ATA a través de Ethernet

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ATA over Ethernet ( AoE ) es un protocolo de red desarrollado por Brantley Coile Company, diseñado para el acceso simple y de alto rendimiento a dispositivos de almacenamiento en bloque a través de redes Ethernet . Se utiliza para construir redes de área de almacenamiento (SAN) con tecnologías estándar de bajo costo.

AoE se ejecuta en Ethernet de capa 2. AoE no utiliza el Protocolo de Internet (IP); no se puede acceder a él a través de Internet ni de otras redes IP. En este sentido, es más comparable a Fibre Channel over Ethernet que a iSCSI .

Con menos capas de protocolo, este enfoque hace que AoE sea rápido y liviano. También hace que el protocolo sea relativamente fácil de implementar y ofrece escalabilidad lineal con alto rendimiento. La especificación de AoE tiene 12 páginas ^[1] en comparación con las 257 páginas de iSCSI. ^[2]

Formato del encabezado AoE:

 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 0 | Dirección MAC de destino Ethernet | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 4 | Destino Ethernet (cont.) | Dirección MAC de origen Ethernet | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 8 | Dirección MAC de origen Ethernet (cont.) | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 12 | Tipo de Ethernet (0x88A2) | Ver | Indicadores | Error | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 16 | Mayor | Menor | Comando | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 20 | Etiqueta | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+ 24 | Arg | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+-+

AoE tiene el EtherType 0x88A2 asignado por IEEE.

Los discos duros SATA (y los antiguos PATA) utilizan el protocolo Advanced Technology Attachment (ATA) para emitir comandos, como lectura, escritura y estado. AoE encapsula esos comandos dentro de tramas Ethernet y les permite viajar a través de una red Ethernet en lugar de un cable SATA o de cinta de 40 pines. Aunque internamente AoE utiliza el protocolo ATA, presenta los discos como SCSI al sistema operativo. Además, los discos reales pueden ser SCSI o de cualquier otro tipo; AoE no se limita a los discos que utilizan el conjunto de comandos ATA. Al utilizar un controlador AoE, el sistema operativo host puede acceder a un disco remoto como si estuviera conectado directamente.

La encapsulación de ATA proporcionada por AoE es simple y de bajo nivel, lo que permite que la traducción se realice con alto rendimiento o dentro de un dispositivo pequeño integrado, o ambos.

AoE es un protocolo de capa 2 que se ejecuta en la capa de enlace de datos, a diferencia de otros protocolos SAN que se ejecutan sobre la capa 3 utilizando IP. Si bien esto reduce la sobrecarga de procesamiento significativa de TCP/IP, significa que los enrutadores no pueden enrutar datos de AoE a través de redes dispares (como una red de campus o Internet). En cambio, los paquetes de AoE solo pueden viajar dentro de una única red de área de almacenamiento Ethernet local (por ejemplo, un conjunto de computadoras conectadas al mismo conmutador o en la misma subred LAN o VLAN ).

La no enrutabilidad de AoE es el único mecanismo de seguridad (es decir, un intruso no puede conectarse a través de un enrutador; debe conectarse físicamente al conmutador Ethernet local donde no se utiliza la tunelización de tramas Ethernet sobre redes enrutadas). Sin embargo, no existen mecanismos específicos de AoE para la verificación o el cifrado de contraseñas. El protocolo permite que los objetivos de AoE, como los dispositivos de almacenamiento Coraid , vblade y GGAOED, establezcan listas de acceso ("máscaras") que permitan conexiones solo desde direcciones MAC específicas (aunque estas pueden falsificarse). La mayoría de los AoE son más seguros mediante el uso de VLAN Ethernet.

El protocolo AoE proporciona un mecanismo para el bloqueo cooperativo basado en host. Cuando más de un iniciador de AoE utiliza un objetivo de AoE, deben comunicarse para evitar interferir entre sí mientras leen y escriben los datos de la cadena de configuración en el dispositivo AoE compartido. Sin esta cooperación, es probable que se produzcan daños en el sistema de archivos y pérdida de datos, a menos que el acceso sea estrictamente de solo lectura o se utilice un sistema de archivos en clúster .

