SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA
SEMINAR
ATA preko Etherneta
Željko Tepšić
Voditelj: Stjepan Groš
Zagreb, svibanj, 2007.

ATA preko Etherneta
Sadržaj
Sadržaj ........................................................................................................................................ 2
1. Uvod ................................................................................................................................... 3
2. ATA preko Etherneta (AoE) .............................................................................................. 5
2.1 Što je AoE? .................................................................................................................. 5
2.2 Standardno AoE zaglavlje ............................................................................................ 8
2.3 ATA poruke (naredba 0) ............................................................................................ 11
2.4 Konfiguracijske/Upitne poruke (naredba 1)............................................................... 13
3. Korištenje AoE na Linux softverskom rješenju ............................................................... 15
3.1 Instalacija AoE poslužitelja........................................................................................ 15
3.2 Instalacija AoE klijenta .............................................................................................. 17
4. Zaključak .......................................................................................................................... 19
5. Literatura .......................................................................................................................... 20
2

Uvod
1. Uvod
Potaknuti pohlepom aplikacija za podacima i zahtjevima za arhiviranje podataka, IT odjeli
udvostručuju zahtjeve za pohranom podataka svake godine. Da bi držali korak sa zahtjevima i
pojednostavili upravljanje takvih ogromnih količina informacija, mnoge organizacije su uvele
sustave za pohranu podataka (engl. storage systems).
Sustavi za pohranu podataka predstavljaju diskovne sustave za pohranu velikih količina
podataka. Važna prednost većih diskovnih sustava je veća sigurnost i dostupnost podataka,
odnosno mogućnost pristupa podacima i u slučaju havarije. Sustav za pohranu podataka,
ovisno o izvedbi, može sadržavati i više stotina diskova ukupnog kapaciteta više desetaka
terabajta. Diskovni sustavi donose bolju iskorištenost uz veću sigurnost mehanike diska,
sustava napajanja, veza preko preklopnika i veza prema poslužiteljima. Omogućuju
jednostavnije proširenje diskovnog kapaciteta pojedinog računala bez potrebe da se računalo
fizički otvara i da se u njega dodaje još jedan fizički disk. Diskovi se, unutar sustava za
pohranu podataka mogu grupirati u tzv. RAID grupe koje, ovisno o tipu RAID polja, podižu
performanse diskova i/ili stupanj zaštite podataka od fizičke havarije korištenjem nekog
oblika redundancije, čime dostupnost podataka uvelike raste, a time raste i vrijeme
neprekidnog rada samih aplikacija koje koriste podatke smještene na sustavu za pohranu
podataka..
Razlikujemo više vrsta sustava za pohranu podataka, a ovisno o načinu njihova povezivanja s
računalima dijelimo ih na
• DAS (engl. Direct Attached Storage) – sustav koji objedinjuje diskove spojene na
sabirnicu jednog računala, neovisno o protokolu koji se koristi za prijenos podataka
(SCSI, SATA, ATA, FC).
NAS (engl. Network Attached Storage) – diskovni prostor koji koristi više računala,
•
nije direktno spojen niti na jedno računalo, nego je dio lokalne mreže i komunicira s
računalima TCP/IP protokolom. Računala koja koriste NAS, logičke cjeline takvog
diskovnog sustava vide i koriste pomoću NFS-a (engl. Network File System), gdje se
diskovi operacijskom sustavu predstavljaju kao mrežni diskovi.
• SAN (engl. Storage Area Network) – je podatkovna mreža velike brzine, odvojena od
lokalne mreže. Ideja takve mreže je da se za pristup podacima na diskovima ne koristi
lokalna mreža (LAN), nego da se za takav prijenos podatka koristi zasebna mreža
velike brzine. Osim u brzini, razlika je i u načinu prijenosa jer NAS prenosi podatke
TCP/IP, odnosno NFS/CIFS/HTTP protokolom, dok SAN-om putuju enkapuslirani
SCSI paketi. Isto tako datotekama i diskovima u NAS-u upravlja procesorski dio NAS
uređaja i poslužuje ih klijentima kao datoteke, dok datotekama i datotečnim sustavom
u SAN-u upravljaju sami poslužitelji.
Jedan od popularnih sustava za pohranu podataka je SAN. SAN ili mreža za pohranu
podataka je arhitektura povezivanja udaljenih računalnih uređaja za pohranu podataka, kao što
su diskovi, CD-ROM-ovi, na poslužitelje i to na način da se operacijskom sustavu
predstavljaju kao lokalno spojeni uređaji za pohranu podataka. Većina mreža za pohranu
podataka koristi SCSI protokol za komunikaciju poslužitelja i diskovnih uređaja.
3

