時間：2015-06-28 00:00:00 來源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評論(0)
本文著重介紹了基于iSCSI協(xié)議的IP 存儲技術(shù)、現(xiàn)今存儲界的IP 存儲產(chǎn)品、應(yīng)用方案以及IP 存儲發(fā)展前沿。
前言
2003年2月，北半球隆冬的氣息還沒有散去，但是每一個IT人的心中都知道，經(jīng)過9.11洗禮后的IT的春天已經(jīng)悄悄向我們走來。
11日，一個平凡得不能再平凡的日子，IETF(Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)通過了iSCSI(Internet SCSI)標(biāo)準(zhǔn)。
此時，還沒有人試圖將iSCSI(Internet SCSI互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口)與SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)、FC(Fibre Channel光纖通道)相提并論，此時的存儲界，用"波瀾不驚"四個字來形容再合適不過了。
大家心里似乎還保存著這樣的概念，1986年誕生的SCSI沉重地叩響了存儲的大門，1994年由ANSI標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的FC帶領(lǐng)著無數(shù)人走進了存儲的殿堂。而iSCSI帶來了什么?它只是殿堂中一幅供人欣賞的梵高抽象派油畫?還是通向殿堂中各個角落的走廊?還是大廳中輝煌的燈光?
下面，就讓我們一起揭開它的面紗吧。
解析IP 存儲謎團
存儲圈是一個紛擾的世界，里面充斥著各種各樣的理論和概念：讓用戶頭暈的DAS、NAS、SAN、FC SAN、IP SAN，很多專業(yè)工程師也不能講清楚的SCSI、FC、iSCSI、iFCP、FCIP、InfiniBand體系等等。
本節(jié)將從兩個方面比較詳細(xì)的介紹IP存儲的相關(guān)知識，首先介紹在存儲最底層的存儲協(xié)議，而后介紹基于這些協(xié)議搭建起的存儲網(wǎng)絡(luò)。
下面，讓我們花些時間和篇幅說一說最底層的存儲協(xié)議：
存儲協(xié)議淺析就像大部分新的技術(shù)都是要經(jīng)歷從發(fā)布到普及一樣，存儲技術(shù)的發(fā)展都要經(jīng)過一個過程。
SCSI協(xié)議的發(fā)展從帶寬5M發(fā)展到現(xiàn)今的320M，只經(jīng)過了不到二十年的時間。后續(xù)的版本陸續(xù)增加了能滿足特殊設(shè)備協(xié)議所需要的命令集，使得SCSI協(xié)議既適應(yīng)傳統(tǒng)的并行傳輸設(shè)備，又能適應(yīng)最新出現(xiàn)的一些串行設(shè)備的通信需要;同時，對傳輸?shù)乃俣纫沧隽朔浅４蟮奶嵘?，SCSI 5規(guī)定了640MB/s的傳輸速度。但是SCSI仍然不能規(guī)避其連接設(shè)備數(shù)目太少、距離太短、主機共享性低等一系列的問題。
與SCSI有血緣關(guān)系的SSA發(fā)展到160M的時候，隨著其創(chuàng)造和倡導(dǎo)者——IBM 推出DS8000以后，也似乎預(yù)示著它走到了盡頭。
再看看FC，從誕生之日起，它便以一個貴族、一個SCSI的終結(jié)者身份出現(xiàn)。從1G到現(xiàn)在新推出的4G，以及將來推出的10G，發(fā)展速度之快令人乍舌。
也許正是應(yīng)了那句話："貴族永遠(yuǎn)解決不了平民的問題。"雖然它不斷的自降身價，從1999、2000年動輒百萬到現(xiàn)在少則二三十萬就可以搭建一個FC系統(tǒng)，它卻依然秉持著貴族的一貫作風(fēng)——想與它交流，至少要穿一件像樣的貴族服裝。不可或缺的FC HBA和昂貴的FC硬盤永遠(yuǎn)是它心里永遠(yuǎn)的痛。原因很簡單——它流淌的是貴族的血液!而終結(jié)SCSI使命達成之日似乎也正變得遙遙無期。
越來越多的用戶正在翹首以盼，新的技術(shù)能夠改變他們?nèi)找婊靵y的系統(tǒng)，改變他們越來越多地購買新產(chǎn)品和管理的大量投入。而當(dāng)虛擬存儲的大旗飄洋過海來到中國的時候，我們恍然發(fā)現(xiàn)那也只不過是個噱頭。面對廠商之間的技術(shù)壁壘、打補丁出身的供貨商、高昂的產(chǎn)品價格，想要嘗試的想法正在逐漸變得軟弱無力。
iSCSI的橫空出世似乎正在向人們宣告，平民出身的它正在以義無反顧地姿態(tài)展現(xiàn)在人們面前：將SCSI、FC融合在一起，創(chuàng)造一個新的存儲紀(jì)元!
