[周报全文]InfiniBand、IP、光纤通道大比拼

查看评论  发表评论2001年12月31日 00:00分         作者：     来源：$page.getBroMedia()

InfiniBand、IP、光纤通道大比拼

    光纤通道、IP存储还是InfiniBand？激烈的争论成了部署存储网络的难点之一。用户是不是因为认为光纤通道有着长期发展前景现在就部署光纤通道存储区域网（SAN）呢？还是所有存储主机互连最终将走向IP？如果这样，那么介于两者之间的InfiniBand将何去何从？它仅仅是一种服务器互连技术吗？

光纤通道：现有的管道

    在光纤出现在开放系统存储世界之前，我们就有了SCSI。其实，我们仍然让SCSI协议帮助数据进出于存储设备。作为高速串行传输技术，光纤通道取代了SCSI并行传输机制。讨论SAN时常被人称为“管道”（the plumbing）。

    与SCSI传输技术相比，就距离限制和交换功能而言，光纤通道“管道”提供了极强的灵活性。同时，光纤通道保留了通常的SCSI控制器API。至少在进行IP与光纤通道的讨论时，这是需要牢记的一个重要方面。光纤通道和至少一项拟定的IP存储标准（如iSCSI）保持了SCSI命令集的原状。这使得驱动器制造商和系统供应商无需重大技术改造就能从并行SCSI迁移到串行光纤通道。

    且不问对错与否，光纤通道已成为SAN的同义词。许多供应商称，在2000年，光纤通道相关产品的出货量其年复合增长率达到了三位数。不过，尽管有着如此强劲的增长势头，但一些问题却仍萦绕在用户的脑际——IP SAN。

IP存储：老房子，新管道

    支持者声称IP存储拥有优廉、成熟等众多优点。但就在IP存储背后，许多问题也随之复杂化了。

    首先，IP不能保证数据包从信源传送到目标。不过SCSI要求数据包不仅到达目的地，还要以准确的次序到达。因此，如果你想通过IP网络发送SCSI存储数据包，就得想出某种方法满足SCSI协议的保证发送要求。

    其次，想满足SCSI协议的要求、为一系列广泛的应用和工作负荷提供可接受的性能，这就要求所需的代码大部分部署在专门的芯片组硬件。这可不是什么轻松的任务，哪怕对最专业的IP网络供应商来说也是如此。此外，与光纤通道一样，必须为IP存储传输编码及解码制订一种标准方法。在标准制订之前，没有一家供应商会对批量生产低成本的所需芯片组作出郑重承诺。

    此时，没有哪一种“最佳办法”能通过IP链路发送存储相关的I/O通信量。现有的是少数几家供应商的第一代部署方案，以及通过IETF、旨在制订基于IP的标准存储传输方法的一系列提议技术，它们包括：

    FCIP  被提议为通过现有的IP网络连接光纤通道SAN“孤岛”的一种标准方法。FCIP还可用来克服光纤通道目前存在的距离限制因素，能够跨越大于光纤通道支持的距离连接SAN孤岛。因为光纤通道已经包含了SCSI协议，这种方法无需重大技术改造，就能满足SCSI协议的要求。在传输的发送端，所有的光纤通道帧被转换即“包装”成TCP/IP数据报。在接收端，数据报“包装器”被丢弃，光纤通道帧则以原先的格式展示给接收端的SAN。TCP/IP纯粹充当了导管的作用。而FCIP数据报本身与其他任何数据报一样可以路由或交换。

    iFCP  用来通过TCP/IP链路连接光纤通道设备的网关至网关协议。目的在于使现有的光纤通道阵列和主机总线适配器可以利用“轻便”网关连接至IP网络。有了iFCP，标准TCP/IP交换和路由基础设施部件取代了同等的光纤通道部件。IFCP用TCP管理拥塞控制、错误检测和恢复。