ATA preko Etherneta
Postoji više mrežnih vrsta koje se koriste za realizaciju SAN-a:
• Fibre Channel (FC) – gigabitna mrežna tehnologija koja se primarno koristiti za
mrežnu pohranu podataka. Signali se šalju kroz bakrene parice i kroz optičke kablove.
Fibre Channel je trenutno najzastupljenija, najbrža i najskuplja mreža za pohranu
podataka.
Internet SCSI (iSCSI) - mrežni protokol zasnovan na Ethernetu koji omogućuje
•
prijenos SCSI naredbi preko TCP/IP sloja.
HyperSCSI – mrežni protokol zasnovan na Ethernetu koji omogućuje prijenos SCSI
•
naredbi direktno preko Ethernet sloja.
ATA preko Etherneta (AoE) – mrežni protokol zasnovan na Ethernetu koji omogućuje
•
pristupanje ATA diskovnim uređajima preko Ethernet sloja.
Danas je Ethernet dovoljno brz za većinu zahtjevnih mrežnih aplikacija, uz prihvatljivu
cijenu. U zadnjih desetak godina, jeftini čvrsti diskovi su doživjeli znatna poboljšanja na
brzini i kapacitetu. ATA/IDE diskovi su dostupni sa kapacitetima od 400GB i velikim radnim
vremenom prije otkazivanja po vrlo niskim cijenama. Kombinacija jeftine mrežne opreme i
diskova velikog kapaciteta je odlična podloga za realizaciju SAN-ova.
4

ATA preko Etherneta (AoE)
2. ATA preko Etherneta (AoE)
2.1 Što je AoE?
ATA preko Etherneta (engl. ATA over Ethernet, AoE) je mrežni protokol, temeljen na
otvorenim standardima, za prijenos podataka sa ATA/IDE čvrstih diskova direktno na mrežu
preko Etherneta. ATA (engl. Advanced Technology Attachment) je standardno sučelje za
komunikaciju između uređaja za pohranu podataka; u računalnoj industriji je poznato kao IDE
(engl. Integrated Drive Electronics).
AoE je razvila tvrtka Coraid [8], te je prvotno AoE bio namijenjen Linux poslužiteljima. Prva
implementacija AoE je bio Coraid-ov EtherDrive, disk za pohranu podataka, 2004.godine.
AoE je postao dio Linux jezgre (engl. kernel) od verzije 2.6.11.
AoE koristi samo dva mrežna sloja, fizički i Ethernet sloj. Iznad tih slojeva dolazi AoE sloj,
ATA sloj, te na kraju blok uređaj. Dakle, AoE enkapsulira standardne ATA diskovne naredbe
izravno u Ethernet okvire (engl. frames), koji se šalju blok uređajima. Kako AoE ne koristi
više mrežne slojeve iznad Etherneta, on se koristi kao spremište podataka samo unutar lokalne
mreže, jer ne koristi IP adresiranje, već adresira preko MAC adresa. Upravo to mu daje
prednost nad iSCSI mrežnim protokolom koji mora koristiti značajnu procesorsku snagu za
TCP/IP protokol, te općenito ima više mrežnih razina.
Slika 1. - AoE i iSCSI mrežni slojevi
5

ATA preko Etherneta
AoE poslužitelji mogu biti sastavljeni samo od procesora i diskovnog pogona smješteni na
tiskane pločice koje se smještaju u police (kućišta). Takve male pločice se zovu plošna
računala (engl. blades).
Protokol se sastoji od poruka zahtjeva (engl. request messages) koje se šalju AoE poslužitelju
(engl. target) i poruka odgovora (engl. reply messages) koje se šalju klijentskom računalu
(engl. initiator). Izgled takvih poruka je jednostavan i sastoji se od dva oblika: ATA i
Konfiguracijske/Upitne poruke. ATA poruke sadrže ATA naredbe i sve podatke pridružene
tom prijenosu, dok Konfiguracijske/Upitne poruke postavljaju konfiguracijske podatke i
„propitkuju“ poslužitelj. Obje poruke dijele standardan format zaglavlja koji omogućava
dostavu preko mreže.
Početak svake poruke identificira fizičku lokaciju traženog diska, sadrži korelacijsku oznaku i
definira vrstu poruke. Kako AoE ne koristi IP adrese, mrežno adresiranje se obavlja
korištenjem MAC adrese. Da bi ublažili kompleksnost korištenja MAC adresiranja uvodi se
više težinsko i manje težinsko (engl. major/minor) Ethernet adresiranje. Takvo adresiranje
fizičke lokacije diska se sastoji od 16 bitne više težinske (adresa kućišta/police) i 8 bitne
manje težinske adrese (adresa diskovnog mjesta u kućištu).
6

