Jak SMB Multichannel wykorzystuje wiele ścieżek do domowego NAS?

SMB Multichannel wykorzystuje wiele ścieżek do domowego NAS, wiążąc kilka połączeń sieciowych z jedną logiczną sesją SMB. Klient i serwer odkrywają użyteczne interfejsy i możliwości, a następnie tworzą równoległe kanały przez jeden adapter z obsługą RSS, kilka fizycznych kart sieciowych lub łącza z obsługą RDMA.

Funkcja ta może zwiększyć przepustowość i zachować sesję plików, gdy jedno połączenie zawiedzie, ale nie sumuje po prostu prędkości wszystkich reklamowanych portów. Wybrane interfejsy muszą być kompatybilne i osiągalne, a dyski NAS, pamięć klienta, CPU, ścieżka PCIe i przełącznik nadal definiują maksymalną wydajność.

Jak klient SMB odkrywa więcej niż jedną ścieżkę?

Po nawiązaniu pierwszego połączenia SMB, końce wymieniają informacje o swoich interfejsach sieciowych i możliwościach. SMB wymienia informacje o możliwościach interfejsów, w tym prędkość łącza i funkcje wpływające na wybór interfejsu.

Ścieżka wymaga więcej niż dodatkowego fizycznego portu. Oba końce muszą mieć adresy, które mogą się wzajemnie osiągnąć, a implementacje SMB muszą udostępniać te interfejsy jako kwalifikujące się do tej samej sesji.

Interfejsy o różnych prędkościach lub klasach możliwości mogą nie być używane razem w sposób sugerowany przez prostą sumę. SMB może preferować szybsze adaptery z obsługą RSS lub RDMA zamiast równomiernie rozkładać ruch na wszystkie dostępne trasy.

Dlaczego jedna sesja SMB tworzy wiele połączeń TCP?

Zamontowany udział i uwierzytelniona sesja plików pozostają logicznie zjednoczone, nawet gdy jedna sesja SMB może używać kilku połączeń. SMB wiąże dodatkowe kanały z istniejącą sesją, zamiast prezentować kilka niezwiązanych udziałów.

Żądania plików, odpowiedzi, kredyty i dane mogą być rozdzielane między te kanały. System operacyjny zarządza mapowaniem, więc aplikacja zwykle otwiera tę samą ścieżkę i uchwyt pliku, którego używałaby przy jednym połączeniu.

To różni się od uruchamiania kilku niezależnych programów kopiujących. Multikanałowość tworzy równoległość transportu w ramach jednej sesji SMB, podczas gdy protokół plików nadal zachowuje uwierzytelnianie, blokowanie, kolejność i semantykę udostępniania.

Jak RSS i wiele kart sieciowych zmienia dostępny poziom równoległości?

Receive Side Scaling pozwala jednej karcie sieciowej rozdzielać przetwarzanie odbioru na wiele rdzeni CPU. RSS rozkłada przetwarzanie sieciowe na rdzenie CPU, zamiast wymuszać przepływ o wysokiej prędkości przez jedną kolejkę procesora.

Przy kilku fizycznych kartach sieciowych SMB może również ustanawiać kanały przez różne interfejsy. Zwiększa to pojemność łącza i daje sesji oddzielne punkty awarii, pod warunkiem, że klient i NAS udostępniają kompatybilne dostępne ścieżki.

Pojedyncza karta sieciowa o wysokiej prędkości z obsługą RSS i dwie niezależne karty sieciowe to zatem różne topologie. Pierwsza poprawia równoległość CPU w ramach jednego łącza; druga może zwiększyć fizyczną przepustowość łącza oraz zapewnić redundancję.

Gdzie RDMA pasuje do SMB Multikanałowości?

SMB Direct to zdolność transportu RDMA używana przez SMB, podczas gdy Multikanałowość wybiera i łączy dostępne ścieżki SMB. RDMA zmniejsza użycie CPU przy przesyłaniu danych SMB, gdy oba końce i sieć obsługują wymaganą technologię RDMA.

Multikanałowość może działać przez zwykły TCP bez RDMA. Ścieżka obsługująca RDMA jest zazwyczaj preferowana ze względu na niższe obciążenie hosta, ale zwykły domowy NAS ze standardowymi adapterami Ethernet nadal może korzystać z wielu kanałów TCP.

