董唯元存储专栏向IP存储问声好
ʱ䣺 2019-08-10

  回顾网络存储技术的发展,1999年到2000年间,SAN的概念一支独秀。磁盘阵列厂商、磁带设备厂商、存储软件厂商甚至服务器厂商都争相勾画自己的SAN解决方案。然而,SAN高昂的价格始终让中小型企业用户望而却步。2001年NAS技术忽然得到了各个厂商众星捧月般的拥戴。表面上的原因在于NAS技术在同样可以实现数据集中的同时,可以方便的实现数据共享,而且价格和使用维护的方便性都要明显优于SAN技术。还有一个隐含在技术背后的原因就是??开发NAS产品的技术难度较低,对于很多存储领域的“后来者”来说,这是一个很好的突破口。

  仅就技术而言,SAN和NAS可谓各有千秋。然而无论SAN还是NAS都只是最为基本的存储系统拓扑结构单元,而一个真正的实际应用,往往要求存储系统具有多方面的结构和性能特征。所以我们看到,用户在面对存储系统选择时,总是要无奈的调整甚至放弃掉一些需求,以使自身的应用可以稳定可靠的运行于现有的NAS或SAN架构之上。

  目前,国际存储工业协会正在考虑制定一个共享存储模式标准(share storage model),以此来统一SAN、NAS等具体技术实现。这很像以OSI七层协议标准来统一各种实际存在的网络协议,而且共享存储模式标准本身也是一个分层的结构。虽然这一标准还处在形成的初期,但其指导意义已经显现了出来。随着存储技术各个层次的明确划分,专家们发现SAN和NAS技术并不是完整的存储“协议栈”。就如同TCP/IP协议不是完整的网络通信协议栈一样。于是在存储“协议栈”上层,各厂商发展出了“虚拟存储”技术,而在底层出现了“IP存储”技术。从技术实现的层次上讲,与其说“IP存储技术是SAN和NAS技术的融合”,不如说“IP存储技术为SAN和NAS技术的融合提供了一个平台”更为确切。

  那么到底什么是IP存储技术呢?简而言之,就是以高速以太网联接为基础,通过IP协议进行数据交换的存储技术。也许这个算不上定义的定义令好多人哭笑不得。想来是笔者拙嘴笨腮,还是请读者看过下面的描述后,亲自来下个定义吧。

  由于既有的成熟性和开放性,IP存储技术,使企业在制定和实现“安全数据存储”的策略和方案时,有了更多的选择空间。例如远程的数据备份、数据镜像和服务器集群等领域,IP存储的介入都可以大大丰富其内容。同时,IP存储也消除了企业IT部门在设计传统SAN方案时,必须面对的产品兼容性和连接性方面的问题。最重要的是,基于IP存储技术的新型“SAN”,兼具了传统SAN的高性能和传统NAS的数据共享优势,为新的数据应用方式提供了更加先进的结构平台。

  在过去的一年中,存储和网络厂商的注意力,主要集中在IP存储技术的两个方向上??存储隧道(Storage tunneling)和本地IP存储(Native IP-based storage)。

  顾名思义,这种技术是将IP协议作为连接异地两个光纤SAN的隧道,用以解决两个SAN环境的互联问题。光纤通道协议帧被包裹在IP数据包中传输。数据包被传输到远端SAN后,由专用设备解包,还原成光纤通道协议帧。

  由于这种技术提供的是两个SAN之间点到点的连接通信,从功能上讲,这是一种类似于光纤的专用连接技术。因此,这种技术也被称为黑光纤连接(Dark fiber optic links)。由于其专用性,使得这种技术实现起来成本较高,缺乏通用性,而且较大的延迟也对性能造成一定影响。其最大的优势在于,可以利用现有的城域网和广域网。这一优势,正好为炒作的沸沸扬扬,但至今无法充分利用的宽带资源,提供用武之地。

