El servidor de metadatos en pNFS se establece cuando un cliente inicia un montaje utilizando NFSv4.1 o posterior cuando pNFS está habilitado en el servidor NFS. Una vez hecho esto, todo el tráfico de metadatos se envía a través de esta conexión y permanece en ella mientras dura el montaje, incluso si la interfaz se migra a otro nodo.

La compatibilidad de pNFS se determina durante la llamada de montaje, específicamente en las llamadas EXCHANGE_ID. Esto se puede ver en una captura de paquetes debajo de las operaciones NFS como una bandera. Cuando las banderas pNFS EXCHGID4_FLAG_USE_PNFS_DS y EXCHGID4_FLAG_USE_PNFS_MDS se establecen en 1, entonces la interfaz es elegible para operaciones de datos y metadatos en pNFS.

Los metadatos en NFS generalmente consisten en atributos de archivos y carpetas, como identificadores de archivos, permisos, tiempos de acceso y modificación e información de propiedad. Los metadatos también pueden incluir crear y eliminar llamadas, vincular y desvincular llamadas y cambiar nombres.

En pNFS, también hay un subconjunto de llamadas de metadatos específicas para la función pNFS y se tratan con más detalle en "RFC 5661". Estas llamadas se utilizan para ayudar a determinar dispositivos elegibles para pNFS, asignaciones de dispositivos a conjuntos de datos y otra información requerida. La siguiente tabla muestra una lista de estas operaciones de metadatos específicas de pNFS.

Una vez establecido el servidor de metadatos y comienzan las operaciones de datos, ONTAP comienza a rastrear los ID de dispositivos elegibles para operaciones de lectura y escritura de pNFS, así como las asignaciones de dispositivos, que asocian los volúmenes en el clúster con las interfaces de red local. Este proceso ocurre cuando se realiza una operación de lectura o escritura en el montaje. Llamadas de metadatos, como GETATTR. no activará estas asignaciones de dispositivos. Como tal, ejecutar una ls El comando dentro del punto de montaje no actualizará las asignaciones.

Los dispositivos y las asignaciones se pueden ver usando la CLI de ONTAP con privilegios avanzados, como se muestra a continuación.

Cuando un cliente intenta leer o escribir en un archivo ubicado en un nodo remoto a la conexión del servidor de metadatos, pNFS negociará las rutas de acceso apropiadas para garantizar la localidad de los datos para esas operaciones y el cliente lo redireccionará al dispositivo pNFS anunciado en lugar de intentar atravesar la red del clúster para acceder al archivo. Esto ayuda a reducir la sobrecarga de la CPU y la latencia de la red.

Además de los metadatos y las partes de datos de pNFS, también hay una ruta de control de pNFS. El servidor NFS utiliza la ruta de control para sincronizar la información del sistema de archivos. En un clúster ONTAP , la red del clúster backend se replica periódicamente para garantizar que todos los dispositivos pNFS y las asignaciones de dispositivos estén sincronizados.

A continuación se describe cómo se completa un dispositivo pNFS en ONTAP después de que un cliente realiza una solicitud para leer o escribir un archivo en un volumen.

Los volúmenes FlexGroup en ONTAP presentan el almacenamiento como componentes de FlexVol volume que abarcan múltiples nodos en un clúster, lo que permite que una carga de trabajo aproveche múltiples recursos de hardware mientras mantiene un único punto de montaje. Debido a que varios nodos con múltiples interfaces de red interactúan con la carga de trabajo, es un resultado natural ver tráfico remoto atravesar la red del clúster backend en ONTAP.

Al utilizar pNFS, ONTAP realiza un seguimiento de los diseños de archivos y volúmenes del volumen FlexGroup y los asigna a las interfaces de datos locales en el clúster. Por ejemplo, si un volumen constituyente que contiene un archivo al que se accede reside en el nodo 1, entonces ONTAP notificará al cliente para redirigir el tráfico de datos a la interfaz de datos en el nodo 1.

pNFS también permite la presentación de rutas de red paralelas a archivos desde un único cliente, algo que NFSv4.1 sin pNFS no proporciona. Por ejemplo, si un cliente desea acceder a cuatro archivos al mismo tiempo desde el mismo montaje usando NFSv4.1 sin pNFS, se utilizaría la misma ruta de red para todos los archivos y, en su lugar, el clúster ONTAP enviaría solicitudes remotas a esos archivos. La ruta de montaje puede convertirse en un cuello de botella para las operaciones, ya que todas siguen una única ruta y llegan a un único nodo y también atiende operaciones de metadatos junto con las operaciones de datos.

Cuando se utiliza pNFS para acceder a los mismos cuatro archivos simultáneamente desde un solo cliente, el cliente y el servidor negocian rutas locales a cada nodo con los archivos y utilizan múltiples conexiones TCP para las operaciones de datos, mientras que la ruta de montaje actúa como la ubicación para todas las operaciones de metadatos. Esto proporciona beneficios de latencia al utilizar rutas locales a los archivos, pero también puede agregar beneficios de rendimiento mediante el uso de múltiples interfaces de red, siempre que los clientes puedan enviar suficientes datos para saturar la red.

A continuación se muestran los resultados de una ejecución de prueba simple en un solo cliente RHEL 9.5 donde se leen en paralelo cuatro archivos de 10 GB (todos ellos residentes en diferentes volúmenes constituyentes en dos nodos del clúster ONTAP ) mediante dd. Para cada archivo, se mejoró el rendimiento general y el tiempo de finalización al utilizar pNFS. Al usar NFSv4.1 sin pNFS, la diferencia de rendimiento entre los archivos que eran locales en el punto de montaje y los remotos era mayor que con pNFS.