時(shí)間：2015-06-28 00:00:00 來(lái)源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評(píng)論(0)
本文著重介紹了基于iSCSI協(xié)議的IP 存儲(chǔ)技術(shù)、現(xiàn)今存儲(chǔ)界的IP 存儲(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用方案以及IP 存儲(chǔ)發(fā)展前沿。
前言
2003年2月，北半球隆冬的氣息還沒(méi)有散去，但是每一個(gè)IT人的心中都知道，經(jīng)過(guò)9.11洗禮后的IT的春天已經(jīng)悄悄向我們走來(lái)。
11日，一個(gè)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(guò)了iSCSI(Internet SCSI)標(biāo)準(zhǔn)。
此時(shí)，還沒(méi)有人試圖將iSCSI(Internet SCSI互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)與SCSI(Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)、FC(Fibre Channel光纖通道)相提并論，此時(shí)的存儲(chǔ)界，用"波瀾不驚"四個(gè)字來(lái)形容再合適不過(guò)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(chǔ)的大門(mén)，1994年由ANSI標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的FC帶領(lǐng)著無(wú)數(shù)人走進(jìn)了存儲(chǔ)的殿堂。而iSCSI帶來(lái)了什么?它只是殿堂中一幅供人欣賞的梵高抽象派油畫(huà)?還是通向殿堂中各個(gè)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(kāi)它的面紗吧。
解析IP 存儲(chǔ)謎團(tuán)
存儲(chǔ)圈是一個(gè)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(gè)方面比較詳細(xì)的介紹IP存儲(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，首先介紹在存儲(chǔ)最底層的存儲(chǔ)協(xié)議，而后介紹基于這些協(xié)議搭建起的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
下面，讓我們花些時(shí)間和篇幅說(shuō)一說(shuō)最底層的存儲(chǔ)協(xié)議：
存儲(chǔ)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(chǔ)技術(shù)的發(fā)展都要經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)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(guò)了不到二十年的時(shí)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(shí)，對(duì)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(jī)共享性低等一系列的問(wèn)題。
與SCSI有血緣關(guān)系的SSA發(fā)展到160M的時(shí)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(gè)貴族、一個(gè)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(lái)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(wèn)題。"雖然它不斷的自降身價(jià)，從1999、2000年動(dòng)輒百萬(wàn)到現(xiàn)在少則二三十萬(wàn)就可以搭建一個(gè)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(pán)永遠(yuǎn)是它心里永遠(yuǎn)的痛。原因很簡(jiǎn)單——它流淌的是貴族的血液!而終結(jié)SCSI使命達(dá)成之日似乎也正變得遙遙無(wú)期。
越來(lái)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?cè)絹?lái)越多地購(gòu)買(mǎi)新產(chǎn)品和管理的大量投入。而當(dāng)虛擬存儲(chǔ)的大旗飄洋過(guò)海來(lái)到中國(guó)的時(shí)候，我們恍然發(fā)現(xiàn)那也只不過(guò)是個(gè)噱頭。面對(duì)廠商之間的技術(shù)壁壘、打補(bǔ)丁出身的供貨商、高昂的產(chǎn)品價(jià)格，想要嘗試的想法正在逐漸變得軟弱無(wú)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(wú)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(gè)新的存儲(chǔ)紀(jì)元!
而此時(shí)我們卻驚奇的看到一個(gè)個(gè)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(gè)個(gè)用網(wǎng)線代替SCSI、FC線纜的磁盤(pán)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(gè)個(gè)NAS陣列——去彌補(bǔ)NAS只能用于文件存儲(chǔ)的先天不足、Cisco、SANRAD等推出基于iSCSI技術(shù)的交換機(jī)……似乎每一個(gè)廠商都在抱著自己的家底，想讓老樹(shù)開(kāi)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(wèn)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(jì)一空?