ATA preko Etherneta (AoE)
Rad AoE protokola se može opisati na način koji opisuje slika 2:
Slika 2. - Rad AoE protokola
1. AoE klijent periodički emitira AoE konfiguracijsku poruku za otkrivanje AoE uređaja
na mreži.
2. AoE disk (cilj) odgovara sa dostupnom AoE adresom diska.
3. AoE klijent šalje AoE poruku sa jedinstvenom identifikacijskom oznakom i ATA
diskovnim naredbama.
4. AoE disk(cilj) izvršava AoE poruku (pisanje/čitanje) i šalje istu oznaku kao odgovor.
5. Ako nije primljen nikakav odgovor, klijent opet šalje AoE poruku sa istom oznakom.
Ako je primljena poruka sa istom oznakom s kojom je poslana, naredba je uspješno
izvršena.
Operacijski sustavi koji podržavaju AoE su Windows, Linux i Mac OS X. Na njih je moguće
instalirati pokretačke programe namijenjene za klijentska računala. Najčešće se koriste
operacijski sustavi pokretani Linuxom. Hardversku podršku nudi tvrtka Coraid koja proizvodi
AoE plošna računala pod nazivom „EtherDrive“. Osim fizičkih poslužitelja postoje
pokretački programi „vblade“ [8] namijenjeni za operacijske sustave Linux.
Na AoE diskovima moguće je koristiti bilo kakav datotečni sustav, no preporuča se korištenje
grozd (engl. cluster) datotečnih sustava kao što su GFS i OCFS2, jer oni podržavaju pristup
diskovima od više klijentskih računala.
7

ATA preko Etherneta
2.2 Standardno AoE zaglavlje
Svaka od dvije vrste poruka, ATA i Konfiguracijska/Upitna, osim vlastitiog formata poruke
dijele standardni format za prvih 24 bajtova poruke. Standardno zaglavlje (engl. Common
Header) osigurava dovoljno informacija za slanje poruka između klijentskog računala (engl.
client host) i AoE poslužitelja. Standardno zaglavlje ima četiri funkcije. Prva funkcija
osigurava način povezivanja odgovora sa zahtjevom. Druga otkriva Ethernet adrese AoE
poslužitelja na nekoj fizičkoj lokaciji. Treća funkcija omogućuje razlikovanje zahtjeva od
odgovora. Četvrta funkcija sadrži informaciju o grešci. Zaglavlje poruke je prikazano na
slici.3.
Slika 3. - Standardno AoE zaglavlje
U zaglavlju se koriste dvije zastavice. Da bi spriječili slučajnu obradu odgovora AoE
poslužitelji će obraditi samo one poruke koje sadrže nulu u R zastavici. Klijenti postavljaju taj
bit u nulu u zahtjevima, a AoE poslužitelji postavljaju taj bit u 1 u odgovorima. Druga
zastavica se koristi za otkrivanje greške. Kada se zahtjev iz nekog razloga ne može obraditi, u
zaglavlje poruke odgovora na mjestu E bita se postavlja jedinica. U tom će slučaju polje
greške sadržavati poruku o greški.
Postoje pet vrsta poruka o greški:
Tabela 1- poruke o greški
Nepoznat kod naredbe. Poslužitelj ne razumije naredbu u polju
Greška 1
naredbi.
Neispravan parametar. Neispravna vrijednost parametra negdje u
Greška 2
polju argumenta.
Uređaj nije dostupan. Poslužitelj više ne prihvaća ATA naredbe.
Greška 3
Konfiguracijska poruka je već postavljena. Poslužitelj ne može
Greška 4
postaviti konfiguracijsku poruku jer je već postavljena.
Nepodržana verzija. Poslužitelj ne razumije broj koji se nalazi u
Greška 5
polju ver.
8

ATA preko Etherneta (AoE)
Ako su diskovi u upotrebi, AoE poruke se mogu staviti u red čekanja na AoE poslužiteljima.
Kada je završena prethodna obrada, preuzima se sljedeći zahtjev iz reda čekanja. Programska
podrška klijentskog računala je odgovorna za ponovno slanje poruke zahtjeva ukoliko
odgovor nije poslan u nekom razumnom vremenu. Da bi povezali odgovore sa zahtjevima i
provjerili da li su odgovori ikad primljeni, računalo klijenta može koristiti polje oznaka (engl.
tag field). AoE poslužitelji kopiraju polje oznaka iz zahtjeva u tablicu neodgovorenih
zahtjeva, tako da onaj koji zahtjeva može staviti informaciju korelacije u polje oznaka. Kada
je odgovor primljen, interna tablica oznaka klijentskog računala se pretražuje da bi pronašla
pridružen zahtjev. Rutine za prekoračenje vremena pretražuju tu tablicu tražeći zahtjeve
kojima nije poslan odgovor. Na taj način, AoE osigurava sve informacije potrebne za
pouzdano obavljanje operacija.
Sljedeća značajka osigurava način pronalaska AoE poslužitelja. AoE plošna računala su malo
veća od 3.5“ diskovnog uređaja. Takva računala su postavljenja na svoje mjesto u polici.
Moguće je imati više takvih polica koje su spojene na lokalnu mrežu. Standardno zaglavlje
sadrži polja koja sadrže informacije o lokacijama plošnih računala. Svaka polica ima svoju
posebnu adresu osiguravajući pritom jedinstven identitet. Svako plošno računalo može čitati
te adrese polica kao i svoju adresu lokacije u polici. Ti brojevi su predstavljeni u standardnom
zaglavlju kao adresa police (engl. major) i adresa plošnog računala (engl. minor). Ta polja se
koriste za pronalazak Ethernet adresa za specifičnu oštricu.
Slika 4. - Polica i plošna računala
9

