從用戶觀點看,存在兩大問題。第一個問題,如何將已經(jīng)部署的分離SAN互聯(lián)起來?第二個問題,如何將來自運行在IP網(wǎng)絡(luò)上的多臺服務(wù)器的存儲整合在一起?
解決第一個問題(即互聯(lián)已經(jīng)部署的SAN)的簡單答案是光纖通道。但是,當(dāng)涉及到分布在不同園區(qū)和另一個網(wǎng)絡(luò)上的SAN時,最佳的解決方案是具有較低性能和基于TCP的重試功能的FCIP與iFCP。
FCIP被提議為通過現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)連接光纖通道SAN“孤島”的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。FCIP還可用來克服光纖通道目前存在的距離限制因素,能夠跨越大于光纖通道支持的距離連接SAN孤島。FCIP具有實現(xiàn)糾錯和檢測的優(yōu)點:即如果IP網(wǎng)絡(luò)錯誤率高的話,它就重試。這是在一條低性能、高錯誤率的IP網(wǎng)絡(luò)上連接SAN的理想途徑。
iFCP是一項在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上傳送光纖通道傳輸流的標(biāo)準(zhǔn)。作為網(wǎng)關(guān)的iFCP在使用戶可以將光纖通道RAID陣列、交換機和服務(wù)器連接到IP存儲網(wǎng)絡(luò)上的同時,保護了基礎(chǔ)設(shè)施的投資。iFCP運行時將光纖通道數(shù)據(jù)封裝在IP包中并將IP地址映射到不同的光纖通道設(shè)備上。每一臺光纖通道設(shè)備在IP網(wǎng)絡(luò)上都有自己的身份標(biāo)識,因此它可以單獨地向IP網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點發(fā)送存儲流和接收來自其他節(jié)點的存儲流。iFCP在網(wǎng)關(guān)終結(jié)光纖通道信令,然后在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送存儲傳輸流,突破了傳統(tǒng)光纖通道距離只能達(dá)到6.2英里的限制。
第二個問題的答案是iSCSI。iSCSI協(xié)議定義了在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、接收block(數(shù)據(jù)塊)級的存儲數(shù)據(jù)的規(guī)則和方法。發(fā)送端將SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中再通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā),接收端收到TCP/IP包之后,將其還原為SCSI命令和數(shù)據(jù)并執(zhí)行,完成之后將返回的SCSI命令和數(shù)據(jù)再封裝到TCP/IP包中再傳送回發(fā)送端。而整個過程在用戶看來,使用遠(yuǎn)端的存儲設(shè)備就像訪問本地的SCSI設(shè)備一樣簡單。支持iSCSI技術(shù)的服務(wù)器和存儲設(shè)備能夠直接連接到現(xiàn)有的IP交換機和路由器上,因此iSCSI技術(shù)具有易于安裝、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、管理方便等優(yōu)勢。200多家開發(fā)iSCSI解決方案的公司的影響以及大量的已有IP網(wǎng)絡(luò),將使iSCSI能夠?qū)AN產(chǎn)生真正的影響。
二、IP存儲“三部曲”
IP存儲解決方案應(yīng)用可能會經(jīng)歷三個發(fā)展階段。
階段一: SAN擴展器。隨著SAN技術(shù)在全球的開發(fā),越來越需要長距離的SAN連接技術(shù)。IP存儲技術(shù)定位于將多種設(shè)備緊密連接,就像一個大企業(yè)多個站點間的數(shù)據(jù)共享以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像。這種技術(shù)是利用FC到IP的橋接或路由器,將兩個遠(yuǎn)程的SAN通過IP架構(gòu)互聯(lián)。雖然iSCSI設(shè)備可以實現(xiàn)以上技術(shù),但FCIP和iFCP對于此類應(yīng)用更為適合,因為它們采用的是光纖通道協(xié)議(FCP)。
階段二: 有限區(qū)域IP存儲。 在第二個階段的IP存儲的開發(fā)主要集中在小型的低成本的產(chǎn)品,目前還沒有真正意義的全球SAN環(huán)境,隨之而來的技術(shù)是有限區(qū)域的、基于IP的SAN連接技術(shù)??赡軙霈F(xiàn)類似于可安裝到NAS設(shè)備中的iSCSI卡,因為這種技術(shù)和需求可使TOE設(shè)備彌補NAS技術(shù)的解決方案。在這種配置中,一個單一的多功能設(shè)備可提供對塊級或文件級數(shù)據(jù)的訪問,這種結(jié)合了塊級和文件級NAS設(shè)備可使以前的直接連接的存儲環(huán)境輕松地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)存儲環(huán)境。