RoCE i inne projekty RDMA wprowadzają własne wymagania dotyczące przełączników, zarządzania stratami, sterowników i topologii. Dodanie RDMA do domowego NAS to osobna decyzja infrastrukturalna, a nie wymóg podstawowego SMB Multichannel.

Jak Multichannel zapewnia przełączanie awaryjne bez ponownego uruchamiania kopiowania?

Ponieważ kilka połączeń należy do tej samej sesji SMB, pozostałe kanały mogą zachować sesję SMB. Klient może nadal korzystać z kanałów, które pozostają dostępne, zamiast odbudowywać całe połączenie udziału.

Przerwa może być nadal widoczna, podczas gdy wykrywana jest awaria połączenia i odzyskiwane są zaległe żądania. Trwałość pliku zależy również od dialektu SMB, zachowania serwera i limitu czasu aplikacji.

Multichannel chroni przed awarią połączenia lub ścieżki NIC; nie chroni przed ponownym uruchomieniem NAS, awarią puli magazynowej, utratą zasilania przełącznika ani przed tym, że wszystkie kanały przechodzą przez ten sam ukryty fizyczny komponent.

Dlaczego wiele połączeń sieciowych nie gwarantuje wielokrotnej prędkości transferu?

Wielointerfejsowy projekt Microsoft pozwala obciążeniom SMB korzystać z kilku kwalifikujących się ścieżek sieciowych, ale wiele ścieżek nie może przekroczyć wąskiego gardła magazynu. Dwuporotowy NAS nie może dostarczyć dwukrotnie większej przepustowości, gdy jego dyski lub procesor są już nasycone przez jeden port.

Klient musi również zapisywać lub odczytywać dane z łączną prędkością. Jeden wolny dysk SSD w laptopie, adapter USB, linia PCIe, proces szyfrowania lub ścieżka podpisywania SMB mogą utrzymać sesję poniżej sumy interfejsów sieciowych.

SMB zapewnia współdzielony dostęp do plików na różnych urządzeniach. Używaj Multichannel, gdy jeden klient SMB lub obciążenie może wykorzystać więcej niż jedną ścieżkę, następnie zweryfikuj aktywne kanały i zmierz ścieżkę przechowywania NAS, zanim potraktujesz niewykorzystaną przepustowość łącza jako błąd protokołu.

FAQ

Czy SMB Multichannel to to samo co agregacja łączy?

Nie. Agregacja łączy działa poniżej SMB i zwykle przypisuje każdy strumień do jednego łącza członkowskiego. SMB Multichannel tworzy kilka połączeń dla jednej sesji SMB i może ich używać bezpośrednio.

Czy klient 2,5GbE może używać dwóch portów NAS 1GbE?

Może wymagać w obsługiwanych topologiach, gdy klient i serwer SMB wykrywają kompatybilne kanały, a łącze klienta może odbierać łączny ruch. Rzeczywiste wsparcie zależy od implementacji NAS, systemu operacyjnego i możliwości karty sieciowej.

Czy SMB Multichannel wymaga przełącznika zarządzanego?

Nie z natury. Wiele zwykłych ścieżek Ethernet może działać przez przełącznik bez LACP, ale interfejsy, adresy, podsieci i topologia bez pętli muszą być poprawnie zaprojektowane.

Czy kopiowanie pliku przetrwa odłączenie jednego kabla?

Może kontynuować działanie na pozostałych kanałach, gdy klient i serwer utrzymują sesję SMB, chociaż wykrywanie i odzyskiwanie żądań może powodować chwilową przerwę.

Ostateczne wnioski

SMB Multichannel zamienia jedną sesję udostępniania plików w zestaw równoległych kanałów transportowych. RSS może rozdzielić szybkie połączenie na rdzenie CPU, wiele kart sieciowych może zwiększyć przepustowość i odporność ścieżki, a RDMA może obniżyć obciążenie CPU. Funkcja poprawia tylko ścieżkę sieciową; przechowywanie, I/O klienta, kompatybilność interfejsu i współdzielony sprzęt nadal decydują o tym, czy zmierzona prędkość transferu się skaluje.