Una opción que ofrece AoE es utilizar el propio dispositivo de almacenamiento como mecanismo para determinar el acceso a un host específico. Esta es la función de "cadena de configuración" de AoE. ^[3] La cadena de configuración puede registrar quién está utilizando el dispositivo, así como otra información. Si más de un host intenta configurar la cadena de configuración simultáneamente, solo uno lo logra. El otro host es informado del conflicto.

Los siguientes sistemas operativos proporcionan compatibilidad con ATA sobre Ethernet (AoE):

Coraid ofrecía una gama de dispositivos SAN AoE bajo la marca EtherDrive , junto con puertas de enlace sin disco que agregan funcionalidad de almacenamiento conectado a la red , mediante los protocolos NFS o SMB , a uno o más dispositivos AoE. La marca Coraid ahora es propiedad de SouthSuite, Inc., una empresa fundada por Brantley Coile , quien fundó Coraid .

En 2007, LayerWalker ^[10] anunció el hardware AoE denominado miniSAN ^[11] que funciona tanto en Fast Ethernet como en Gigabit Ethernet. La familia de productos miniSAN ofrece funciones de servidor AoE estándar más otras funciones de gestión dirigidas a los mercados de PC, consumidores y pequeñas y medianas empresas .

Aunque AoE es un protocolo de red simple, abre un complejo campo de posibilidades de almacenamiento. Para comprender y evaluar estos escenarios de almacenamiento, resulta útil familiarizarse con algunos conceptos.

Una SAN permite extraer el disco duro físico del servidor que lo utiliza y colocarlo en la red. Una interfaz SAN es similar en principio a las interfaces que no están en red, como SATA o SCSI. La mayoría de los usuarios no utilizarán una interfaz SAN directamente. En su lugar, se conectarán a un servidor que utilice un disco SAN en lugar de un disco local. Sin embargo, también se puede utilizar la conexión directa.

Al utilizar una red SAN para acceder al almacenamiento, existen varias ventajas potenciales sobre un disco local:

• Es más fácil agregar capacidad de almacenamiento y la cantidad de almacenamiento es prácticamente ilimitada.
• Es más fácil reasignar la capacidad de almacenamiento.
• Los datos pueden ser compartidos.
• Además, en comparación con otras formas de almacenamiento en red, las SAN son de bajo nivel y alto rendimiento.

Para utilizar un disco SAN, el host debe formatearlo con un sistema de archivos. Sin embargo, a diferencia de un disco SATA o SCSI, a un disco duro SAN pueden acceder varias máquinas. Esto es una fuente de peligro y de oportunidades.

Los sistemas de archivos tradicionales (como FAT o ext3 ) están diseñados para que un único host pueda acceder a ellos y provocarán un comportamiento impredecible si acceden a ellos varias máquinas. Se pueden utilizar dichos sistemas de archivos y AoE ofrece mecanismos mediante los cuales se puede proteger un objetivo de AoE contra el acceso simultáneo (consulte: Cadena de configuración).

Los sistemas de archivos de disco compartido permiten que varias máquinas utilicen un solo disco duro de forma segura mediante la coordinación del acceso simultáneo a archivos individuales. Estos sistemas de archivos se pueden utilizar para permitir que varias máquinas accedan al mismo objetivo de AoE sin un servidor o sistema de archivos intermedio (y con un mayor rendimiento).

• HiperSCSI
• iSCSI
• Canal de fibra sobre Ethernet (FCoE)
• Banda Infinita
• Dispositivo de bloqueo de red

• Artículos:
  • ATA sobre Ethernet: cómo colocar discos duros en la red LAN — Linux Journal (28 de abril de 2005)
  • ATA over Ethernet permite una SAN orientada a Linux de bajo costo — LinuxDevices.com (23 de junio de 2004)
  • El protocolo ATA sobre Ethernet (AoE) ^[usurpado] — Linux Magazine (15 de junio de 2005)
• Cómo hacerlo:
  • Uso de ATA a través de Ethernet en Debian Etch
• Protocolo:
  • Definición del protocolo AoE