第二個階段也會引入一些工作組級的、基于IP的SAN小型商業(yè)系統(tǒng)的解決方案,使得那些小型企業(yè)也可以享受到網(wǎng)絡(luò)存儲的益處,但使用這些新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)也可能會遇到一些難以想象的棘手難題。 iSCSI協(xié)議是最適合這種環(huán)境的應(yīng)用的,但基于iSCSI的SAN技術(shù)是不會取代FC SAN的,同時它可以使用戶即享受網(wǎng)絡(luò)存儲帶來的益處,也不會開銷太大。
三、IP存儲仍需解決的問題
IP存儲是一個新興的技術(shù),盡管其標(biāo)準(zhǔn)早已建立且應(yīng)用,但將其真正廣泛應(yīng)用到存儲環(huán)境中還需要解決幾個關(guān)鍵技術(shù)點。
TCP負(fù)載空閑
由于IP無法確保提交到對方,而將TCP作為底層傳輸?shù)娜NIP存儲協(xié)議則需要在擁擠的、遠(yuǎn)距離的IP空間中確保傳輸?shù)目煽啃浴S捎贗P包可以打亂次序傳送,因此,TCP層需要重新修正次序,以提交到上一層的協(xié)議中(如SCSI)。TCP完成這一任務(wù)的典型操作是使用重調(diào)順序緩沖器,將數(shù)據(jù)包的順序完全整理為正確方式,完成這一操作后,TCP層將數(shù)據(jù)發(fā)送到下一層。
這些處理都需要消耗主機的CPU資源,同時增加事務(wù)處理的延時,事實上,與典型的FC或SCSI塊傳輸相比,需要更多的I/O處理,一種稱之為TCP負(fù)載空閑引擎TCP Off-loading Engine (TOE)的設(shè)備可將主機的處理器負(fù)載降低,隨著新技術(shù)的應(yīng)用,TOE將可以幫助解決這一問題。
性能
工作組和一些分析人士把相當(dāng)多的注意力放在了確保IP存儲協(xié)議可以非??斓倪\行上,因為目前硬盤驅(qū)動器的運行速度已經(jīng)很快。專家們預(yù)測IP存儲產(chǎn)品將以高速運行。然而,也有一些分析人員認(rèn)為,IP存儲令人心往的最大優(yōu)勢是IP的靈活性,而高速性能則排在第二位。
盡管IP技術(shù)很有可能得以應(yīng)用,但如果對性能較為看重的話,不推薦使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡。如前所述,TOE可以減少服務(wù)器的處理負(fù)載,但由于TOE設(shè)備較新,其硬件成本及復(fù)雜程度都比標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡更高。其廣泛應(yīng)用可能會由于性能價格比過高而受阻。像那些增強的iHBA都需要進(jìn)一步改進(jìn),已達(dá)到光纖通道的技術(shù)水平。
安全性
當(dāng)存儲設(shè)備通過IP架構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)距離連接時,安全性變得愈加重要。生產(chǎn)廠家必須明確產(chǎn)品的安全級別,并確保其安全性。在IP存儲產(chǎn)品廣泛應(yīng)用之前,這一問題是IETF需亟待解決的。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)得到批準(zhǔn)時,明確要求IP存儲協(xié)議的所有實施都必須包括可靠的安全性(實現(xiàn)加密數(shù)據(jù)完整性和保密性)。如果用戶不愿使用這些安全措施的話,他們不必使用,但是產(chǎn)品中必須具有啟動安全技術(shù)的功能,只有這樣廠商才能說他們的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。相當(dāng)多的工作組成員非常不喜歡這項要求:他們認(rèn)為這些協(xié)議的主要用武之地將是數(shù)據(jù)中心或其他一些受防火墻保護的領(lǐng)域。但是,一旦人們將應(yīng)用放在IP上,這個應(yīng)用沒有什么辦法確定自己的使用環(huán)境,例如在防火墻后使用。這是IP的一個重要特性。
IETF認(rèn)為,如果將存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)放在IP上是符合邏輯的(絕大多數(shù)人認(rèn)可這點),那么利用IPSec保護這些SAN才有意義。
IETF的Internet工程指導(dǎo)小組(IESG)要求在三種IP存儲協(xié)議中使用IPSec: iSCSI、FCIP和iFCP。負(fù)責(zé)IETF IP存儲工作組傳輸領(lǐng)域的人員認(rèn)為,竊聽是IP協(xié)議存在的安全漏洞,而這正是IESG堅持加密能力的原因。還有一些廠商認(rèn)為,依靠IPSec解決IP存儲安全問題并沒有抓住問題的關(guān)鍵。盡管IPSec可以保護在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)拇鎯?shù)據(jù)的安全,正如它保護IP VPN上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)那樣,但是它沒有采取任何保護存儲設(shè)備上數(shù)據(jù)的措施。保護存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)需要使用采用3DES 或高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)的加密芯片。
