Mit schnellen Netzwerkprotokollen zu preiswerteren Infrastrukturen Frischer Wind bei NFS und CIFS/SMB

Mit NFSv4.1 und SMB 3 erhielten die weltweit wichtigsten Dateiprotokolle kürzlich maßgebliche Updates. Ob Performance oder Security, die Entwickler haben bei den neuen Versionen zahlreiche Erweiterungen eingebaut.

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Obwohl es kaum einen Bereich gibt, der in den letzten Jahren so sehr an Bedeutung gewonnen hat, wie die Vernetzung von Server und Clients – man denke nur an die allgegenwärtige Cloud-Diskussion – tat sich lange Zeit nur wenig im Bereich der Netzwerkdateisysteme oder Dateiprotokolle.

Beim wichtigsten Vertreter SMB herrschte weitgehend Stillstand, die ersten Kommentatoren mutmaßten schon, dass Microsoft die Weiterentwicklung zugunsten von NFS einstellen könnte. Doch im April 2012 stellte der Windows-Gigant SMB Version 3.0 vor, das schon während der Entwicklungsphase als Version 2.2 Furore machte.

SMB 3 wird bei Windows 8 und Windows Server 2012 Standard sein. Die neueste Version zeigt, wie viel Potenzial in dem Protokoll steckt. Neben deutlich verbesserten Sicherheitsfeatures wie eingebauter Verschlüsselung von Daten während der Übertragung und einer Man-in-the-Middle-Erkennung, liegt der Schwerpunkt auf höherer Verfügbarkeit und Leistung. Mit SMB 3 sind Datenbanken und Hyper-V Shares problemlos auf nicht-blockbasierten Netzwerkdatenträgern möglich.

Mehr Durchsatz mit pNFS

Auch das Update für NFS enthielt einige massive Erweiterungen gegenüber bekannten (und gehassten) Eigenheiten des Protokolles. So wurden mit NFSv4.1 Anfang 2010 unter anderem Sessions und Statefulness eingeführt.

Damit sind Recovery-Aktionen deutlich einfacher und schneller möglich, denn Server und Client können nach einem Verbindungsfehler relativ simpel klären, welche Locks aktiv und welche Dateien geöffnet waren sowie welche Daten schon geschrieben wurden.

Gegenüber NFSv3 ist das ein Riesenvorteil. Ebenfalls neu in v4.1: pNFS (Parallel NFS), eine Protokollerweiterung, um Daten direkt vom Speichersystem zum Client zu transferieren, ohne den Umweg über Server.

Mittlerweile steht Version NFSv4.2 kurz vor der Verabschiedung, die aber in erster Linie Detailverbesserungen wie Application Data Blocks, Guaranteed Space Reservation und Server Side Copy mitbringen soll.

Vor allem Server Side Copy, eine Technik um bei großen Transfers den Client möglichst aus der bandbreitenintensiven Arbeit herauszuhalten, zeigt, worauf die NFS Special Interest Group der SNIA den Entwicklungsschwerpunkt legt: auf hohen Durchsatz, um mit den immer mehr zum Standard werdenden Non-Volatile-Speichern wie SSDs optimal umgehen zu können.

Das Recht auf freien Datenzugriff

Daher war auch pNFS die mit Abstand am meisten beachtete Neuerung in NFSv4.1. Definiert im RFC-5661, legt pNFS fest, wie Daten in einem verteilten Datensystem gelagert werden. Ein Metadaten-Server (MDS) verwaltet das Layout mit den Speicherorten der Dateien. Clients, die pNFS unterstützen, fragen beim MDS nach dem Lagerort der gewünschten Daten und beziehen die Dateien direkt vom Speicherort, ohne über einen Server als zwischengeschaltete Instanz gehen zu müssen.

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