ATA preko Etherneta
Adresiranje se postiže slanjem difuznih ethernet poruka (engl. Ethernet broadcast messages)
svim uređajima na mreži. AoE poslužitelj obrađuje poruke zahtjeva samo ako imaju upisane
sve adrese (adrese polica i plošnih računala). Ako želimo naći Ethernet adresu plošnog
računala, npr. polica 6 i plošno računalo 4, emitirat ćemo poruku koja će u poljima za policu i
plošno računalo sadržavati 6 i 4 respektivno. Samo će jedno plošno računalo moći odgovoriti.
A taj odgovor će imati Ethernet adresu tog plošnog računala. Moguće je poslati takve zahtjeve
koji će u sebi imati adresu svih polica i adresu jedinstvenog plošnog računala. Kao rezultat će
se javiti sva plošna računala s tom jedinstvenom adresom ako postoje u svim policama.
Suprotno tome, ako pošaljemo poruku sa jedinstvenom adresom police, i svim adresama
plošnih računala tada će se javit sva plošna računala u toj polici.
Slika 5. - Više polica sa plošnim računalima
Polje naredba sadrži nulu za ATA poruke, a jedinicu za Konfiguracijske/Upitne poruke. Polje
arg služi kao ulaz za određene kodove naredbi.
.
10

ATA preko Etherneta (AoE)
2.3 ATA poruke (naredba 0)
ATA (engl. Advanced Technology Attachment) je standard koji se razvio početkom 80-ih iz
ST506 sučelja koje je koristio disk kontroler 1010 tvrtke Western Digital. Ti čipovi bili su
ugrađeni u HBA (host bus adapters) koji su se koristili u IBM osobnim računalima. HBA su
uređaji koji spajanju računalo sa nekim drugim mrežnim uređajima i uređajima za pohranu
podataka.
Čip je imao određen broj registara koji su kontrolirali prijenos podataka. Skupina registara je
čuvala informacije o cilindrima, stazama i sektorima. Registar broja sektora je čuvao podatke
o broju sektora koje treba pročitati ili zapisati, i registar naredbe. Kada je u registar naredbe
bio zapisan operacijski kod, disk je mogao započeti prijenos podataka. Registar stanja i
registar greške su bilježili greške ili uspješno obavljanje naredbe.
U slučaju čitanja naredbe, podaci su se prenosili iz diska u međuspremnik na HBA, te je onda
HBA obavijestio računalo da je podatak dostupan za čitanje. Nakon toga računalo može
prebaciti podatak u lokalnu memoriju.
Dolazak IDE (Integrated Drive Electronics), kontrolerska funkcija je pomaknuta iz HBA u
sam disk. Brzina prijenosa za prijenos podataka između unutarnjeg međuspremnika i
memorije računala se povećala nekoliko puta. To je povezano u ATA standard. ATA standard
pokriva veze između diska i logičkog sučelja.
Originalni registri koji su čuvali informacije o cilindrima, stazama i sektorima su zamijenjeni
sa 24 bitnim logičkim blok adresama (LBA – logical block adress). Kako su diskovi
adresirani kao 512 bajtovni sektori, 24 bitovne LBA adrese su ograničile veličinu diskova na
137GB. Kada su diskovi prešli tu granicu uvedeno je 48 bitno adresiranje. To je postignuto
dodavanjem novih 48 bitovnih naredbi i dozvoljavanjem dvostrukog učitavanja starih
parametarskih registara. To je značilo da se moglo spremiti dvije vrijednosti u isti registar i
oba dvije vrijednosti su se koristile kao dio adrese. AoE isto tako dozvoljava upotrebu 48
bitnih LBA naredbi, što znači da je moguće koristiti 0.14 TB diskove.
Slika 6. - ATA zaglavlje
ATA poruke sadrže zahtjeve i odgovore za izvršavanje ATA prijenosa. ATA poruka sadrži
vrijednosti koje se pohranjuju u registre, a polje kontrolnih zastavica ukazuje kako da se
vrijednosti upotrebljavaju.
11