互聯(lián)性
基于IP的技術(shù)并沒有被所有廠家共同使用,雖然這個協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)早已被IETF公布,但并不能保證廠家X與廠家Y使用相同的協(xié)議或技術(shù)。為了保證這些產(chǎn)品能夠相互配合得更好,必須保證廠家之間采用相同的協(xié)議,使各廠家產(chǎn)品具有良好的互聯(lián)性。
還有一個問題引起了大家的關(guān)心,那就是之所以有這么多的廠商熱衷于iSCSI解決方案原因在于他們不必掌握復(fù)雜的光纖通道技術(shù)而直接進(jìn)入高速增長的網(wǎng)絡(luò)存儲領(lǐng)域。筆者以為,作為iSCSI解決方案的提供商,沒有光纖通道領(lǐng)域的堅實基礎(chǔ)是很難取得成功的。現(xiàn)實總是殘酷的,對于專注于此領(lǐng)域的小廠商來說也許會在成功以后被大型廠商所收購,然而現(xiàn)在正經(jīng)歷嚴(yán)峻考驗。
四、存儲廠商觀點
不同的存儲廠商,由于專注的領(lǐng)域不同,對IP存儲的支持程度(或者是希望程度)有著一定的差別。
IBM與思科
iSCSI是由IBM下屬的兩大研發(fā)機構(gòu)??加利福尼亞Almaden和以色列Haifa研究中心共同開發(fā)的,是一個供硬件設(shè)備使用的可以在IP協(xié)議上層運行的SCSI指令集。而iSCSI是IP存儲各協(xié)議中發(fā)展最“成熟”的一個,因此,IBM對iSCSI的貢獻(xiàn)是很突出的,自然對IP存儲支持有佳。
思科在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的地位無需多提,在IP網(wǎng)絡(luò)擁有的豐富經(jīng)驗使得思科公司進(jìn)軍存儲市場具有很大優(yōu)勢。除了很早就推出了存儲路由器,在一個月以前,思科推出了MDS 9000系列多層導(dǎo)向器和光纖通道交換機,全面進(jìn)入存儲領(lǐng)域。對于思科來說,若能夠?qū)鹘y(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)與存儲網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢結(jié)合起來自然會獲得巨大的機會,而這個機會就是IP存儲。
NetApp
NetApp原本是專注于NAS產(chǎn)品的廠商,后來又提供了SAN架構(gòu)產(chǎn)品,并將兩者有機地結(jié)合在其光纖網(wǎng)絡(luò)存儲(FAS)解決方案中。如果IP存儲能夠得到廣泛的應(yīng)用,對于NetApp來說是個巨大的利好消息,NetApp認(rèn)為,應(yīng)用IP存儲時,只是在其FAS解決方案增加支持,而不會像其他廠商那樣需要分別在NAS和SAN產(chǎn)品增加對IP存儲的支持。
HP與HDS
目前惠普已經(jīng)推出了iSCSI路由器,但沒有在中國發(fā)布。隨著市場的發(fā)展,惠普還會陸續(xù)推出iSCSI的產(chǎn)品。在iSCSI的推動上,惠普聲稱會跟著市場的需求走,但不會太超前,iSCSI市場并不成熟,產(chǎn)品太超前,對企業(yè)來說是沒有意義的。HDS也表示,由于在可靠性方面還存在一些問題,暫時還沒有推出支持iSCSI的產(chǎn)品。
博科通訊
博科認(rèn)為,iSCSI可以在一定程度上回應(yīng)把低端服務(wù)器連接到SAN的這樣一個新市場。博科將在SilkWorm FAP(博科最近收購的Rhapsody的一個產(chǎn)品)上提供iSCSI及FCIP的橋接器功能。博科正密切關(guān)注著存儲市場的變化,以決定是否或何時將“iSCSI刀片”(iSCSI功能模塊)集成到SAN光纖通道交換機里。同時,博科也指出,光纖通道是一種為實現(xiàn)高性能、高可用、高可靠存儲網(wǎng)絡(luò)而研發(fā)的協(xié)議,它把并行SCSI技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來。它以為光纖通道在存儲網(wǎng)絡(luò)方面有明顯優(yōu)勢,已被廣泛應(yīng)用,適應(yīng)了服務(wù)器到存儲設(shè)備之間高流通量的苛刻要求。在實現(xiàn)服務(wù)器與服務(wù)器之間或者客戶端與服務(wù)器之間的連接上,IP網(wǎng)表現(xiàn)非常優(yōu)秀,但在服務(wù)器與存儲設(shè)備之間的連接方面,IP網(wǎng)難以做到低延遲、高性能、高可靠。iSCSI可以通過軟件實現(xiàn),所以在服務(wù)器方面不需太多的設(shè)備成本,但需要耗費額外的CPU處理能力,較適合不太需要高性能的存儲應(yīng)用??傊┛普J(rèn)為iSCSI不適合、不應(yīng)當(dāng)配置于類似數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵存儲應(yīng)用上。