2008年（8065）
分类： 服务器与存储
2008-11-25 11:48:51
一般来说IP-SAN存储设备的磁盘控制器不是采用FC-SAN存储设备中的硬件RAID芯片+中央处理器的结构，而是采用每个磁盘柜中分为多个磁盘组，而每个磁盘组由一个微处理芯片控制所有的磁盘RAID操作(采用软件计算，效率较低)和RAID组的管理操作。这样一来，每一次磁盘I/O操作都将经过IP-SAN存储内置的一个类似交换机的设备从前端众多的主机端口中读取或者写入数据，而这些操作都是基于IP交换协议，其协议本身就要求每一个微处理芯片工作时需要大容量的缓存来支持数据包队列的排队操作，所以一般我们看到的IP-SAN存储都具有几十个GB的缓存。利用这个大的缓存区，IP-SAN存储在测试Cache的最大读带宽时可以获得600,000IOPS甚至以上这样高的值，但是这个值并不能真正说明在实际应用中就能够获得好的性能。因为在具有海量存储的时候，不可能所有的数据均载入到系统缓存中，这个时候就需要大量的磁盘I/O操作来查找数据，而IP-SAN存储所采用的SATA磁盘在这一块切切性能非常弱，而且还涉及到一个在IP网络上流动的iSCSI数据向ATA格式数据转化的效率损失问题。也就是说IP-SAN存储存在一个缓存Cache到磁盘的数据I/O和数据处理瓶颈。
而采用FC磁盘的FC-SAN存储设备就不存在这样的问题。通过2条甚至4条冗余的后端光纤磁盘通道，可以获得一个非常高的磁盘读写带宽，而且FCP的磁盘读写协议不存在一个数据格式转换的问题，因为他们内部采用的都是SCSI协议传输，避免了效率的损失。而且FC-SAN存储设备由于光纤交换和数据传输的高效性，并不需要很大的缓存就能够获得一个好的数据命中率和读写性能，一般2Gb或者4Gb即可满足要求。另外由于具备专门的硬件RAID校验控制芯片，所以磁盘RAID性能将比软件RAID性能好很多，并且可靠性更好。
从连接拓扑结构来看
在FC-SAN 中存在着其灵活的连接方式，可根据不通的应用需求而选择不同的连接拓扑，其主要连接方式有如下三种：
点对点：首先各个组成设备通过登陆建立初始连接，然后即采用全带宽进行工作，其实际的链路利用率为每个终端的光纤通道控制器以及发送与接收数据可获得缓冲区大小来决定。但其只适用于小规模存储设备的方案，不具备共享功能。
仲裁环：允许两台以上的设备通过一个共享带宽进行通信与交流，在此拓扑结构中，任意一个进程的创建者在发送一段报文之前，都将首先与传输介质就如何存取信息达成协议，因此所有设备均能通过仲裁协议实现对通信介质的有序访问。
全交换：通过链路层交换提供及时、多路的点对点的连接。通过专用、高性能的光纤通道交换机进行连接，同时可进行多对设备之间点对点的通信，从而使整个系统的总带宽随设备的增多而相应增大，在增多的同时丝毫不影响这个系统的性能。
在IP-SAN 中基于以太网的数据传输与存取中，虽然在物理上可体现为总线或者星型连接，但其实质为带冲突检测多路载波侦听(CSMA/CD)方式进行广播式数据传输的总线拓扑，因此随着负载以及网络中通信客户端的增加，其实际效率会随着相应的降低。
从网络设备及传输介质来看
FC-SAN：使用专用光纤通道设备
在链路中使用光纤介质，不仅完全可以避免因传输过程中各种电磁干扰，而且可以有效达到远距离的I/O通道连接
在FC-SAN 中所使用的核心交换设备-光纤交换机均带具有高可靠性及高性能的ASIC芯片设计，使整个处理过程完全基于硬件级别的高效处理。
同样在连接至主机的HBA设计中，绝大多数操作独立处理，完全不耗费主机处理资源
IP-SAN：使用通用的IP网络及设备
在传输介质中使用铜缆、双绞线、光纤等介质进行信号的传输，但在普通的廉价介质存在信号衰减严重等缺点，而使用光纤也同样需要特有的光电转换设备等。在IP网络中，可借助IP路由器进行传输,但根据其距离远近，会产生相应的传输延迟。
核心使用各种性能的网络交换机，受传输协议本身的限制，其实际处理效率不高。
在主机端通常使用廉价的各种速率的网卡，大量耗费主机的应用处理资源。
可得出如下光纤通道(FC)与网络(IP)的对比表，该对比表可清晰表明使用光纤通道进行大数据量的信息存储传输与处理中在其性能有着网络在现阶段无法比拟的优势。
| 连接的 | 数据传输通道 | 信号传输校验方式 | 特点 | 传输延迟 | 传输距离 | RAID方式 | |
| 光纤通道（FC） | 连接业务 | 物理电路 | 可靠的硬件传输 | 高速 | 低延迟 | 较短距离 | 基于硬件 |
| 网络（IP） | 无连接 | 逻辑电路 | 不可靠的传输 | 高连接 | 更高的延迟 | 更远的距离 | 基于硬件 |
从存储能够响应的并发操作能力来看
从应用上来说，相对于IP-SAN，FC-SAN可以承接更多的并发访问用户数。当并发访问Storage的用户数不多的情况时，FC-SAN对比IP-SAN二者性能相差无几。但一旦当外接用户数呈大规模增长趋势时，FC-SAN就显示出其在稳定、安全、以及高性能传输率等方面的优势，不会像IP-SAN由于自身传输带宽的瓶颈而导致整个系统的被拖垮。面对大规模并发访问，无论是从外接用户数规模来说还是从传输性能和稳定性来说，FC-SAN都有着IP-SAN不可比拟的优势。
