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RSIO (Remote Storage I/O) ist ein von der deutschen Firma OSL speziell für Netzwerkinfrastrukturen und Speichervirtualisierung entwickeltes Block-I/O-Protokoll. Es wurde 2009 zum ersten Mal öffentlich vorgestellt.[1][2]

Eigenschaften und Funktionen Bearbeiten

RSIO wählt nicht das bei Block-I/O-Protokollen für Netzwerke allgemein üblichen Vorgehen, für Festplatten genutzte Schnittstellen wie SCSI oder ATA zu implementieren, sondern bildet stattdessen die eigentliche Block-I/O-Schnittstelle des Betriebssystems auf einem entfernten Server ab. Der Protokollstack wird damit sowohl auf der Serverseite (entspricht einem FC-Target) als auch auf der Client-Seite (entspricht FC-Initiator) deutlich flacher, was zu einer signifikanten Reduzierung des CPU-Bedarfs für den Transport und geringfügig kürzeren Latenzen führt. In der Administration wird zwischen Netzwerkverbindungen und Device-Kontext unterschieden, so dass Probleme bei der Abbildung von Bus-Protokollen auf Netzwerkarchitekturen umgangen werden.[3]

Das Protokoll beschreibt auch Funktionen wie Netzwerk-Discovery, Multipathing einschließlich Trunking und Error Recovery. Zur Übertragung werden Frames variabler Größe verwendet, die je Frame einen Overhead von 16Bytes erzeugen. Ebenso wie iSCSI nutzt RSIO TCP-Sockets, jedoch werden I/O-Pakete prinzipiell mit einem Multiplex-Verfahren übertragen, das bei mehrkanaliger Anbindung die Transportzeiten im Vergleich zu iSCSI deutlich reduziert. Die Nachteile von Ethernet gegenüber Fibre Channel hinsichtlich der Latenzen werden damit bei gleicher nomineller Übertragungsrate je nach Anwendungsfall teilweise bis vollständig kompensiert. Mit RSIO sind Transferraten von 116MByte/s über eine GBit-Ethernetschnittstelle möglich. Bei mehreren Schnittstellen skaliert der Durchsatz nahezu linear, 10GE liefert entsprechend höhere Bandbreiten.[4] Das Protokoll kombiniert so die Eignung für Unternehmensnetze (u. a. Routingfähigkeit und große Zahl von Rechnerknoten) mit einer hohen Performance und niedrigem CPU-Bedarf.

RSIO erlaubt n:n-Beziehungen zwischen Storage-Servern und Storage-Clients und damit Cluster von Servern und Clients. Geräte können von mehreren Servern angeboten werden und bilden so einen "Namespace". Clients können zugleich auf mehrere Namespaces zugreifen, auch der Shared Device Access durch mehrere Clients ist möglich. Wird RSIO in Verbindung mit einer Speichervirtualisierung verwendet, entfallen festplattenbezogene Aufgaben wie Plattenformatierung oder Partitionierung.

RSIO im Netzwerk

Die derzeit bekannte Implementierung unterstützt in einem Namespace bis zu 256 Server und 8192 Clients mit je bis zu 8 Netzwerk-Interfaces. In Verbindung mit TCP/IP ist das Protokoll routingfähig. Auf dem Client stellt sich ein RSIO-Device wie eine lokale Festplatte dar, der Zugriff erfolgt blockbasierend, so dass das Protokoll für Datenbanken, Filesysteme und für andere Anwendungen geeignet ist. Im Kontext virtueller Maschinen erlaubt die Fähigkeit zum parallelen, kontrollierten Zugriff durch mehrere Clients eine Live-Migration.