ATA preko Etherneta
ATA poruke mogu sadržavati tri naredbe:
• nema prijenosa podataka,
• podatak će se zapisati na disk
• podatak će se pročitati sa diska
Ništa u registrima parametara ne ukazuje koja će se od ovih operacija dogoditi. W bit i broj
sektora zajedno određuju da li će se podaci prenositi na ili sa uređaja. Ako se podaci pišu na
disk W bit je postavljen u jedinicu, a u brojaču sektora se mora nalazi broj sektora koji se
zapisuje. Kako se ATA naredbe prenose preko Etherneta, a ograničenje na veličinu okvira na
Ethernet mreži je 1520 bajtova, ne možemo slati više od 2 sektora od 512 bajta u jednoj
poruci. To znači da će brojač sektora biti manji ili jednak dva. Kada se podaci trebaju čitati sa
diska bit W mora biti postavljen na nulu, a u polju broja sektora mora pisati broj sektora koji
će se pročitati. Ako je operacija uspjela u polju podataka se mora nalaziti pročitani podaci.
Ako se ništa ne prenosi polje broja sektora mora biti postavljeno na nulu i bit W se onda
ignorira.
Kada se A bit postavi na jedan, AoE poslužitelj može odgovoriti čim dobije naredbu za
pisanje. Postavljanjem zahtjeva za pisanje u red može povećati performanse dozvoljavajući da
se više prijenosa podataka paralelno odvija. Postavljanjem bitova A i W poslužitelj stavlja u
međuspremnik zahtjev za pisanjem i trenutno odgovara, vraćajući polje argumenata
nepromijenjeno.
Ako je E bit u nuli, tada se koristi 24 bitno adresiranje. LBA vrijednosti se kopiraju u adresne
registre, vrijednosti značajka (engl. feature) i brojača sektora se kopiraju u pripadajuće
registre. Na kraju se naredba kopira u registar naredbe (Cmd) koji započinje sa prijenosom
podataka. AoE poslužitelj gleda registar stanja i nakon izvođenja naredbe, registri se kopiraju
u zaglavlje odgovora. Registar greške se kopira u Err/Feature polje, a registar stanja se kopira
u Cmd/Status polje. Odgovor od ATA poruke će sadržavati vrijednosti registra stanja i
registra greške zajedno sa ostatkom sadržaja registara parametara. Kada je E bit postavljen u
jedinicu u ATA poruci, onda definira naredbu kao LBA 48 bitovnu proširenu naredbu.
12

ATA preko Etherneta (AoE)
2.4 Konfiguracijske/Upitne poruke (naredba 1)
Shema povezivanja polica i plošnih računala je više nego dovoljna da se nekoliko klijentskih
računala poveže na desetke AoE poslužitelja. Ali što se broj klijentskih računala i AoE
poslužitelja povećava ta shema postaje sve manje učinkovita/privlačna. Drugi tip AoE poruka,
Konfiguracijske/Upitne poruke, omogućuje napredniju shemu povezivanja..
Na svakom AoE poslužitelju nalazi se mali dio postojane memorije koju koriste klijentska
računala za spremanje konfiguracijskih podataka. Ti konfiguracijski podaci mogu biti
proizvoljne binarne vrijednosti, a duljina smije biti do 1024 bajtova. Ta informacija nema
nikakvog značenja AoE poslužitelju, već služi kao spremište podataka za klijentsko računalo.
Konfiguracijske/Upitne poruke koriste taj podatak na dva načina. Konfiguracijski podaci se
mogu postaviti uvjetno ili bezuvjetno.
Slika 7. – Zaglavlje Konfiguracijske/Upitne poruke
Postavljanje konfiguracijskih podataka se može napraviti na dva načina. Prvo, zahtjev za
postavljanjem postavlja konfiguracijsku memoriju jedino ako je duljina trenutnih
konfiguracijskih podataka jednaka nuli, odnosno ako nije ništa u memoriji. Ako
konfiguracijska memorija već ima duljinu podataka veću od nule, zahtjev za postavljanjem se
ne obavlja. Druga naredba može prisiliti AoE poslužitelj da postavi konfiguracijsku
memoriju. Predviđene konfiguracijske vrijednosti mogu biti duljine nula omogućavajući time
poništavanje konfiguracijskih podataka.
Upitne poruke mogu sadržavati upite koji se koriste za uspoređivanje sa spremljenim
konfiguracijskim podacima. Podatak se ispituje na dva načina. Prvi način omogućuje da se
konfiguracijski podaci bezuvjetno čitaju, dok drugi način vraća konfiguracijske podatke
jedino ako se podaci za ispitivanje podudaraju sa onim postavljenim na AoE poslužitelju. To
znači da broj bajtova mora biti manji ili jednak broju bajtova na poslužitelju, a bajtovi se
moraju međusobno podudarat. Tada AoE poslužitelj odgovara sa potpunim konfiguracijskim
podacima.
13

