Como é que o SMB Multicanal utiliza múltiplos caminhos para um NAS doméstico?

O SMB Multichannel usa múltiplos caminhos para um NAS doméstico ao ligar várias ligações de rede a uma sessão lógica SMB. O cliente e o servidor descobrem interfaces e capacidades utilizáveis, depois criam canais paralelos através de um adaptador com capacidade RSS, várias NICs físicas ou ligações com capacidade RDMA.

A funcionalidade pode aumentar a largura de banda e preservar uma sessão de ficheiros quando uma ligação falha, mas não soma simplesmente todas as velocidades das portas anunciadas. As interfaces selecionadas devem ser compatíveis e acessíveis, e os discos NAS, armazenamento do cliente, CPU, caminho PCIe e switch ainda definem o limite utilizável.

Como é que um cliente SMB descobre mais do que um caminho?

Após a primeira ligação SMB ser estabelecida, os pontos finais trocam informações sobre as suas interfaces de rede e capacidades. O SMB troca informações sobre as capacidades das interfaces, incluindo a velocidade da ligação e características que influenciam a seleção da interface.

Um caminho requer mais do que uma porta física extra. Ambos os pontos finais precisam de endereços que possam alcançar-se mutuamente, e as implementações SMB devem expor essas interfaces como elegíveis para a mesma sessão.

Interfaces com velocidades ou classes de capacidade diferentes podem não ser usadas em conjunto da forma que uma simples soma sugere. O SMB pode preferir adaptadores mais rápidos, com capacidade RSS ou RDMA, em vez de distribuir o tráfego de forma uniforme por todas as rotas existentes.

Por que é que uma sessão SMB cria múltiplas ligações TCP?

Uma partilha montada e uma sessão de ficheiros autenticada permanecem logicamente unificadas mesmo quando uma sessão SMB pode usar várias ligações. O SMB liga os canais adicionais à sessão existente em vez de apresentar várias partilhas não relacionadas.

Pedidos de ficheiros, respostas, créditos e dados podem ser distribuídos por esses canais. O sistema operativo gere o mapeamento, por isso uma aplicação normalmente abre o mesmo caminho e identificador de ficheiro que usaria com uma única ligação.

Isto difere de lançar vários programas de cópia independentes. O Multicanal cria paralelismo de transporte dentro de uma sessão SMB, enquanto o protocolo de ficheiros continua a preservar autenticação, bloqueio, ordenação e semântica de partilha.

Como o RSS e múltiplos NICs alteram o paralelismo disponível?

O Receive Side Scaling permite que um adaptador de rede distribua o processamento de receção por vários núcleos de CPU. O RSS distribui o processamento de rede pelos núcleos da CPU em vez de forçar um fluxo de alta velocidade através de uma única fila do processador.

Com vários NICs físicos, o SMB também pode estabelecer canais através de interfaces distintas. Isso aumenta a capacidade do link e oferece à sessão pontos de falha separados, desde que o cliente e o NAS exponham caminhos compatíveis e acessíveis.

Um único NIC de alta velocidade com capacidade RSS e dois NICs independentes são, portanto, topologias diferentes. O primeiro melhora o paralelismo da CPU dentro de um link; o segundo pode adicionar largura de banda física ao link, bem como redundância.

Onde se encaixa o RDMA no SMB Multicanal?

SMB Direct é a capacidade de transporte RDMA usada pelo SMB, enquanto o Multicanal seleciona e combina os caminhos SMB disponíveis. O RDMA reduz o uso da CPU para a movimentação de dados SMB quando ambos os pontos finais e a rede suportam a tecnologia RDMA necessária.

O Multicanal pode operar sobre TCP comum sem RDMA. Um caminho com capacidade RDMA é geralmente preferido devido à sua menor sobrecarga no host, mas um NAS doméstico normal com adaptadores Ethernet padrão ainda pode usar múltiplos canais TCP.

RoCE e outros designs RDMA introduzem os seus próprios requisitos de switch, gestão de perdas, driver e topologia. Adicionar RDMA a um NAS doméstico é uma decisão de infraestrutura separada, não uma caixa a assinalar necessária para o SMB Multichannel básico.

Como é que o Multichannel Fornece Failover Sem Reiniciar a Cópia?

Como várias ligações pertencem à mesma sessão SMB, os canais restantes podem preservar a sessão SMB. O cliente pode continuar a usar os canais que permanecem acessíveis em vez de reconstruir toda a ligação da partilha.

A interrupção pode ainda ser visível enquanto a ligação falhada é detetada e os pedidos pendentes são recuperados. A durabilidade do ficheiro também depende do dialeto SMB, comportamento do servidor e tempo limite da aplicação.

O Multichannel protege contra a falha de uma ligação ou caminho NIC; não protege contra o reinício do NAS, falha do pool de armazenamento, perda de energia do switch ou todos os canais a atravessarem o mesmo componente físico oculto.

Porque é que a Multipla Rede Não Garante Velocidade Múltipla de Transferência?

O design multi-NIC da Microsoft permite que cargas de trabalho SMB usem vários caminhos de rede elegíveis, mas múltiplos caminhos não podem ultrapassar o gargalo do armazenamento. Um NAS de duas portas não pode fornecer o dobro da largura de banda quando os seus discos ou CPU já estavam saturados por uma porta.

O cliente também deve escrever ou ler dados à taxa combinada. Um SSD lento de portátil, adaptador USB, via PCIe, processo de encriptação ou caminho de assinatura SMB pode manter a sessão abaixo da soma das interfaces de rede.

O SMB fornece acesso partilhado a ficheiros entre dispositivos. Use o Multichannel quando um cliente ou carga de trabalho SMB puder consumir mais do que um caminho, depois verifique os canais ativos e meça o caminho de armazenamento NAS antes de considerar a capacidade de ligação não utilizada como uma falha do protocolo.

Perguntas Frequentes

O SMB Multichannel é o mesmo que agregação de ligações?

Não. A agregação de ligações opera abaixo do SMB e normalmente distribui cada fluxo para uma ligação membro. O SMB Multichannel cria várias ligações para uma sessão SMB e pode usá-las diretamente.

Um cliente 2.5GbE pode usar duas portas NAS 1GbE?

Pode ser necessário em topologias suportadas quando o cliente e o servidor SMB descobrem canais compatíveis e a ligação do cliente pode receber o tráfego combinado. O suporte real varia consoante a implementação NAS, sistema operativo e capacidade da NIC.

O SMB Multichannel requer um switch gerido?

Não inerentemente. Múltiplos caminhos Ethernet comuns podem funcionar através de um switch sem LACP, mas as interfaces, endereços, sub-redes e topologia sem loops ainda precisam de um design correto.

Uma cópia de ficheiro sobrevive ao desligar de um cabo?

Pode continuar pelos canais restantes quando o cliente e o servidor mantêm a sessão SMB, embora a deteção e a recuperação de pedidos possam causar uma pausa temporária.

Conclusão Final

O SMB Multichannel transforma uma sessão de partilha de ficheiros numa série de canais de transporte paralelos. O RSS pode distribuir uma ligação de alta velocidade pelos núcleos da CPU, múltiplas NICs podem aumentar a largura de banda e a resiliência do caminho, e o RDMA pode reduzir a sobrecarga da CPU. A funcionalidade melhora apenas o caminho de rede; o armazenamento, a E/S do cliente, a compatibilidade da interface e o hardware partilhado continuam a determinar se a taxa de transferência medida escala.