Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 11700035
  • 博文数量: 8065
  • 博客积分: 10002
  • 博客等级: 中将
  • 技术积分: 96708
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2008-04-16 17:06
文章分类

全部博文(8065)

文章存档

2008年(8065)

分类: 服务器与存储

2008-05-27 13:13:29

前言 技术发展及未来展望

企业存储技术发展日新月异,早期大型服务器的 DAS 技术(Direct Attached Storage, 直接附加存储,又称直连存储),后来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率,因而 有了 (Storage Area Network,存储局域网络)技术的诞生, 可说是 DAS 网络化发 展趋势下的产物。早先的 采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以在 出现以前, 多半单指 FC 而言。一直到 问世,为了方便区别,业界才分别以 FC- 及 - 的称呼加以分辨。

紧接着,为了能在多用户网络环境中,做好档案集中化分享管理的工作,采用全然不同 于以往的文件协议(File Protocol)数据存取方式的 NAS(Network Attached Storage;网络附 加存储)方案也应运而生。它的出现,为以太网络的成熟及重要,做了最佳脚注。

日益发展及成熟的因特网,更进一步成为了 IP 存储方案成长壮大的最佳腹地及平台, 现成的架构、协议、标准、基础设施及管理工具,莫不吸引着寻求最佳存储方案者的目光。 此背景,加上 FC- 高不可攀的成本及管理门坎的障碍,另一存储成员 (Internet SCSI)也来报到了。 的出现,标志着低价化 方案的问世。

IP

所谓 亦即通过 IP 网络,将 SCSI 区块数据转换成网络封包的一种传输标准,它和 NAS 一样通过 IP 网络来传输数据,但在数据存取方式上,则采用与 NAS 不同的,而与 FC- 相同的 Block Protocol 协议。 最早是由 IBM 和 Cisco 于 2001 年制定的。 事实上,为了解决 FC- 在价格及管理上的诸多门坎,各家早有不同协议的 IP 的研究开发。这些 IP 的架构,其实与 大同小异,只不过并非走标准化的协议(事 实上,在 标准化之前,也没有什么标准不标准的问题),而是各家自行研发的协议,

所以基本上各家 IP 是不兼容的。 两大推波助澜的关键促因

在 尚未标准化之前,只有少数厂商投入 IP 的开发,因为每一家厂商皆开发 专属封闭协议的解决方案,所以这些方案之间无法完全兼容。在当时的市场上,由于发展 的厂商很少,所以支持的平台及软硬件等基础设施相当贫乏,这可说是 发展之 初的最大阻碍及瓶颈。

但接下来的两大事件,却被视为促进 发展与成熟的关键因素,那就是 标准 的正式通过,以及微软的正式支持。

SNIA(存储网络产业协会;The Storage Networking Industry Associate)于 2003 年 2 月 正式制定通过了 标准。业界莫将此标准化视为 发展历程中的最关键因素,自此 开始,有愈来愈多的厂商开始进一步开发合乎业界标准的相关产品。

在 的发展过程中,除了正式标准化具有重大意义外,微软紧接着在 2003 年 5 月 宣布在 WinServer 2003 中,正式支持 技术,并提供 驱动程序的下载。 微软这项作法,带动了整个 业界的发展。

之所以被看好,首先它根植于 IP 网络上,所以可以采用现有已经非常成熟的管理 工具及基础建设,可为企业节省大笔建设、管理的成本。更重要的是,IP 的人才资源非常 充沛。此外, 在数据传输距离上,几乎没有限制的优点,更吸引无数企业的目光。

10G 以太网会是 iSCSI 技术成长的基石

对于 的未来发展,诸多厂商都认为 与 NAS 的整合会是一大趋势。此外随着

10G Ethernet 的到来, 的理论带宽将会攀升到 10Gb 的极速,那么即使未来 FC 提升到

4Gb,速度上也仍然不是 的对手。

第一章 技术背景介绍

2003 年 2 月 11 日,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)通过了 (Internet SCSI)标准,这项由 IBM、Cisco 共同发起的技术标准,经过三年 20 个版本 的不断完善,终于得到了 IETF 认可。这吸引了很多的厂商参与到相关产品的开发中来,也 推动了更多的用户采用 的解决方案。作为早已被广泛传播的网络存储技术,很多读者 都对这项技术耳熟能详。而 技术最重要的贡献在于其对传统技术的继承和发展上:其 一,SCSI(Small Computer Systems Interface,小型计算机系统接口)技术是被磁盘、磁带 等设备广泛采用的存储标准,从 1986 年诞生起到现在仍然保持着良好的发展势头;其二, 沿用 TCP/IP 协议,TCP/IP 在网络方面是最通用、最成熟的协议,且 IP 网络的基础建设非 常完善。这两点为 的无限扩展提供了夯实的基础。