Vergleich mit iSCSI, Fibre Channel und FCoE Bearbeiten

Bei der Verwendung von Ethernet-Netzwerken gelten hinsichtlich der Hardware die gleichen Randbedingungen wie für iSCSI. In der Netto-Übertragungsgeschwindigkeit bietet RSIO gegenüber iSCSI Vorteile bei gleichzeitig deutlich reduziertem CPU-Bedarf. Fibre Channel zeichnet sich im Vergleich zu iSCSI und RSIO durch niedrigere CPU-Belastung sowie zumeist kürzere Latenzen und (bei gleicher Datenrate im Netzwerk) höhere Durchsätze aus. Demgegenüber bietet RSIO durch seine Netzwerk-, Virtualisierungs- und Verfügbarkeitseigenschaften interessante Ansätze für skalierbare Infrastrukturen (Cloud-Konzepte) und virtuelle Maschinen. RSIO benötigt im Unterschied zu FCoE kein "Lossless Ethernet" und funktioniert bei vergleichbarem Potential für Netzwerkkonvergenz auch mit konventionellen Ethernet-Switches und dazu passender Verkabelung.

Paket-/Frameaufbau und Payload

Bei Verwendung von Ethernet werden RSIO-Frames über Ethernet-Pakete transportiert. Wird TCP genutzt, kann sich ein Frame auch über mehrere Ethernet-Pakete erstrecken. Wegen des Multiplexverfahrens und der der variablen Framegröße variiert der Payload eines RSIO-Frames entsprechend, die Transportzeiten sind jedoch bereits mit Standard-Paketgrößen kürzer als bei iSCSI mit Jumbo Frames.

Implementierungen Bearbeiten

Da Server und Client direkt über die Block-I/O-Schnittstelle des jeweiligen Clients kommunizieren, wird auf Server- wie auf Clientseite entsprechende Software benötigt. Es gibt Implementierungen für Ethernet auf aktuellen Distributionen von Solaris und Linux, jedoch nicht für Microsoft Windows oder VMware vSphere.

Ähnliche Protokolle Bearbeiten

  • iSCSI (SCSI over IP): Bei iSCSI werden SCSI-Pakete in TCP/IP gekapselt. Neben dem Gesamtdesign der Kommunikation liegt ein wesentlicher Unterschied in der Umwandlung von I/O-Aufträgen in SCSI-Requests, woraus höherer Ressourcenbedarf und niedrigere Durchsätze resultieren. iSCSI bietet keine besondere Virtualisierungs- oder Clusterunterstützung, ist aber anders als RSIO auf allen wichtigen Plattformen verfügbar.
  • ATA over Ethernet: Bei ATA over Ethernet werden ATA/ATAPI-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu RSIO erfolgt keine Kapselung in TCP/IP, ATAoE ist nicht routingfähig.
  • Fibre Channel: FC definiert ein nicht routingfähiges Standardprotokoll aus dem Bereich der Speichernetzwerke, das als Nachfolger von SCSI für die Hochgeschwindigkeitsübertragung großer Datenmengen konzipiert wurde. FC ist nicht mit Ethernet kompatibel, es wird eine separate Infrastruktur (NICs, Switche, usw.) benötigt.
  • Fibre Channel over Ethernet: Bei Fibre Channel over Ethernet werden Fibre Channel-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu RSIO erfolgt aber keine Kapselung in TCP/IP, FCoE ist nicht routingfähig.
  • Fibre Channel over IP: Bei Fibre Channel over IP werden Fibre Channel-Pakete zusätzlich in TCP/IP gekapselt. FCoIP ist daher routingfähig.
  • HyperSCSI: Bei HyperSCSI werden SCSI-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu RSIO erfolgt keine Kapselung in TCP/IP, HyperSCSI ist damit nicht routingfähig.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. http://www.speicherguide.de/news/osl-praesentiert-neues-block-i-o-protokoll-11540.aspx
  2. Susanne Nolte: Storage Networking World Europe in Frankfurt/Main In: iX. Magazin für professionelle Informationstechnik. Nr. 12, Dezember 2009, ISSN 0935-9680, S. 14.
  3. RSIO - Storage Networking der nächsten Generation (PDF; 617 kB) Tutorial SNW Europe. September 2010. Zugriff 18. März 2013
  4. RSIO - Remote Storage I/O (PDF; 4,1 MB) Beitrag zum Linuxtag. Mai 2012. Zugriff 18. März 2013


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