[周报全文]IP SAN：IP网上构建SAN

查看评论  发表评论2004年12月08日 00:00分         作者：     来源：$page.getBroMedia()

    老王是某公司存储管理员，日常生活中十分关注先进的存储产品与技术。他对SAN产品的景仰之情已有几年光景，这种高端存储产品所提供的高性能、高可靠性使得他羡慕不已。但是对于他们这样的小公司来讲，一套大型SAN的高昂价格也是无法承受的。

    平常工作中使用的NAS只能为PC服务，十几台服务器中的数据共享与管理就变成一项极具挑战的任务，于是加班便成了老王与两个手下的家常便饭。

    老王还记得，两年前公司花了50多万元构建了一套低端SAN系统，由于很难发挥作用一直闲置。尽管在过去一段时间SAN的价格下降比较迅速，但是，他们仍无法制定SAN计划。

    最近，情况不同了。老王得知通过以太网实现的IP SAN产品同样可以提供SAN的各类功能，性能基本与本地SCSI磁盘系统相当，目前已经有几个厂家推出类似产品。精心选择后，便购买了两台IP SAN。价格便宜，一共不超过6万元人民币。使用方便，一个存储管理员就完成了以前所有的任务。最关键的是，各个服务器之间的数据共享变得非常容易，这在以前是根本无法办到的事情。老王说，“使用IP SAN，服务器的管理员就像使用本地磁盘一样。我们的服务水平轻轻松松上了一个台阶。”

    IP SAN：IP网上构建SAN

    ■ 本报记者 张峰

    采用IP SAN可以将SAN为服务器提供的共享特性以及IP网络的易用性很好结合在一起，并且为用户提供了类似服务器本地存储的较高性能体验。

    SAN是一种进行块级服务的存储架构，一直以来，光纤通道SAN发展相对迅速，因此，许多用户认为只能通过光纤通道来实现SAN，然而，通过传统的以太网仍然可以构建SAN——IP SAN。

    服务器中的存储过程大致是这样的，当内存得到数据后通过数据总线传递给磁盘系统，它们之间采用的协议为SCSI。FC（光纤通道）SAN则通过光纤通道协议将SCSI封装起来，并且在FC网络中进行数据交换，它引入了类似主机地址的概念，因此，可以在网络中进行数据共享。

    IP SAN其实在FC SAN的基础上再进一步，它把SCSI协议完全封装在IP协议之中。简单来说，IP SAN就是把FC SAN中光纤通道解决的问题通过更为成熟的以太网实现了，从逻辑上讲，它是彻底的SAN架构，即为服务器提供块级服务。

    在不必要使用光纤通道或光纤通道在经济上不可行的IT基础设施内，基于iSCSI的解决方案成了直连式存储方案的一种经济合算的备选方案。IP SAN解决方案对于Windows、Linux及NetWare环境格外有吸引力，因为在这些环境中，服务器数量激增使得存储管理工作异常复杂，而且费用较高。

    IP SAN的成熟并且产品化，主要得益于下面几项技术的飞速发展。

    iSCSI的成熟

    iSCSI是实现IP SAN最重要的技术。在iSCSI出现之前，IP网络与块模式（主要是光纤通道）是两种完全不兼容的技术。有意思的是，iSCSI是运行在TCP/IP之上的块模式协议，将两者的优势很好地结合起来。

    iSCSI（或称为Internet SCSI）是一个由IETF定义的新协议。它具有SAN在合并、可扩展性以及管理上的优势，同时避免了光纤通道所带来的陌生感、复杂性和费用。

    iSCSI可提供必要的映射，通过IP传输SCSI指令，就像今天的光纤通道可以传输SCSI指令一样。iSCSI是为主机到存储设备的端到端连接而设计的，类似于光纤通道的SAN架构，iSCSI技术包括可使主机到兼容的存储设备之间通过IP交换机进行通信。而驱动器仍可使用真正的SCSI驱动器，因为iSCSI并不等同于今天的硬盘连接技术。

    使用了IP全局地址表，iSCSI设备增加了两个类型的标识：一个是iSCSI设备名，一个是iSCSI地址。与FC全球命名(WWN)类似，所有的iSCSI 初始化设备和目标设备都被现有的权威命名机构赋予永久的iSCSI名字。当设备有了这一名称标识后，无需再考虑它的位置或IP地址。iSCSI地址中标定了iSCSI初始化设备和目标设备的位置，并包含了IP地址、端口号以及iSCSI设备的名称。

    采用iSCSI技术对于用户来说是一个喜讯，因此他们日常工作中对以太网技术太熟悉不过了，老王说，“如果构建FC SAN，我们的工程师需要一段时间来学习新技术，而iSCSI对我们来说与IP技术几乎一样。”

    TOE发展

    在主机通过网络进行通信的过程中，主机处理器需要耗费大量资源进行多层网络协议的数据包处理，这些协议包括传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）、互联网协议（IP）以及互联网控制消息协议（ICMP）等。为了将占用的这部分主机处理器资源解放出来专注于其他应用，人们发明了TOE（TCP/IP Offloading Engine）技术，将上述主机处理器的工作转移到网卡上。由于采用了硬件的方式进行处理，因此为网络传输提供了更高性能。

    TOE技术已经在传统的IP网络应用中发挥了巨大作用：提高网络性能的同时降低了网络的成本。如今，这种优势延伸到了网络存储领域，它对IP SAN的发展起到了推波助澜的作用。

    通过iSCSI传输，数据最终要转换为IP数据包，这就为TOE技术的使用带来了契机，因为在光纤通道SAN中，数据以块级传输而无需进行各类协议处理工作。TOE与iSCSI的结合使得用户可以不需要部署光纤通道SAN，甚至能够得到与之相当的性能。

    IP SAN在价格和灵活性方面都较FC SAN有巨大优势，但是性能方面并没有，也就是说，如果用户从目前的FC SAN转移到IP SAN，在价格下降几倍的同时性能也大体上下降几倍。可是，TOE的出现改变了这种情况，最乐观的分析人士认为，通过使用TOE，IP SAN几乎可以得到与FC SAN相比拟的性能，而灵活性和成熟度方面却获得了“质”的提高。

    网络速度与SATA

    另一个为IP SAN的发展起到积极作用的是快速发展的以太网速率。iSCSI在技术方面已经成熟了一段时间，但是，最初的应用在性能方面表现并不让用户满意，其中一个原因在于原有的以太网架构的低性能。如今千兆以太网价格不断下降，使用单独的千兆环境对提升IP SAN的性能会有很大帮助。

    还有一个因素不可不提，那就是SATA（串行ATA）为其提供的经济的高容量。尽管目前SATA技术还不能完全应用于高端的企业级存储系统，但是对于高性价比的IP SAN来说，它十分理想。通过RAID保护以及产品本身可靠性的增强，SATA磁盘在可靠性方面已完全可以满足IP SAN的应用。还以老王的应用为例，如果采用FC SAN，2TB的存储容量花费会非常昂贵，而SATA的硬盘价格跟普通PC的IDE硬盘价格大致相当。

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