¿Cómo utiliza SMB Multicanal múltiples rutas hacia un NAS doméstico?

SMB Multichannel usa múltiples rutas hacia un NAS doméstico vinculando varias conexiones de red a una sesión lógica SMB. El cliente y el servidor descubren interfaces y capacidades utilizables, luego crean canales paralelos sobre un adaptador con capacidad RSS, varias NIC físicas o enlaces con capacidad RDMA.

La función puede aumentar el rendimiento y preservar una sesión de archivo cuando una conexión falla, pero no simplemente suma todas las velocidades de puerto anunciadas. Las interfaces seleccionadas deben ser compatibles y alcanzables, y los discos NAS, almacenamiento del cliente, CPU, ruta PCIe y el switch aún definen el límite utilizable.

¿Cómo descubre un cliente SMB más de un camino?

Después de establecer la primera conexión SMB, los extremos intercambian información sobre sus interfaces de red y capacidades. SMB intercambia información sobre la capacidad de las interfaces, incluyendo la velocidad de enlace y características que influyen en la selección de una interfaz.

Un camino requiere más que un puerto físico adicional. Ambos extremos necesitan direcciones que puedan alcanzarse mutuamente, y las implementaciones de SMB deben exponer esas interfaces como elegibles para la misma sesión.

Las interfaces con diferentes velocidades o clases de capacidad pueden no usarse juntas de la manera que sugiere una suma simple. SMB puede preferir adaptadores más rápidos, con capacidad RSS o RDMA, en lugar de distribuir el tráfico de manera uniforme por todas las rutas existentes.

¿Por qué una sesión SMB crea múltiples conexiones TCP?

Una unidad montada y una sesión de archivo autenticada permanecen lógicamente unificadas incluso cuando una sesión SMB puede usar varias conexiones. SMB vincula los canales adicionales a la sesión existente en lugar de presentar varias unidades no relacionadas.

Las solicitudes de archivos, respuestas, créditos y datos pueden distribuirse a través de esos canales. El sistema operativo gestiona el mapeo, por lo que una aplicación normalmente abre la misma ruta y el mismo manejador de archivo que usaría con una conexión.

Esto difiere de lanzar varios programas de copia independientes. Multicanal crea paralelismo de transporte dentro de una sesión SMB, mientras que el protocolo de archivos continúa preservando la autenticación, bloqueo, orden y semánticas de compartición.

¿Cómo cambian RSS y múltiples NIC el paralelismo disponible?

Receive Side Scaling permite que un adaptador de red distribuya el procesamiento de recepción entre múltiples núcleos de CPU. RSS distribuye el procesamiento de red entre núcleos de CPU en lugar de forzar un flujo de alta velocidad a través de una sola cola de procesador.

Con varias NIC físicas, SMB también puede establecer canales sobre interfaces distintas. Esto añade capacidad de enlace y proporciona puntos de fallo separados para la sesión, siempre que el cliente y el NAS expongan rutas compatibles y accesibles.

Una sola NIC de alta velocidad con capacidad RSS y dos NIC independientes son, por lo tanto, topologías diferentes. La primera mejora el paralelismo de la CPU dentro de un enlace; la segunda puede añadir ancho de banda físico al enlace así como redundancia.

¿Dónde encaja RDMA en SMB Multicanal?

SMB Direct es la capacidad de transporte RDMA utilizada por SMB, mientras que Multicanal selecciona y combina las rutas SMB disponibles. RDMA reduce el uso de CPU para el movimiento de datos SMB cuando ambos extremos y la red soportan la tecnología RDMA requerida.

Multicanal puede operar sobre TCP ordinario sin RDMA. Generalmente se prefiere una ruta con capacidad RDMA por su menor carga en el host, pero un NAS doméstico normal con adaptadores Ethernet estándar aún puede usar múltiples canales TCP.

RoCE y otros diseños RDMA introducen sus propios requisitos de switch, gestión de pérdidas, controlador y topología. Añadir RDMA a un NAS doméstico es una decisión de infraestructura separada, no una casilla que se deba marcar para el SMB Multichannel básico.

¿Cómo proporciona Multichannel conmutación por error sin reiniciar la copia?

Como varias conexiones pertenecen a la misma sesión SMB, los canales restantes pueden preservar la sesión SMB. El cliente puede seguir usando los canales que permanecen accesibles en lugar de reconstruir toda la conexión compartida.

La interrupción aún puede ser visible mientras se detecta la conexión fallida y se recuperan las solicitudes pendientes. La durabilidad del archivo también depende del dialecto SMB, el comportamiento del servidor y el tiempo de espera de la aplicación.

Multichannel protege contra la falla de una conexión o ruta NIC; no protege contra el reinicio del NAS, la falla del grupo de almacenamiento, la pérdida de energía del switch o que todos los canales atraviesen el mismo componente físico oculto.

¿Por qué la conexión múltiple no garantiza una velocidad de transferencia múltiple?

El diseño multi-NIC de Microsoft permite que las cargas de trabajo SMB usen varias rutas de red elegibles, pero múltiples rutas no pueden superar el cuello de botella del almacenamiento. Un NAS de dos puertos no puede ofrecer el doble de rendimiento cuando sus discos o CPU ya estaban saturados por un puerto.

El cliente también debe escribir o leer datos a la velocidad combinada. Un SSD lento de laptop, un adaptador USB, un carril PCIe, un proceso de cifrado o una ruta de firma SMB pueden mantener la sesión por debajo de la suma de las interfaces de red.

SMB proporciona acceso compartido a archivos entre dispositivos. Use Multicanal cuando un cliente o carga de trabajo SMB pueda consumir más de una ruta, luego verifique los canales activos y mida la ruta de almacenamiento NAS antes de tratar la capacidad de enlace no utilizada como una falla del protocolo.

Preguntas frecuentes

¿Es SMB Multicanal lo mismo que la agregación de enlaces?

No. La agregación de enlaces opera por debajo de SMB y comúnmente asigna cada flujo a un enlace miembro. SMB Multicanal crea varias conexiones para una sesión SMB y puede usarlas directamente.

¿Puede un cliente 2.5GbE usar dos puertos NAS de 1GbE?

Puede requerirlo en topologías compatibles cuando el cliente y el servidor SMB descubren canales compatibles y el enlace del cliente puede recibir el tráfico combinado. El soporte real varía según la implementación NAS, el sistema operativo y la capacidad de la NIC.

¿Requiere SMB Multicanal un switch gestionado?

No inherentemente. Múltiples rutas Ethernet ordinarias pueden funcionar a través de un switch sin LACP, pero las interfaces, direcciones, subredes y la topología sin bucles aún necesitan un diseño correcto.

¿Sobrevivirá una copia de archivo al desconectar un cable?

Puede continuar por los canales restantes cuando el cliente y el servidor mantienen la sesión SMB, aunque la detección y la recuperación de solicitudes pueden causar una pausa temporal.

Conclusión final

SMB Multicanal convierte una sesión de intercambio de archivos en un conjunto de canales de transporte paralelos. RSS puede distribuir una conexión de alta velocidad entre núcleos de CPU, múltiples NIC pueden aumentar el ancho de banda y la resiliencia del camino, y RDMA puede reducir la carga de la CPU. La función mejora solo la ruta de red; el almacenamiento, la E/S del cliente, la compatibilidad de la interfaz y el hardware compartido aún determinan si la tasa de transferencia medida escala.