McDATA 市場推廣總監 Tom Clark
目前基于以太網和廣域傳輸服務的IP網絡主導著企業IT策略。IP是一種被廣泛使用、價格可以負擔、可以擴展到數量龐大的設備及遠距離的技術。盡管大部分企業數據可以通過一般IP網絡傳輸,但是塊量的存儲數據是例外。高性能的存儲數據訪問一般是通過直接附加SCSI連接、或通過專用光纖通道存儲區域網絡(SAN)進行。為了同時滿足企業信息及存儲數據傳輸的需要,IT管理人員因而要支持兩個獨立的網絡。額外的費用、以及支持傳統的局域網、廣域網和SAN的繁瑣問題,促使新的整合IP SAN解決方案的出現。
網絡存儲的背景
小型計算機系統接口(SCSI)
從20世紀80年代開始,小型計算機系統接口(SCSI)一直是數據塊在服務器間傳輸的主要協議。根據Gartner/Dataquest的統計,有1億個基于SCSI的存儲設備(例如磁盤,磁帶機等)直接連接在不同系統上。雖然SCSI被廣泛采用,但是它在距離、支持大量設備和靈活性上有先天性的限制。在一個直接附加的SCSI配置中,每一個服務器單獨擁有其連接的存儲設備。這樣就會阻礙了在多個服務器間的存儲能力共享,并且如果個別服務器發生故障,其數據就會丟失。
光纖通道
光纖通道性能高、具連接性和支持塊級存儲協議,它是用作建設SAN的主要技術。光纖通道標準通過分配大部分處理硬件的協議以獲得高性能。光纖通道通過創建一個交換機網絡基礎設施,克服了一些存在于SCSI中的擴展問題。光纖通道延伸了SCSI的距離,可達到10公里,也克服了SCSI的設備數量的限制。光纖通道也有它自己的問題,需要IP存儲網絡來幫助克服。
網絡附加存儲(NAS)
NAS設備允許用戶直接附加可擴展的文件級存儲器到現有的IP/以太網局域網,提供便捷的安裝和維護。NAS設備支持本地的文件系統(例如NTFS和UFS),用戶可以通過NFS (Unix)或CIFS (Windows)等 文件交換協議,使用多個NAS設備來遠程訪問文件系統。文件系統訪問存在于內部或外部連接到NAS設備的磁盤機中的數據,通過SCSI或光纖通道互連附加。NAS的優勢是提供文件級,而不是塊級訪問,并可在異構的操作系統(例如NT,Unix,Solaris)環境中操作。
互聯網光纖通道協議(iFCP)
互聯網光纖通道協議(iFCP)是一種本地IP協議,將光纖通道或光纖網絡帶到主流IP網絡。iFCP將每一個光纖通道設備設立一個特定的IP地址,協助把源于光纖通道的存儲數據這樣在IP網絡中路由。iFCP協議還可以使SAN網絡互連,既可以提供各光纖通道SAN間的連接,同時也可把產生故障的部分孤立起來。
互聯網小型計算機系統接口(iSCSI)
在SCSI協議于TCP/IP的基礎上發展起的iSCSI標準出現前,塊級數據是不能通過IP網絡訪問。iSCSI能使標準SCSI命令通過TCP/IP網絡,在主機系統(initiators)和存儲設備(targets)間轉換。iSCSI在系統間交換的命令是標準SCSI指令。在系統間的數據通信使用的是IP網絡基礎設施,而不是SCSI線路或光纖通道網絡。使用IP網絡可以使數據方便的通過IP基礎設施在本地,城域和廣域拓撲結構中傳輸。
IP存儲網絡產品
在現今的市場上有許多IP SAN產品,如:
IP存儲交換機 - IP存儲交換機為存儲設備提供交換光纖網絡功能,包括iSCSI和光纖通道。IP存儲交換機備有iSCSI和光纖通道端口,在協議間可進行IP/Gb以太網交換、光纖通道交換和協議轉換,例如iSCSI到光纖通道和光纖通道到iFCP。這個多協議的功能可以使iSCSI和光纖通道設備匯聚形成一個整合的IP存儲網絡。
iSCSI起始器 - iSCSI起始器要求塊級數據傳輸并聯結SCSI命令到TCP/IP來通過IP網絡路由的服務器。起始器或通過IP存儲交換機、光纖通道存儲設備與iSCSI目標設備交換塊級數據。
iSCSI目標系統 -這是接收iSCSI命令的存儲設備(例如磁帶機,磁盤,冗余獨立磁盤陣列),它們通過IP網絡和/或網絡互連設備(例如存儲交換機和路由器)進行數據交換。
iSCSI適配器和網絡接口卡(NIC)- iSCSI適配器或NIC是Gb以太網接口,在硬件接口支持iSCSI和TCP/IP協議。就在主機系統和SAN的接口而言,ISCSI適配器卡的功能和光纖通道主機總線適配器(HBAs)相仿。雖然主機系統CPU必須支持TCP和iSCSI運算,iSCSI設備驅動器也可以在傳統的10/100Mbps以太網卡或Gb以太網卡上運行。若想獲得最優化性能和低CPU利用率,就應該使用iSCSI適配器。
整合iSCSI和光纖通道存儲網絡的好處
用于iSCSI和光纖通道連接設備的公共IP存儲網絡技術,可提供下列功能和好處:
§ 不論是那一種互聯模式(例如iSCSI,光纖通道),所有的存儲訪問都是通過IP網絡,
§ 訪問現有的光纖通道SAN和到IP環境的遷移通道
§ 使用光纖通道終端系統具備高度穩定性和性能卓越
§ 支持iSCSI服務器的高端存儲/SAN擴展
§ 在一個公共IP網絡,把iSCSI SAN、光纖通道SAN和NAS存儲匯聚,以支持一個可行的長期存儲策略
§ 可管理性和可用性
§ 基于IP的核心SAN光纖網絡
這些配置環境所支持的應用包括:
· 通過IP網絡的本地和遠程備份
· 通過一個公共異構存儲資源實現虛擬存儲
· 同級別設備與同級別設備復制
· 災難恢復和高可用性
· 異質SAN鏡像
公共IP網絡還是公共IP技術?
有一個經常被提到的問題是,IP存儲網絡是在公共IP網絡主干網范圍內共享存儲傳輸和信息傳輸量,一些人感到這樣會導致阻塞瓶頸。盡管數據和存儲傳輸存在單個網絡也是可能的,但是更實用的實施方法是將IP網絡基礎設施分成若干部分,通過不同的通道傳輸存儲和數據傳輸。這種分區方法可以使客戶保護IP網絡中的投資,同時通過在公共基礎設施中進行兩種傳輸以達致最高的效率。一些常見的標準技術如虛擬局域網(VLAN)可以使用一樣的網絡設備,將以太網網絡分成幾個部分。
公共網絡技術表明盡管部署方案可以是牽涉多個物理層網絡,從SAN到局域網到城域網以至廣域網,但是根本的基礎設施是一樣的,提供各種好處,例如使用現有IP網絡員工、統一的網絡管理,以及網絡設備共享和維護。
總結
混合IP和光纖通道網絡存儲通過多協議SAN的整合可以創建了一個靈活環境,支持存儲資源的增長和創新使用。隨著iSCSI和新產品的出現,使訪問塊級存儲信息成為可能。