至少我們應(yīng)該慶幸，商業(yè)環(huán)境日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)正在按照解決我們實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的方向前進(jìn)。
所以，與其說(shuō)摩爾定律驗(yàn)證了技術(shù)發(fā)展的時(shí)效性，還不如說(shuō)，摩爾定律正一次次驗(yàn)證技術(shù)的發(fā)展正是依仗于商業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。
下面，就花些篇幅來(lái)介紹一下在商業(yè)推動(dòng)下產(chǎn)生并不斷發(fā)展的令人眼花繚亂的存儲(chǔ)技術(shù)吧。
SCSI
SCSI是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(Small Computer System Interface)的簡(jiǎn)稱，它是在美國(guó)Shugart公司開(kāi)發(fā)的SASI的基礎(chǔ)上，增加了磁盤(pán)管理功能而成的。SCSI接口作為輸入輸出接口，主要用于硬盤(pán)、光盤(pán)機(jī)、磁帶機(jī)、掃描儀、打印機(jī)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(jiǎn)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(chǔ)(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(guò)測(cè)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(jì)算機(jī)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(jìn)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(chǔ)技術(shù)擁護(hù)者的大力支持。是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的可以在IP協(xié)議上層運(yùn)行的SCSI指令集。簡(jiǎn)單地說(shuō)，iSCSI可以實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進(jìn)行路由選擇。
iSCSI的優(yōu)勢(shì)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(hù)費(fèi)用都很低;其次，iSCSI支持一般的以太網(wǎng)交換機(jī)而不是特殊的光纖通道交換機(jī)，從而減少了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和電纜;最后，iSCSI通過(guò)IP傳輸存儲(chǔ)命令，因此可以在整個(gè)Internet上傳輸，沒(méi)有距離限制。
成也IP，敗也IP。iSCSI的缺點(diǎn)在于存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)是同一個(gè)物理接口，同時(shí)協(xié)議本身的開(kāi)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(lái)，這兩個(gè)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(mén)處理iSCSI的ASIC芯片開(kāi)發(fā)(解決主處理器的負(fù)擔(dān)問(wèn)題)，以及10G的普及(解決帶寬問(wèn)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(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(wèn)題，即解決了SAN之間的互連互通。
FCIP的缺點(diǎn)在于：首先，F(xiàn)CIP只能在FCIP設(shè)備之間建立點(diǎn)到點(diǎn)連接，即FCIP設(shè)備一端(IP端)和另外一個(gè)FCIP設(shè)備的IP端進(jìn)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(jī)進(jìn)行連接，F(xiàn)CIP設(shè)備無(wú)法在兩個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)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(gè)SAN向另一個(gè)SAN發(fā)送的信息在FC層沒(méi)有錯(cuò)誤檢測(cè)，容易將一個(gè)SAN上的錯(cuò)誤蔓延到各個(gè)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(shí)現(xiàn)，都有可能使得FCIP設(shè)備成為一個(gè)瓶頸。如果FCIP通道崩潰，兩個(gè)遠(yuǎn)程FC交換機(jī)之間的連接也不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，這對(duì)商業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)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(gè)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(guò)iFCP存儲(chǔ)交換機(jī)可以直接連接FC的各個(gè)設(shè)備并進(jìn)行分組，而不僅僅是簡(jiǎn)單地對(duì)FC SAN進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。
iFCP的優(yōu)勢(shì)在于在建立連接的同時(shí)能夠建立網(wǎng)關(guān)分區(qū)，它可以將出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域隔離起來(lái)，并克服了點(diǎn)到點(diǎn)隧道的限制。基于iFCP實(shí)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(kāi)發(fā)了基于iFCP的產(chǎn)品。
InfiniBand體系
InfiniBand簡(jiǎn)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(jī)、大型電信設(shè)備中。
IBA傳輸率可以達(dá)到30Gbps，同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)雙CRC、虛通道、優(yōu)先級(jí)控制、基于信用的流控制來(lái)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(shí)微軟的Windows2000和未來(lái)的Whistler也提供了對(duì)IBA的支持。
自從iSCSI正式發(fā)布以來(lái)，存儲(chǔ)圈對(duì)于FC SAN和IP SAN的爭(zhēng)論一直就沒(méi)有停息過(guò)，圈外人對(duì)于FC SAN和IP SAN也是一頭霧水。
在存儲(chǔ)技術(shù)歷史的長(zhǎng)河中，讓我們一起找尋它們的根源。
SAN的概念
SAN(Storage Area Network存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))是一個(gè)由存儲(chǔ)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(gè)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)隔離的單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)上完成，可以被用來(lái)集中和共享存儲(chǔ)資源。SAN不但提供了對(duì)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(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余連接，提供了對(duì)高可用群集系統(tǒng)的支持。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，SAN是關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)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(jī)及工作站所組成，SAN則由
關(guān)鍵詞標(biāo)簽：IP存儲(chǔ)
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