存储基础结构的五个创新性进展

不管属于哪个行业、规模或者地理位置如何，当今的组织都面临着一个共同的挑战：如何通过管理数量不断增长的企业数据来提高效率并削减总拥有成本(TCO)。数据中心越来越庞大，能耗效率比也越来越高，存储数据量每几个月就翻一番，存储基础结构的重要性不言而喻。　　而我们经常使用的以太网是现代存储结构的基础，或者说是IP over Ethernet。还有混合使用以太网、IP和SCSI指令集来简化存储设备并降低存储设备的成本和复杂性。今天，iSCSI和光纤信道已经普遍应用于大型企业，这两种技术都各有利弊。虽然这些技术只是当今模块级共用存储设备市场上的主要竞争者，但是还有许多其他的替代技术。随着越来越多新解决方案出现在市场上，这些解决方案之间的界限变得越来越模糊。
　　2Gbps和4Gbps的光纤信道在市场上是非常普遍的，厂商们已经开始展示8Gbps的光纤信道产品了。而10Gbps和20Gbps的光纤信道标准也正在制定之中。这项技术将继续完善并逐步满足企业用户们提出的越来越高的要求。在某些情况下，市场上的光纤信道解决方案与iSCSI解决方案在价格方面存在竞争关系。然而，速度更快的光纤信道仍然有些技术上的问题需要解决。虽然每一个网络管理员都知道IP，但是光纤信道技术是一种不同的东西。
　　存储结构的基本目标是满足企业的业务要求。存储结构是众多业务解决方案的基础，对于企业能否在最短的时间内及对现有业务干扰最小的情况下快速创建安全的、集成的企业应用程序至关重要。此外，存储体系结构还能最小化数据损失的可能性;严重的数据损失会对公司的未来营运产生重大影响。
　　iSCSI已经成了一种最终候选的技术。而且从传输速度的角度来说也是毫无疑问的。许多反对iSCSI技术的人指出，由于iSCSI的内连速度较慢，因此它不如光纤信道技术。然而，iSCSI解决方案正向10Gbps以太网发展，也就意味着iSCSI的连接速度可以超过目前市场上最快的光纤信道解决方案的连接速度。当然，iSCSI技术也还存在着IP开销和时滞等问题，所以我们要对比一下10Gbps以太网在现实中与8Gbps光纤信道的对比情况。
　　而且，10Gbps以太网设备的价格非常昂贵，因此在不远的将来，基于10Gbps的iSCSI解决方案也许并不能满足许多考虑将iSCSI作为主要的存储设备解决方案的组织和企业的预算要求。总的来说，内连速度并不是企业存储基础结构替代解决方案的必要条件。性能的提升通常是通过在基础结构上增加更多磁盘转轴或者升级到速度更快的磁盘驱动器来完成。Fibre channel-over-IP(FCIP)是一种可以让基于地理位置分布的光纤信道SANs彼此之间互相连接起来的方法。简单地说，FCIP技术的作用就是横向扩展光纤信道网络的范围。
　　Internet Fibre Channel Protocol(iFCP)可以将基于IP的基础结构转换成光纤信道结构。光纤信道的大部分成本都出自必要的基础结构，比如专用主机总线适配器和交换机等。这些组件的成本在几千美元左右，有了它们，服务器就可以与存储基础结构连接起来。相反，在IP网络上发送光纤信道指令可以压低基础结构的成本，需求的条件只是几个gigabit以太网连接件而已，目前大部分服务器上已经配备了那些连接件。而且，即便是高密Gigabit以太网交换机的成本也只有2千美元。这种方案的主要缺点是：虽然现在市场上已经出现了10Gbps的设备，但是这个方案只能使用1Gbps的以太网，这样就抵消了部分成本效益。好的一面是，iFCP(即便在10Gbps以太网上)可以让具备IP技术的管理员也能使用光纤信道解决方案。iFCP在2002年末2003年初得到了因特网工程特别工作组的认证。
　　ATA-over-Ethernet(AoE)不如iSCSI技术流行，但是这并不是因为技术上的原因。AoE规范是完全公开的，总共只有8页而已。由于AoE运行在以太网之上，因此它不象iSCSI那样存在IP开销。当然，这也将AoE的应用限制在一个地方，因为原始的以太网是不能进行路由的。
　　对于直接附加存储(DAS)，存储器通过光纤或铜线之类的连接介质直接与服务器相连接。DAS 的一些例子包括通过集成设备电路(IDE)或 RAID (独立磁盘冗余阵列)控制器的 SCSI 接口访问本地磁盘驱动器。DAS 的主要特征在于对直接附加的服务器提供快速数据存取;当然，只有从所连接的服务器上才能访问该存储器。
　　而网络附加存储(NAS)是一种能够提供灵活的、可伸缩的解决方案的存储类型，能够满足组织的文件共享需求。NAS 设备是一种运行专门设计用于处理文件服务的操作系统的服务器。网络附加存储的主要特点是可以通过 TCP/IP 等 LAN 协议从局域网上直接访问存储器。使用网络协议的存储访问的不利之处在于(相对于直接存取存储设备，其运用本地总线速度)数据存取速度以及相应的终端用户性能取决于网络基础结构的响应速度。
　　另外一方面，存储区域网络(SAN)是一种专用网络，能够提供高性能与高度可用的存储子系统。SAN 由专门的设备组成，例如主机服务器中的主机总线适配器(HBA)、帮助路由存储流量的交换机(所用的方法类似于 LAN 网络交换机)、磁盘存储子系统与磁带库。所有上述设备都通过光纤或铜线相互连接。SAN 的一个主要特性是存储系统通常可供多台主机同时使用，从而能够提供可伸缩性与灵活性。SAN HBA 与交换机所具备的特性提供了优于 NAS 的性能优势。虽然 DAS 的数据传输率更快，但是 DAS 与 SAN 技术之间的性能差距却在不断缩小。SAN 存储解决方案可供多台服务器使用的优点抵消了其在总体存取速度上存在的缺陷。
　　此外，三种基本的存储体系结构类型：分布式存储，混合存储和集中式存储都定义了一种存储模式，可用作指导如何将存储与组织的业务需求相结合的起点。如果在考虑企业体系结构问题时未对业务需求进行交流，新项目就会很容易只关注自身的要求，而忽略了体系结构所包括的更为广泛的内容。
　　总结：存储设备的未来发展前景是巨大的。各种iSCSI、光纤信道甚至AoE解决方案是很多的，适用于各种规模的企业，随着这些技术之间的界限变得越来越模糊，成本问题的重要性逐渐降低了。本文参考了John Sheesley先生的观点，John Sheesley先生是国外某著名IT媒体的撰稿人，网络通信领域的IT专家，擅长无限制P2P网络技术。