ATA preko Etherneta
Posljednji upitni zahtjev traži točnu podudarnost sa podacima na poslužitelju, što znači da
moraju biti jednaki po duljini i sadržaju bajtova. Takav zahtjev se koristi kada klijentsko
računalo šalje upite svima tražeći točno određeni AoE poslužitelj.
Moguć je sljedeći scenarij. Svi AoE poslužitelji su predstavljeni klijentskom računalu i
duljina konfiguracijskih podataka jednaka je nuli. Klijentsko računalo želi si priskrbiti što više
prostora za pohranu podataka, pa stoga šalje svima upitne zahtjeve sa duljinom upita nula za
točno podudaranje. Svi AoE poslužitelji će odgovorit na taj zahtjev jer nemaju
konfiguracijske podatke i odgovaraju po usporedbi upitnoj poruci. Podaci se spremaju i
klijentsko računalo dobiva pozitivan odgovor. Međutim, ako dva klijentska računala
istovremeno pošalju poruke sa duljinom konfiguracijskog podatka nula dobit će jednake
pozitivne odgovore, pa oba računala mogu zahtijevati isti AoE poslužitelj. Oba dva klijentska
računala će poslati uvjetnu konfiguracijsku naredbu za postavljanje, ali zbog prirode
Etherneta, prvi zahtjev će postaviti konfiguracijski podatak. Drugi zahtjev neće uspjeti jer je
sada duljina podatka nije više nula. Na taj način je osigurano jednostavno i učinkovito
upravljanje redoslijedom ispunjavanja paralelnih zahtjeva.
Kao primjer, možemo promatrati RAID sustav klijentskog računala koji traži skup diskova
kako bi formirao RAID uređaj. RAID softver može postaviti na svakom AoE poslužitelju
dvodijelni konfiguracijski podatak. Prvi dio podatka može identificirati RAID skup, a drugi
identificira lokaciju AoE poslužitelja u tom skupu. Kad se klijentsko računalo ponovno
pokrene, ono šalje prefiksni upit sa jedinstvenim RAID imenom i prima odgovore svih AoE
poslužitelja koji spadaju u taj RAID skup. Ti odgovori sadržavaju sve konfiguracijske
podatke, te će svaki odgovor otkriti lokaciju AoE poslužitelja u skupu koji je poslao tu
poruku.
Tabela 2 - Konfiguracijske naredbe
Vrijednosti Opis
pročitaj konfiguracijsku poruku
0
Ispitaj konfiguracijsku poruku za identično
1
podudaranje
Ispitaj konfiguracijsku poruku za prefiksno
2
podudaranje
3 Postavi konfiguracijsku poruku
4 Bezuvjetno postavi konfiguracijsku poruku
14

Korištenje AoE na Linux softverskom rješenju
3. Korištenje AoE na Linux softverskom rješenju
Ovo poglavlje opisuje kako koristi AoE protokol korištenjem CentOS 4.4 Linux distribucije
[10]. Da bi ostvarili najjednostavniju mrežu potrebna su dva računala. Jedno računalo će biti
AoE poslužitelj (engl. target) koji daje svoj disk na raspolaganje na mrežu, a drugo je
klijentsko računalo (engl. initiator) koji koristi usluge diska za pisanje i čitanje podataka.
Da bi računala znala kako koristiti AoE protokol potrebno je skinuti AoE pokretački program
za klijentsko računalo[11], te pokretački program za AoE poslužitelj (vblade)[9]. Prvo
pokrećemo AoE poslužitelj, pa klijentsko računalo.
3.1 Instalacija AoE poslužitelja
Vblade je virtualno EtherDrive plošno računalo, program koji omogućuje da spremišta
podataka budu dostupna preko lokalne mreže (LAN) pomoću AoE protokola. Ta spremišta
podataka su blok uređaji kao što je primjerice /dev/md0, no to mogu biti i obične datoteke
predstavljene kao virtualni blok uređaj.
Nakon skidanja pokretačkih programa za AoE poslužitelj, potrebno je otpakirati arhivu te
pokrenuti proces instalacije
Stvaramo direktorij AoE_target u home korisničkom direktoriju:
$ mkdir /home/AoE_target
Otpakiravamo arhivu:
$ tar –C /home/AoE_target –xzvf vblade-14.tgz
Pokrećemo proces instalacije kao root korisnik iz direktorija u koji smo otpakirali datoteke:
# cd /home/AoE_target/vblade-14
# make install
Sljedeći korak je odabir diska kojeg želimo učiniti raspoloživim na lokalnoj mreži. U ovom
primjeru ćemo stavi na raspolaganje particiju na kojoj je instaliran CentOS. Postoje dvije
skripte za pokretanje vblade-a, jedna je vbladed skripta koja se izvršava u pozadini (engl.
deamon thread) , a izlaz šalje programu za čuvanje zapisa (engl. logger program). Primjer sa
pokretanjem vbladed skripte:
$ ./vbladed 2 0 eth0 /dev/hda1
Upisani parametri imaju sljedeće značenje:
• vbladed – ime skripte za pokretanje AoE poslužitelja
• 2 – broj police, taj broj predstavlja adresu na kojoj je smješten blok uređaj, taj broj
može biti prvi slobodan broj od 0 do 16
• 0 – broj blok uređaja, taj broj predstavlja mjesto tog bok uređaja u polici
• eth0 – mrežni uređaj
• /dev/hda1 - uređaj za pohranu podataka
15