    iSCSI  与FCIP、iFCP和mFCP相比，iSCSI对通过IP网络传输的I/O存储通信量的部署要纵深得多。FCIP保留了光纤通道SAN，然后用IP主干网进行连接。iFCP和mFCP则用IP取代了光纤通道SAN管道，同时保留了光纤通道设备连接至IP存储网络的功能。iSCSI则将光纤通道完全排除在讨论范围之外。基于主机的应用通过IP与网络存储设备通信。这意味着从主机到存储设备的整个传输链路就是一条IP链路。iSCSI通过映射至IP来保留SCSI命令集。iSCSI保持了SCSI命令集的原状，同时用IP取代了传输协议。执行映射功能需要相当多数量的代码，这会导致许多应用可能所无法忍受的时延问题。所以为了克服时延问题，需要专门的iSCSI芯片组把转换代码部署在硬件当中。

    上述协议都有一个非常重要的共同点：都能充当SCSI命令集的传输机制。通过IP存储介质与存储设备通信的主机仍表达了SCSI的含意。

    IP存储实际上仍处于发展初期。这里提到的协议没有一种被IETF认可为标准。然而，思科加入iSCSI领域的举动引起了存储行业的注意。随着思科一声宣布，IP存储时代正式拉开了帷幕。

InfiniBand：新房子、新管道

    IP存储支持者想让我们相信：利用巧妙的技术，可以轻而易举地绕开IP协议堆栈（protocol stack）给与存储相关的I/O带来的潜在瓶颈。但说来容易做时难。这时InfiniBand就登场了。

    InfiniBand的协议堆栈一开始就针对部署在硅片内设计，管理特性存在于硅或独立的8位微控制器当中。力求简单、快速、小巧、廉价、能够批量生产，这就是InfiniBand的秘诀。

    InfiniBand开始的使命将是充当服务器互连技术，并会在数据中心找到用武之地。它以带宽（每秒数千兆字节）交换结构拓扑取代基于总线的PCI，而这种拓扑在概念上与光纤通道和IP相兼容。物理结构结合了连接器、线缆和交换机。目前的规范要求1、4或12路宽的链路方案，相对应的是500MBps、2GBps和6GBps的带宽。InfiniBand链路是为使用铜线缆的数据中心距离（约17米）或使用光纤链路的大楼间和小校园距离（约100米）而设计的。

    InfiniBand采用了基于通道的方案，沿通信链路分配I/O处理工作负荷。
    InfiniBand采用的不是PCI的内存映射“装入/存放”范例，而是消息传送“发送/接收”模式。适配器负责处理传输协议，InfiniBand交换机则负责确保数据包到达预定目的地。

    作为一种存储互连介质，InfiniBand的发展方向掌握在InfiniBand同业协会手中。康柏、戴尔、惠普、IBM、SGI和Sun都是创始成员。但EMC、英特尔和微软同样不遗余力，这表明InfiniBand的意义远远不限于服务器互连。我们预计早期的InfiniBand存储部署将是机架内解决方案，直接连接至存储设备而不是交换结构。我们还预计同样会出现InfiniBand到光纤通道和InfiniBand到IP的桥接解决方案。

结论

    经常有人问，哪种存储互连技术会在今后几年占主导地位。我们的回答就是：别指望三种技术中的任何一种会在可预见的未来主导IT界。服务器到存储的互连是用来解决业务问题而不是心之所好的工具。用户会运用现有的最好工具解决手头的问题。例如，IP正日益被视为EMC的SRDF（远程数据镜像技术）等远距离数据复制应用的存储互连方式，因为与光纤通道相比，其传输的距离更远。另一方面，在可靠、具有成本效益的InfiniBand和IP技术进入市场之前，光纤通道至少在今后两年继续会是首选的SAN结构。

    仅仅因为IP无所不在、费用低廉就以为它将主导存储行业，这是不正确的。虽然已对IP存储解决方案进行了性能基准测试，但它们测验的是理论概念，而不是真实的数据中心情形。我们还根本不知道IP存储的漏洞在哪儿。只有用户的检验结果才见分晓。（沈建苗） 

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