而此時我們卻驚奇的看到一個個廠商將iSCSI應(yīng)用在了不同的領(lǐng)域，創(chuàng)造出了不同的產(chǎn)品：一個個用網(wǎng)線代替SCSI、FC線纜的磁盤陣列(IBM在2001年iSCSI正式發(fā)布以前就迫不及待的推出了200i)、NETAPP將iSCSI接口用在了自己的一個個NAS陣列——去彌補NAS只能用于文件存儲的先天不足、Cisco、SANRAD等推出基于iSCSI技術(shù)的交換機……似乎每一個廠商都在抱著自己的家底，想讓老樹開出新花。
恰逢FCIP、iFCP也正躍躍欲出，我們到底應(yīng)該如何選擇?我們用戶是該高興還是悲哀?是應(yīng)該為新的技術(shù)的推出即將解決我們現(xiàn)有的問題高興?還是悲哀我們兜里的鈔票已經(jīng)被精明的商人們算計一空?
至少我們應(yīng)該慶幸，商業(yè)環(huán)境日益激烈的競爭正在按照解決我們實際應(yīng)用問題的方向前進。
所以，與其說摩爾定律驗證了技術(shù)發(fā)展的時效性，還不如說，摩爾定律正一次次驗證技術(shù)的發(fā)展正是依仗于商業(yè)發(fā)展的推動力。
下面，就花些篇幅來介紹一下在商業(yè)推動下產(chǎn)生并不斷發(fā)展的令人眼花繚亂的存儲技術(shù)吧。
SCSI
SCSI是小型計算機系統(tǒng)接口(Small Computer System Interface)的簡稱，它是在美國Shugart公司開發(fā)的SASI的基礎(chǔ)上，增加了磁盤管理功能而成的。SCSI接口作為輸入輸出接口，主要用于硬盤、光盤機、磁帶機、掃描儀、打印機等設(shè)備?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到Ultra 320。
FC
Fibre Channel (FC)是1994年由ANSI標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的一種適合于千兆位數(shù)據(jù)傳輸通信的成熟而安全的解決方案。
Fibre Channel 與傳統(tǒng)的SCSI技術(shù)相比，除了提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，更遠(yuǎn)的傳輸距離，更多的設(shè)備連接支持，更穩(wěn)定的性能，更簡易的安裝以外，最重要的是支持最新的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲(SAN)技術(shù)。
現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的是2G的FC技術(shù)，4G的FC產(chǎn)品也已經(jīng)通過測試，Brocade、Cisco、Qlogic、Emulex都已經(jīng)推出或馬上推出相應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品。
iSCSI
iSCSI(Internet SCSI互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口)是一種在Internet協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上，特別是以太網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。它是由Cisco 和IBM兩家發(fā)起的，并且得到了IP存儲技術(shù)擁護者的大力支持。是一個供硬件設(shè)備使用的可以在IP協(xié)議上層運行的SCSI指令集。簡單地說，iSCSI可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進行路由選擇。
iSCSI的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為：首先，建立在SCSI、TCP/IP這些穩(wěn)定和熟悉的標(biāo)準(zhǔn)上，因此安裝成本和維護費用都很低;其次，iSCSI支持一般的以太網(wǎng)交換機而不是特殊的光纖通道交換機，從而減少了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和電纜;最后，iSCSI通過IP傳輸存儲命令，因此可以在整個Internet上傳輸，沒有距離限制。
成也IP，敗也IP。iSCSI的缺點在于存儲和網(wǎng)絡(luò)是同一個物理接口，同時協(xié)議本身的開銷較大，協(xié)議本身需要頻繁地將SCSI命令封裝到IP包中以及從IP包中將SCSI命令解析出來，這兩個因素都造成了帶寬的占用和主處理器的負(fù)擔(dān)。但是隨著專門處理iSCSI的ASIC芯片開發(fā)(解決主處理器的負(fù)擔(dān)問題)，以及10G的普及(解決帶寬問題)，iSCSI將有著更好的發(fā)展。