ATA preko Etherneta
Drugi način pokretanja vblade-a je korištenjem skripte vblade, koja se izvodi kao
najobičniji program i ostaje pokrenuta sve dok se ne prekine. Parametri za pokretanje su
jednaki kao i kod prethodnog primjera s razlikom imena skripte.
$./vblade 2 0 eth0 /dev/hda1
Dobivamo sljedeći ispis.
pid 16967: e2.0, 8388610 sectors
Značenje ispisa je sljedeće:
• pid - označava ID procesa vblade deamon-a
• e2.0 - adresa police i plošnog računala
• 8388610 sectors - broj sektora na uređaju.
Isti ispis se nalazi u log datoteci pokretanjem vbladed skripte.
Slijedeći primjer pokazuje stvaranje virtualnog blok uređaja korištenjem datoteke. Stvorit
ćemo direktorij vdisk u direktoriju u kojem se nalaze datoteke vblade-a, te stvoriti datoteku
koja će predstavljat disk.
$ mkdir vdisk
$ dd if=/dev/zero of=vdisk/vdisk.ext3 bs=1K count=1
Značenja parametara:
• if - čitanje iz datoteke,
• of - pisanje u datoteku,
• bs - broj bajtova
• count - broj sktora
Nakon što smo stvorili datoteku moramo je predstaviti kao blok uređaj, a to radimo sljedećom
naredbom:
$ losetup /dev/loop1 /vdisk/vdisk.ext3
Parametar /dev/loop1 je ime kako će se zvat taj uređaj, to može biti npr. dev/loopX,
gdje je X prvi slobodan broj, a ime datoteke koja predstavlja taj uređaj
/vdisk/vdisk.ext3. Sada možemo staviti i taj uređaj na mrežu:
$./vbladed 9 1 eth0 /dev/loop1
Da bi maknuli disk sa mreže potrebno je ugasiti procese. Dakle ukoliko je disk iznajmljen
preko vbladed skripte potrebno je ubiti proces sa pripadajućim identifikacijskim brojem, a
ukoliko je disk iznajmljen preko vblade skripte potrebno je jednostavno prekinuti izvođenje
programa kombinacijom tipki CRL+C.
16

Korištenje AoE na Linux softverskom rješenju
3.2 Instalacija AoE klijenta
Da bi vidjeli uređaje na mreži i da bi im mogli pristupati potrebno je instalirati pokretačke
programe za klijentska računala. Nakon što smo skinuli upravljačke programe potrebno ih je
otpakirati iz arhive. Postupak otpakiravanja je jednak kao u primjeru za AoE poslužitelje.
Instalacija se izvodi naredbom:
# make install
Da bi provjerili da li su pokretački programi uspješno prevedeni u jezgru operacijskog sustava
možemo provjeriti sljedećom naredbom.
$ modprobe aoe
Ako je sve u redu ništa se ne ispisuje, u suprotnom dobivamo ispis o greški. Provjeru da li su
moduli za AoE učitani radimo sljedećom naredbom:
$ lsmod | grep aoe
aoe 32928 1
Prilikom instalacije pokretačkih programa instaliraju se i alati za korištenje AoE protokola.
Dostupni alati su sljedeći:
Tabela 3 - AoE alati
Alati Opis
otkriva AoE uređaje na mreži
aoe-discover
otpuštanje nedostupnih uređaja
aoe-flush
zabrana mrežnih sučelja koji se koriste za AoE
aoe-interfaces
kreira „slovo“ i datoteke blok uređaja
aoe-mkdevs
kreira datoteke za blok uređaj za jednu adresu police
aoe-mkshelf
osvježavanje stanja za uređaje
aoe-revalidate
ispis statusnih informacija AoE uređaja
aoe-stat
jednostavna komunikacija sa AoE uređajima
aoeping
Sljedeće što ćemo napraviti je upisati naredbu za otkrivanje dostupnih AoE diskova, te ispisati
njihov status.
$ aoe-discover
$ aoe-stat
Dobivamo sljedeći ispis:
e2.0 eth0 up
e9.1 eth0 up
Svaki od ovih diskova je predstavljen kao blok uređaj u /dev/etherd/eX.X direktoriju
(X predstavljaju adrese polica i plošnih računala). Sada je moguće raditi sve što možemo
raditi i sa ostalim diskovnim uređajima. Ukoliko na tim diskovima nije formiran datotečni
sustav to možemo napraviti sljedećom naredbom:
17