协议定义了在 TCP/IP 网络发送、接收 block(数据块)级的存储数据的规则和方 法。发送端将 SCSI 命令和数据封装到 TCP/IP 包中再通过网络转发,接收端收到 TCP/IP 包 之后,将其还原为 SCSI 命令和数据并执行,完成之后将返回的 SCSI 命令和数据再封装到 TCP/IP 包中再传送回发送端。而整个过程在用户看来,使用远端的存储设备就象访问本地 的 SCSI 设备一样简单。支持 技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的 IP 交换 机和路由器上,因此 技术具有易于安装、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、 管理方便等优势。早在 2001 年上半年,IBM 就推出了 IP Storage 200i,是市场上公认的第 一款基于 协议的产品,这款产品的出现,对于身处信息爆炸时代却无法承担光纤通道 环境高成本的中小型用户来说,具有巨大的吸引力;2001 年 10 月,Cisco 也推出了 SN5420 存储路由器,基于 IP 标准和 (Storage Area Network,存储区域网络)标准, 可以提供与现有 LAN(Local Area Network,局域网)、WAN(Wide Area Network,广域网)、 光纤和 设备之间的互操作,率先建立了 IP 网络与 之间的桥梁。现在,有更多的 厂商参与到 产品的开发中,如 Intel 已经推出了存储网卡 IP Storage PRO/1000 T, 将协议转化也就是封装、还原 TCP/IP 包的步骤转移到网卡上来执行,大大降低了服务器处 理器的占用率。同时,还有芯片、板卡制造商加入到 产品的开发中,如 Adaptec、Qlogic 等等。

第二章 技术的应用

在 IP 和 FC 领域的应用

很多用户对 的技术和优势比较了解,但是如何将 技术应用到实际中来,大 多数还不是很清楚,因此本白皮书将在下面的文章中着重阐述 技术的应用,希望能够 促进读者对 的理解,并能够帮助用户在面对 IP 与 FC(Fibre Channel,光纤通道) 的选择时,更多一份把握。

在这里,我们先介绍一个概念,即 IP Storage(IP 存储)。在 技术不断完善的过 程中,这个概念也早已被推向市场。简单的说,IP 存储就是基于 IP 网络来实现数据块级存 储的方式。由于 技术的固有优势,IP 存储更是让很多用户翘首以待,希望能够出现 一种大而统的方式,真正将存储规范化。

A 基于 技术的 IP 应用:

图一 基于 技术的 IP

图一为比较简单的 IP 结构图。例子中使用千兆以太网交换机搭建网络环境,由 如文件服务器、 target 如磁盘阵列及磁带库组成。在这里引入两个概念: 和 target。 即典型的主机系统,发出读、写数据请求;target 即磁盘 阵列之类的存储资源,响应客户端的请求。这两个概念也就是上文提到的发送端及接受端。 图中使用 (Host Bus Adapter,主机总线适配卡)连接服务器和交换机, 包括网卡的功能,还需要支持 OSI 网络协议堆栈以实现协议转换的功能。在 IP 中还可 以将基于 技术的磁带库直接连接到交换机上,通过存储管理软件实现简单、快速的数 据备份。

由图一可以看出,基于 技术,利用现有的 IP 网络搭建 IP 是极其简单的,且 无须对管理人员进行深入培训即可掌握存储网络的管理。基于 1Gb 的 IP 网络搭建 IP , 单通道数据传输速率可以达到 160MB/s 左右,因此 技术为用户提供了更高的性价比。

B 基于 路由器整合 FC 和 IP 应用:

如图二,为基于 路由器整合光纤通道网络和 IP 网络的结构图,将光纤通道存储网 络和 网络整合,提供现有局域网(LAN)、广域网(WAN)、FC 设备之间的互操作 性,特点如下:

通过 、光纤两种方式都可以访问 IP 网络中通用的存储设备; 通过 IP 网络访问 FC 中的存储设备; 改善存储资源的可管理性及可用性;

这种简单的配置可以在保证成本的前提下,满足用户的高可用性及高性能需求。在服务 器、存储端,都可以通过高可用集群的方式实现高可用性,同时可以体现出光纤通道在处理 关键数据时的高性能。在数据安全性方面,此类路由器如 CISCO 的 SN 542X 系列,提供在光 纤通道交换机中普遍使用的逻辑单元号(LUN)映射功能,可以控制对特殊 LUN 的 target 的访问,因此,可以定位 target 中的重要数据,保证具有特殊权限的用户访问。如果用户 对扩展性及高可用性有需要,存储路由器还可以通过堆叠的方式连接几台路由器,以满足用 户要求。

图二 基于 路由器整合 IP 及 FC

iSCSI 技术在 IP 远程备份中的应用

如图三所示,基于 技术实现 IP ,同时通过 IP 广域网络实现远程备份。由于 传统光纤通道 的操作距离在 10-20km 之间,因此要实现真正的远程备份、异地容灾还是 具备一定的地理局限性。在这个例子中使用通用的 IP 网络合并、扩展 ,具备极高的性 价比配置,可以实现远程备份、数据容灾和镜像等功能,同时还可以对远程存储进行实时操 作并能够通过 IP 网络访问其他 IP 存储。

图三 基于 的 IP 的远程备份 此配置的特点为:

IP 通过 IP 广域网实现与远程存储设备的连接;

服务器(initiators)和存储(targets)通过高性能 连接到 IP 网络;

IP 交换机互联 系统;

图四 整合 IP、FC 的远程备份

如图四所示,通过 IP 存储交换机互联光纤、 设备,构建完全整合的高性能存储网

络。相比于图三中的配置,此类 配置的整合度更高。设备中使用光纤或 连接 到交换机,存储交换机通过堆叠的方式以连接更多的设备。通过 IP 广域网, 能够访问 远程数据中心中所有的服务器和存储设备,这就实现了远程备份及灾难恢复。此类 的典 型特征如下:

基于 IP 网 ,IP络 存储交换机堆叠构建 组织的核心;

服务器和存储设备可以使用 管理员在2009年8月13日编辑了该文章文章。

-->
阅读(1111) | 评论(0) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~