SAN是通過專用高速網(wǎng)將一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和服務(wù)器連接起來的專用存儲系統(tǒng),未來的信息存儲將以SAN存儲方式為主??刹捎霉饫w通道(FC)、IP/Ethernet、InfiniBand互連技術(shù)分別組建FC-SAN、iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN。
現(xiàn)代企業(yè)對于存儲系統(tǒng)高可靠性、高可用性、高性能、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性、易維護(hù)性和開放性等眾多方面的需求,對現(xiàn)有的存儲技術(shù)提出了挑戰(zhàn),存儲器件和設(shè)備這一級無論做得多好,都難以滿足網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)存儲的多種需求,這就需要在存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這一級來解決問題。
FC-SAN
目前基于FC的SAN應(yīng)用方案最多,成熟的產(chǎn)品也很多。FC-SAN主要由磁盤陣列、FC-Switch交換機(jī)和主機(jī)光纖接口卡等組成。FC-SAN存儲系統(tǒng)主要具有如下技術(shù)特點(diǎn):
(1) 采用可伸縮的FC-Switch網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過高速光纖通道(目前FC的單向速率為200 MB/s)連接,提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點(diǎn)之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換,設(shè)備訪問的網(wǎng)絡(luò)擁塞處理也交由高速交換機(jī)處理,使得連接設(shè)備的增多幾乎不影響各個(gè)設(shè)備的訪問速度。
(2) Switch規(guī)模越大,吞吐率就越高,如:8-port switch吞吐率為3.2GB/s,16-port switch吞吐率為6.4GB/s。
(3) 支持熱拔插,高可靠性、可用性、可維護(hù)性(RAS)。
至少在今后兩年中,或者性價(jià)比良好的IP和InfiniBand解決方案進(jìn)入市場之前,光纖通道還將繼續(xù)是SAN的主流,即使到了IP和InfiniBand進(jìn)入市場的時(shí)候,光纖通道結(jié)構(gòu)也不會(huì)完全被取代。
IP-SAN
FC-SAN雖然性能優(yōu)越,可擴(kuò)展性好,但受限于現(xiàn)有的光纖傳輸方式,其價(jià)格昂貴。因此,基于普通IP協(xié)議和以太網(wǎng)的SAN應(yīng)運(yùn)而生,這就是IP存儲(IPS),它將SCSI協(xié)議映射到TCP/IP協(xié)議上,使得SCSI的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)可以在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)上傳輸。
IP存儲系統(tǒng)在整個(gè)IP網(wǎng)上創(chuàng)建了一個(gè)共享存儲環(huán)境,很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程訪問;由于采用的是SCSI、以太網(wǎng)、TCP/IP等現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)施,造價(jià)低,便于構(gòu)建和維護(hù)。IP存儲互操作性好,且克服了FC-SAN的距離限制,把共享存儲系統(tǒng)擴(kuò)展到LAN、WAN甚至Internet上。
IP存儲技術(shù)的發(fā)展有其階段性,首先是對SAN的擴(kuò)展階段,在這一階段,IP-SAN遵循FC-IP或iFCP協(xié)議,利用FC-IP橋、FC-IP路由器或FC-IP網(wǎng)關(guān)將超過光纖通道允許距離的FC-SAN連接到IP網(wǎng)絡(luò)上;第二階段是小范圍地實(shí)現(xiàn)基于IP的SAN,或?qū)SCSI卡集成到NAS存儲設(shè)備上,以支持?jǐn)?shù)據(jù)塊形式的I/O訪問;真正的IP-SAN是主機(jī)通過帶TCP下載引擎(TOE)的iSCSI HBA接至IP網(wǎng)絡(luò),訪問iSCSI存儲設(shè)備,實(shí)現(xiàn)全球的iSCSI-SAN。
IP存儲采用潛在不可靠的IP網(wǎng)絡(luò)(如: Internet)傳輸數(shù)據(jù),因而可靠性不高。由于IP環(huán)境不安全,iSCSI存儲要求采用多種安全措施以提高數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)存儲的安全性。通常采用的安全方法主要有:KRBs、SPKM、SPR(遠(yuǎn)程安全密碼)以及CHAP(握手認(rèn)證協(xié)議)等。
InfiniBand-SAN
InfinBand是一種新的I/O體系結(jié)構(gòu),它將I/O系統(tǒng)與復(fù)雜的CPU/Mem分開,采用基于通道的高速串行鏈路和可擴(kuò)展的光纖交換網(wǎng)絡(luò)替代共享總線結(jié)構(gòu),提供了高帶寬、低延遲、可擴(kuò)展的I/O互連,克服了傳統(tǒng)的共享I/O總線結(jié)構(gòu)的種種弊端。
InfinBand也是一種新的互連技術(shù),它不僅可用于服務(wù)器內(nèi)部的互連、服務(wù)器之間的互連、集群系統(tǒng)的互連,還可用于存儲系統(tǒng)的互連,組建基于InfinBand的SAN。InfiniBand采用基于包交換的高速交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可采用光纖或銅線實(shí)現(xiàn)連接,單線傳輸速率為2.5Gb/s,可通過2、4或12線并行來擴(kuò)展通道帶寬,帶寬高達(dá)2.5GB、10GB、30GB。InfiniBand采用層次結(jié)構(gòu),將系統(tǒng)的構(gòu)成與接入設(shè)備的功能定義分開,不同的主機(jī)可通過HCA(Host Channel Adapter)、RAID等網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備利用TCA(Target Channel Adapter)接入InfiniBand SAN(RAID的InfiniBand接口RAID-TCA的主要功能如圖所示)。
InfinBand SAN的主要特點(diǎn)包括:可伸縮的Switched Fabric互連結(jié)構(gòu);由硬件實(shí)現(xiàn)的傳輸層互連高效、可靠;支持多個(gè)虛信道(Virtual Lanes);硬件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的路徑變換(Path migration); 總帶寬可隨IB-Switch規(guī)模成倍增長; 支持SCSI遠(yuǎn)程DMA協(xié)議(SRP),實(shí)現(xiàn)高速、低延遲的遠(yuǎn)程DMA傳輸,一次傳輸量多達(dá)4K Blocks;具有較高的容錯(cuò)性、抗毀性,高可靠性、可用性、可維護(hù)性(RAS),同時(shí)支持熱插拔。