007-09-13 .
  10. ^ "LayerWalker Technology, Inc". Архивировано из оригинала 1 июля 2012 года.
  11. ^ "LayerWalker miniSAN Technology" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2009-02-06.
  • Статьи:
    • ATA Over Ethernet: подключение жестких дисков к локальной сети — Linux Journal (28 апреля 2005 г.)
    • ATA-over-Ethernet позволяет создать недорогую Linux-ориентированную SAN — LinuxDevices.com (23 июня 2004 г.)
    • Протокол ATA over Ethernet (AoE) [узурпирован] — Linux Magazine (15 июня 2005 г.)
  • Инструкции:
    • Использование ATA через Ethernet на Debian Etch
  • Протокол:
    • Определение протокола AoE
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ATA_over_Ethernet&oldid=1247052638"