FCIP
FCIP(Fibre Channel over TCP/IP)，將FC協(xié)議封裝到TCP/IP包中，從而使FC通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。FCIP由Brocade、Gadzoox、朗訊、McData及Qlogic共同提出。
FCIP解決了FC的傳輸距離問題，即解決了SAN之間的互連互通。
FCIP的缺點在于：首先，F(xiàn)CIP只能在FCIP設(shè)備之間建立點到點連接，即FCIP設(shè)備一端(IP端)和另外一個FCIP設(shè)備的IP端進行連接，F(xiàn)CIP設(shè)備的另外一端(FC端)和FC光纖通道交換機進行連接，F(xiàn)CIP設(shè)備無法在兩個獨立存儲設(shè)備之間提供本地IP連接;其次，由于FCIP是一種不透明的傳輸協(xié)議，即一個SAN向另一個SAN發(fā)送的信息在FC層沒有錯誤檢測，容易將一個SAN上的錯誤蔓延到各個SAN;再次是FC和IP網(wǎng)絡(luò)之間線速的不匹配，或者FCIP引擎的低效實現(xiàn)，都有可能使得FCIP設(shè)備成為一個瓶頸。如果FCIP通道崩潰，兩個遠(yuǎn)程FC交換機之間的連接也不會自動恢復(fù)，這對商業(yè)應(yīng)用來說顯然是難以接受的。
基于FCIP的設(shè)備現(xiàn)在有Brocade多協(xié)議路由器等。
iFCP
iFCP(Internet Fibre Channel Protocol)是一個網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的協(xié)議，iFCP可以直接替代FC架構(gòu)，通過iFCP存儲交換機可以直接連接FC的各個設(shè)備并進行分組，而不僅僅是簡單地對FC SAN進行遠(yuǎn)程連接。
iFCP的優(yōu)勢在于在建立連接的同時能夠建立網(wǎng)關(guān)分區(qū)，它可以將出現(xiàn)問題的區(qū)域隔離起來，并克服了點到點隧道的限制?；趇FCP實現(xiàn)了SAN的路由故障隔離、安全及靈活管理，具有比FCIP更高的可靠性。
iFCP由Nishan Systems倡導(dǎo)，McDATA開發(fā)了基于iFCP的產(chǎn)品。
InfiniBand體系
InfiniBand簡稱IBA，由Mellanox公司提出，是一種新的I/O總線技術(shù)，用于取代目前的PCI總線。IBA主要應(yīng)用在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心，也可以應(yīng)用在高速線速路由器、交換機、大型電信設(shè)備中。
IBA傳輸率可以達到30Gbps，同時系統(tǒng)通過雙CRC、虛通道、優(yōu)先級控制、基于信用的流控制來維持較高的性能和可靠性。IBA還提供了內(nèi)部和外部的互連支持。在軟件和操作系統(tǒng)方面，Mellanox公司發(fā)布了應(yīng)用于Linux操作系統(tǒng)的IBA標(biāo)準(zhǔn)，同時微軟的Windows2000和未來的Whistler也提供了對IBA的支持。
自從iSCSI正式發(fā)布以來，存儲圈對于FC SAN和IP SAN的爭論一直就沒有停息過，圈外人對于FC SAN和IP SAN也是一頭霧水。
在存儲技術(shù)歷史的長河中，讓我們一起找尋它們的根源。
SAN的概念
SAN(Storage Area Network存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))是一個由存儲設(shè)備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，所有的通信都在一個與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)隔離的單獨的網(wǎng)絡(luò)上完成，可以被用來集中和共享存儲資源。SAN不但提供了對數(shù)據(jù)設(shè)備的高性能連接，提高了數(shù)據(jù)備份速度，還增加了對存儲系統(tǒng)的冗余連接，提供了對高可用群集系統(tǒng)的支持。
簡單地說，SAN是關(guān)聯(lián)存儲設(shè)備和服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)。它和以太網(wǎng)有類似的架構(gòu)。以太網(wǎng)由服務(wù)器、以太網(wǎng)卡、以太網(wǎng)集線器/交換機及工作站所組成，SAN則由
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