IETF(Internet Engineering Task Force,互聯網工程任務組)通過了iSCSI(Internet SCSI)標準。此時,還沒有人試圖將iSCSI(Internet SCSI互聯網小型計算機系統接口)與SCSI(Small Computer System Interface,小型計算機系統接口)、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標準化組織制訂的FC帶領著無數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,很多專業工程師也不能講清楚的SCSI、FC、iSCSI、iFCP、FCIP、InfiniBand體系等等。本節將從兩個方面比較詳細的介紹IP存儲的相關知識,首先介紹在存儲最底層的存儲協議,而后介紹基于這些協議搭建起的存儲網絡。
下面,讓我們花些時間和篇幅說一說最底層的存儲協議:
存儲協議淺析就像大部分新的技術都是要經歷從發布到普及一樣,存儲技術的發展都要經過一個過程。
SCSI協議的發展從帶寬5M發展到現今的320M,只經過了不到二十年的時間。后續的版本陸續增加了能滿足特殊設備協議所需要的命令集,使得SCSI協議既適應傳統的并行傳輸設備,又能適應最新出現的一些串行設備的通信需要;同時,對傳輸的速度也做了非常大的提升,SCSI 5規定了640MB/s的傳輸速度。但是SCSI仍然不能規避其連接設備數目太少、距離太短、主機共享性低等一系列的問題。
與SCSI有血緣關系的SSA發展到160M的時候,隨著其創造和倡導者――IBM 推出DS8000以后,也似乎預示著它走到了盡頭。
再看看FC,從誕生之日起,它便以一個貴族、一個SCSI的終結者身份出現。從1G到現在新推出的4G,以及將來推出的10G,發展速度之快令人乍舌。
也許正是應了那句話:“貴族永遠解決不了平民的問題。”雖然它不斷的自降身價,從1999、2000年動輒百萬到現在少則二三十萬就可以搭建一個FC系統,它卻依然秉持著貴族的一貫作風――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硬盤永遠是它心里永遠的痛。原因很簡單――它流淌的是貴族的血液!而終結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,新的技術能夠改變他們日益混亂的系統,改變他們越來越多地購買新產品和管理的大量投入。而當虛擬存儲的大旗飄洋過海來到中國的時候,我們恍然發現那也只不過是個噱頭。面對廠商之間的技術壁壘、打補丁出身的供貨商、高昂的產品價格,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展現在人們面前:
將SCSI、FC融合在一起,創造一個新的存儲紀元!
而此時我們卻驚奇的看到一個個廠商將iSCSI應用在了不同的領域,創造出了不同的產品:一個個用網線代替SCSI、FC線纜的磁盤陣列(IBM在2001年iSCSI正式發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,我們到底應該如何選擇?我們用戶是該高興還是悲哀?是應該為新的技術的推出即將解決我們現有的問題高興?還是悲哀我們兜里的鈔票已經被精明的商人們算計一空?
至少我們應該慶幸,商業環境日益激烈的競爭正在按照解決我們實際應用問題的方向前進。
所以,與其說摩爾定律驗證了技術發展的時效性,還不如說,摩爾定律正一次次驗證技術的發展正是依仗于商業發展的推動力。
下面,就花些篇幅來介紹一下在商業推動下產生并不斷發展的令人眼花繚亂的存儲技術吧。
SCSI
SCSI是小型計算機系統接口(Small Computer System Interface)的簡稱,它是在美國Shugart公司開發的SASI的基礎上,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、打印機等設備。現在已經發展到Ultra 320。
FC
Fibre Channel (FC)是1994年由ANSI標準化組織制訂的一種適合于千兆位數據傳輸通信的成熟而安全的解決方案。
Fibre Channel 與傳統的SCSI技術相比,除了提供更高的數據傳輸速度,更遠的傳輸距離,更多的設備連接支持,更穩定的性能,更簡易的安裝以外,最重要的是支持最新的網絡區域存儲(SAN)技術。
現在已經產業化的是2G的FC技術,4G的FC產品也已經通過測試,Brocade、Cisco、Qlogic、Emulex都已經推出或馬上推出相應技術的產品。
iSCSI
iSCSI(Internet SCSI互聯網小型計算機系統接口)是一種在Internet協議網絡上,特別是以太網上進行數據塊傳輸的標準。它是由Cisco 和IBM兩家發起的,并且得到了IP存儲技術擁護者的大力支持。是一個供硬件設備使用的可以在IP協議上層運行的SCSI指令集。簡單地說,iSCSI可以實現在IP網絡上運行SCSI協議,使其能夠在諸如高速千兆以太網上進行路由選擇。
iSCSI的優勢主要表現為:首先,建立在SCSI、TCP/IP這些穩定和熟悉的標準上,因此安裝成本和維護費用都很低;其次,iSCSI支持一般的以太網交換機而不是特殊的光纖通道交換機,從而減少了異構網絡和電纜;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絡是同一個物理接口,同時協議本身的開銷較大,協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擔。但是隨著專門處理iSCSI的ASIC芯片開發(解決主處理器的負擔問題),以及10G的普及(解決帶寬問題),iSCSI將有著更好的發展。
FCIP
FCIP(Fibre Channel over TCP/IP),將FC協議封裝到TCP/IP包中,從而使FC通過網絡進行傳輸。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,FCIP只能在FCIP設備之間建立點到點連接,即FCIP設備一端(IP端)和另外一個FCIP設備的IP端進行連接,FCIP設備的另外一端(FC端)和FC光纖通道交換機進行連接,FCIP設備無法在兩個獨立存儲設備之間提供本地IP連接;其次,由于FCIP是一種不透明的傳輸協議,即一個SAN向另一個SAN發送的信息在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網絡之間線速的不匹配,或者FCIP引擎的低效實現,都有可能使得FCIP設備成為一個瓶頸。如果FCIP通道崩潰,兩個遠程FC交換機之間的連接也不會自動恢復,這對商業應用來說顯然是難以接受的。基于FCIP的設備現在有Brocade多協議路由器等。
iFCP
iFCP(Internet Fibre Channel Protocol)是一個網關到網關的協議,iFCP可以直接替代FC架構,通過iFCP存儲交換機可以直接連接FC的各個設備并進行分組,而不僅僅是簡單地對FC SAN進行遠程連接。
iFCP的優勢在于在建立連接的同時能夠建立網關分區,它可以將出現問題的區域隔離起來,并克服了點到點隧道的限制。基于iFCP實現了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,McDATA開發了基于iFCP的產品。
InfiniBand體系
InfiniBand簡稱IBA,由Mellanox公司提出,是一種新的I/O總線技術,用于取代目前的PCI總線。IBA主要應用在企業網絡和數據中心,也可以應用在高速線速路由器、交換機、大型電信設備中。IBA傳輸率可以達到30Gbps,同時系統通過雙CRC、虛通道、優先級控制、基于信用的流控制來維持較高的性能和可靠性。IBA還提供了內部和外部的互連支持。在軟件和操作系統方面,Mellanox公司發布了應用于Linux操作系統的IBA標準,同時微軟的Windows2000和未來的Whistler也提供了對IBA的支持。