Was ist ein Netzwerkblockiergerät?

Ein Network Block Device (NBD) ist eine auf Linux®- und Unix®-Computersystemen verwendete Remotedatenspeichertechnik, mit der ein Clientcomputer auf einen Datenspeicher auf einem Remotesystem zugreifen kann. Sobald der Client-Computer das NBD eingerichtet hat, wird es verwendet, als wäre es ein Festplattenlaufwerk, das sich tatsächlich auf dem Client befindet, und nicht irgendwo anders im Netzwerk. Das Netzwerkblockiergerät auf dem Server kann eine tatsächliche Festplatte oder sogar ein bestimmter Dateityp sein, auf den zugegriffen werden kann, als wäre es eine Festplatte. Die Methode ist zwar langsamer als eine lokale Festplatte, eignet sich jedoch für eine Reihe von Fällen, z. B. für Backup- oder Kompaktcomputer ohne Festplattenlaufwerk.

Die Verwendung des Netzwerkblockgeräts erfordert in den meisten Fällen ein Server- und ein Clientmodell. Auf dem Server bleibt der sogenannte Geräteknoten erhalten. Dies ist in der Regel entweder eine Festplatte, ein Array von Festplatten oder ein Dateityp, der häufig als Festplattenabbild bezeichnet wird. Auf dem Server wird eine kleine Software namens Daemon ausgeführt, mit der ein Client vom Server aus auf den Geräteknoten zugreifen und ihn lokal bereitstellen kann. Aus Sicht des Clientcomputers wird auf den Geräteknoten so zugegriffen, als ob es sich um ein anderes Festplattenlaufwerk handeln würde.

Das Netzwerkblockgerät ähnelt in vielerlei Hinsicht einer anderen Technik, die von Unix®-Systemen verwendet wird, die als Netzwerkdateisystem (NFS) bezeichnet wird. Ein Hauptunterschied ist jedoch das Protokoll, über das die Kommunikation stattfindet. NFS verwendet das User Datagram Protocol (UDP), während NBD das Transmission Control Protocol (TCP) verwendet. Da UDP eine Art Feuer-und-Vergessen-Methode für die Paketübertragung über das Netzwerk ist, kann es vorkommen, dass der Client die erneute Übertragung der Daten anfordert. Andererseits stellt die TCP-Kommunikation eine dedizierte Verbindung zwischen dem Client und dem Server her und stellt sicher, dass die NBD-Daten korrekt gelesen und geschrieben werden.

Diese Fähigkeit in einer Netzwerkblock-Geräteimplementierung ermöglicht, dass einige spezielle Arten der Plattenspiegelung zwischen Client und Server eingerichtet werden. Diese Technik wird als redundantes Array unabhängiger Festplatten (RAID) bezeichnet. Bei einem RAID-Setup vom Typ 1 werden die Daten auf einer Festplatte auf eine beliebige Anzahl zusätzlicher Festplatten gespiegelt, sodass bei einem Ausfall einer der Festplatten ein sofort verfügbares Backup möglich ist. Im Wesentlichen wird das Array vom Betriebssystem des Computers als einzelne Festplatte betrachtet.

Ein solches Produkt, das die Netzwerkblockgerätetechnik in großem Umfang nutzt, ist als verteiltes repliziertes Blockgerät (DRBD®) bekannt. Ein DRBD®-Setup wird häufig für sehr große Festplatten-Arrays verwendet, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern. In diesem Fall wird jedoch ein Festplattenarray in einem RAID-Format eingerichtet und dann mithilfe einer NDB auf andere Festplattenarrays gespiegelt. Der DRBD® ist dann für eine beliebige Anzahl von Client-Computern zugänglich.

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