ATA preko Etherneta
$ mkfs –t ext3 /dev/etherd/e9.1
Formirali smo ext3 datotečni sustav. Da bi diskove mogli koristi potrebno ih je mountati.
$ mount /dev/etherd/e9.1 /mnt
Da bi pokazali da to sve radi stvorit ćemo datoteku na blok uređaju koji smo mountali i u tu
datoteku upisati neki sadržaj.
$ echo Hello world from AoE !!! > /mnt/test.txt
$ cat /mnt/test.txt
Hello world from AoE !!!
18

Zaključak
4. Zaključak
AoE protokol je jednostavan i fleksibilan protokol koji omogućava pristupanje ATA
diskovima preko Ethernet mreže Jednostavan je za implementaciju, stoga je i cijena
implementacije niska. Možemo slikovito reći da AoE zamjenjuje tradicionalni IDE ili SATA
kabel za Ethernet kabel i cjenovno povoljne preklopnike. Zbog toga je moguće imati više
AoE poslužitelja na lokalnoj mreži. AoE komunicira sa drugim uređajima na mreži
korištenjem MAC adresa, koje limitiraju AoE samo na lokalnu mrežu. Diskovni uređaji koji
se koriste su ATA/IDE diskovi. Korištenje poslužitelja shvaćamo kao lokalne diskove, a ne
kao udaljena spremišta podataka. Kao rezultat koristimo jednostavno podatkovno povezivanje
za prijenos poruka na lokalnoj mreži.
AoE je dizajniran prije svega zbog jednostavnosti i lake upotrebe, ali ne i za sigurnost.
Moguće je izvesti nekoliko napada na mrežu zbog nedostatka autentifikacije. Upadom u jedno
računalo dobivaju se svi ostali diskovi na mreži koje koriste druga računala. Međutim,
pravilnom izgradnjom mrežne infrastrukture koja koristi AoE moguće je povećati sigurnost.
AoE sigurno neće zamijeniti IBM velike podatkovne centre, niti će AoE smanjiti prodaju
iSCSI opreme. AoE će koristi oni koji žele imati sustave spremišta podataka na lokalnoj
mreži za e-mail poslužtelje, baze podataka, video nadzor itd. Ukoliko su potrebne mogućnosti
kao što je enkripcija, routabilnost i korisnički pristup spremištu podataka, iSCSI je bolji izbor.
Prednosti AoE-a:
• AoE ne koristi teški (engl. heavyweight) transportni protokol već se nalazi na vrhu
Ethernet sloja.
• AoE je jeftin
• AoE koristi Ethernet, a ta je razina već svima poznata
• AoE smanjuje cikluse procesioniranja. (iSCSI zahtjeva TCP/IP što uzrokuje
kompleksnost obrade podataka, dok kod AoE nije slučaj)
• AoE pokretački softver računala podržava operacijske sustave Windows, Linux i Mac
OS X
Nedostaci:
• AoE je jeftin, ali više podržan iSCSI nije puno više skuplji ako se pogledaju sve
mogućnosti koje pruža
• AoE još nije enterprise-ready
• AoE je dostupan samo na lokalnoj mreži, dok Fibre Channel i iSCSI je dostupan preko
cijele mreže i Interneta.
• mrežna sigurnost
• ATA diskovi nisu toliko pouzdani kao njihov pandan SCSI.
19

ATA preko Etherneta
5. Literatura
1. Brantley Coile, Sam Hopkins: The ATA over Ethernet Protocol
URL: http://www.coraid.com/pdfs/documentation/AoEDescription.pdf
2. Brantley Coile, Sam Hopkins: AoE (ATA over Ethernet)
URL: http://www.coraid.com/documents/AoEr10.txt
3. The ATA over Ethernet (AoE) Protocol
URL: http://www.linux-mag.com/id/2028/
4. ATA over Ethernet
URL: http://en.wikipedia.org/wiki/ATA_over_Ethernet
5. Brantley Coile, Protocol weds Ethernet and ATA drives. Network World, 05/29/06
URL: http://www.networkworld.com/news/tech/2006/052906-ata-over-ethernet.html
6. Ed Cashin, Kernel Korner - ATA Over Ethernet: Putting Hard Drives on the LAN
URL: http://linuxjournal.com/node/8149
7. Srce novosti, broj 6/veljača 2005, ISSN 1334-5109
8. Tvrtka Coraid
URL: htttp://www.coraid.com
9. Pokretački program „vblade“
URL: http://sourceforge.net/projects/aoetools/
10. CentOS
URL: http://www.centos.org/modules/tinycontent/index.php?id=15
11. Pokretački program za Linux klijentska računala
URL: http://www.coraid.com/support/linux/
20