  另一方面,虽然IP网络技术非常普及,其管理和控制机制也相对完善,但是,利用IP网络传输的存储隧道技术,却无法充分利用这些优势。其原因主要在于,嵌入IP数据包中的光纤通道协议帧。IP网络智能管理工具不能识别这些数据,这使得一些很好的管理控制机制无法应用于这种技术,如目录服务、流量监控、QoS等。因此,企业IT部门的系统维护人员,几乎不可能对包含存储隧道的网络环境,进行单一界面的统一集中化管理。

  目前的存储隧道产品还有待完善,与光纤通道SAN相比,只能提供很小的数据传输带宽。例如,一个在光纤SAN上,用两到三个小时可以完成的传输过程,在两个光纤SAN之间以OC-3标准传输大约需要14个小时。这是目前存储隧道产品比较典型的传输速度。当然,这样的性能表现,不会限制到该技术在一些非同步功能中的应用。如远程的数据备份,就不一定需要很高的数据传输带宽。

  总之,存储隧道技术,借用了一些IP网络的成熟性优势,但是并没有摆脱复杂而昂贵的光纤通道产品。

  这一技术是将现有的存储协议,例如SCSI和光纤通道,直接集成在IP协议中,以使存储和网络可以无缝的融合。当然,这并不是指,可以在企业IT系统中,把存储网络和传统的LAN,物理上合并成一个网络。而是指在传统的SAN结构中,以IP协议替代光纤通道协议,来构建结构上与LAN隔离,而技术上与LAN一致的新型SAN系统??IP SAN。这种IP-SAN中,用户不仅可以在保证性能的同时,有效的降低成本,而且,以往用户在IP-LAN上获得的维护经验、技巧都可以直接应用在IP-SAN上。俯拾皆是的IP网络工具,使IP-SAN的网络维护轻松而方便。同样,维护人员的培训工作,也不会像光纤技术培训那样庞杂而冗长。

  设想一下,一个大型企业的IT部门引入了一项新技术,并以此构建了底层的大型存储系统。却不需要调整现有的网络和主机,不需要改变应用软件,不需要增加管理工具,甚至不需要过多的技术培训。现有的网络管理工具和人员,完全可以应付这一切。这是一个多么诱人的系统升级方案!

  与存储隧道技术相比,本地IP存储技术具有显著的优势。首先,一体化的管理界面,使得IP-SAN可以和IP网络完全整合。其次,用户在这一技术中,面对的是非常熟悉的技术内容:IP协议和以太网。而且,各种IP通用设备,保证了用户可以具有非常广泛的选择空间。事实上,由于本地IP存储技术的设计目标,就是充分利用现有设备,传统的SCSI存储设备和光纤存储设备,都可以在IP-SAN中利用起来。

  本地IP存储技术,更进一步的模糊了本地存储和远程存储的界限。在IP-SAN中,只要主机和存储系统都能提供标准接口,任何位置的主机就都可以访问任何位置的数据,无论是在同一机房中,相隔几米,还是数公里外的异地。访问的方式可以是类似NAS结构中,通过NFS、CIFS等共享协议访问,也可以是类似本地连接和传统SAN中,本地设备级访问。

  随着带有IP标准接口的存储设备的出现,用户可以单纯使用本地IP存储技术,来扩展已有的存储网络,或构建新的存储网络。以千兆以太网甚至万兆以太网为骨干的网络连接,保证了本地IP存储网络,能够以令人满意的效率工作。

  无论在哪个方面,用户总是要面对这样的问题。答案又总是,明确需求,从实际出发。简单的讲,存储隧道技术很好的利用了现有的IP网络,来连接距离较远的各个“SAN岛屿”。例如,对存储服务供应商来说,如果想向已经建有光纤SAN的用户,提供数据看护服务,存储隧道技术就是非常好的选择。

  一些用户期望自己的IT系统具有很高的集成度,这一点是存储隧道技术难以达到的,而本地IP存储技术在这方面,具有相当强的竞争力。585777香港挂牌,同时,这项技术也是实现从光纤SAN平滑升级到IP-SAN的最好选择。所以,越来越多的存储和网络厂商,开始对本地IP存储技术提供投入和支持。下面我们来关心一下各个厂商都在做些什么。

  对于大厂商来说,新技术是进一步扩大市场,争取用户的法宝。而对于中小厂商来说,新技术更是从大厂商口中攫食的大好机会。这是这个原因,从IBM公司、Cisco公司、Adaptec公司等传统的IT巨人,到FalconStor公司、Nishan公司等名不见经传的中小型公司,都在IP存储技术上大做文章。

  IBM 200i型TotalStorage IP存储器,是一种开放式结构网络存储器,采用了“iSCSI”技术。iSCSI是由IBM下属的两大研发机构??加利福尼亚Almaden和以色列Haifa研究中心共同开发的,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集。简单地说,iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。能够通过标准互联网协议(IP)传输数据和信息。这种标准是专为存储区域网络(SAN)的用户而设计,它们包括各中型企业、部门以及偏远分支机构等。

  iSCSI技术为无法承担光纤通道SAN环境基础结构高成本的中间市场客户提供利用SAN所带来的好处。IBM iSCSI产品以中间市场为定位,一方面可以作为企业级光纤通道SAN的补充,可以实现不间断增长集中存储管理,并且可以和现有的IP网络技术进行良好的整合;另一方面,随着网络存储技术的发展,它将会同NAS系统进行全面的整合,成为一个独立的、与SAN系统并驾齐驱的发展领域。

  Cisco公司的SN 5420存储路由器,是第一款IP存储路由设备。这款产品提供在IP网络中传输SCSI指令和数据的功能。她现在可以支持VLAN技术,用户授权认证,甚至支持MIB附加管理功能。继Windows系列、Solaris和Linux之后,SN 5420现已支持AIX和HP-UX操作系统。

  SN 5420的推出,旨在实现现有存储网络和IP网络的低成本互通。SN 5420的管理界面和工作原理,与Cisco的Catalyst 6500和Catalyst 4000等交换设备非常相像,用户可以很容易的掌握其管理使用方式。

  SN 5420并不是一款真正的“交换”设备,她只提供了两个光纤通道接口和两个高速以太网络接口。其主要作用在于把SAN中的光纤通道协议帧交换到IP网络中,而在IP网络中的交换或路由则完全交由其他网络设备。

  Nishan公司的IPS 3000和IPS 4000产品,则属于真正意义上的IP存储交换机。具有8个高速端口的IPS 3000和16个高速端口的IPS 4000,不仅可以实现Fabric的光纤通道协议交换,而且可以同时实现第二层的以太网络交换和第三层的IP协议交换。当然,其设计目标主要在于实现iSCSI和iFCP数据的交换。

  在跨广域实现SAN方面,Nishan公司的IPS 3000和IPS 4000提供了高度整合的解决方案,目前还没有第二家厂商能够提供与此类似的产品和技术。

  Adaptec公司的ASA-7211和AIC-7211产品,为主机端和存储设备接入由iSCSI技术搭建的SAN提供了接口界面。在iSCSI的主机接口适配器、网络交换设备和存储设备都已经齐备之后,由iSCSI技术构成的新一代网络存储解决方案已经基本完整了。然而,目前iSCSI技术在实际中的应用还只是凤毛麟角。纠其原因,主要有三:其一,在管理性方面,iSCSI产品的相关管理软件还比较匮乏,各厂商的产品间,兼容性和开放性还不够完整;其二,iSCSI产品的厂商太少,致使用户在产品定型时,选择余地过小,一些产品甚至没有同类产品可以比较;其三,现有存储网络向iSCSI的升级动作过大。由于iSCSI技术目前不能兼容传统的光纤通道产品和普通SCSI产品,如果采用iSCSI技术搭建存储网络,用户现有设备无法加以利用。

  针对这种现状,FalconStor公司推出了IPStor产品,以纯软件的方式在现有IP网络环境中实现类似iSCSI和iFCP的功能。经过一段时间的完善和升级,IPStor目前已经发展成为一个丰富的产品系列。在IPStor所实现的新型低成本存储网络中,不仅可以兼容传统SCSI设备、传统光纤通道设备、传统以太网络和传统IP网络,而且还可以兼容iSCSI设备和iFCP设备。



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