| iSCSI完全指南【1】 |
| 作者/www0 时间/2006-2-7 16:46:00 类别/综合 查看/ |
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| 标签：网络 服务器 server 存储 |
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iSCSI技术发展及未来展望 引:在上世纪末、本世纪初，一提到SAN（Storage Area Network），我们立刻就会想到光纤通道（FC，Fiber Channel）技术，也即那时候的SAN多半单指FC而言。一直到iSCSI问世，为了方便区隔，业界才分别以FC-SAN及iSCSI-SAN的称呼加以分辨。 当时与SAN相对应的是在多用户网络环境中，采用文件协议(File Protocol)数据存取方式的NAS(Network Attached Storage，网络附加存储)方案。它的出现，为以太网络的成熟及重要，做了最佳脚注。 日益成熟的因特网进一步成为了IP存储方案成长壮大的最佳腹地及平台，现成的架构、协议、标准、基础设施及管理工具，莫不吸引着寻求最佳存储方案者的目光。此一背景，加上FC SAN“高不可攀”的成本及管理门坎的障碍，另一存储成员iSCSI(Internet SCSI)也来报到了。 iSCSI的出现，标志着低价化SAN方案的问世，也一偿中小企业建置SAN的美梦。 从IP SAN到iSCSI SAN 所谓iSCSI亦即透过IP网络，将SCSI块数据转换成网络封包的一种传输标准，它和NAS一样透过IP网络来传输数据，但在数据存取方式上，则采用与NAS不同、却与FC-SAN相同的块协议(Block Protocal)。iSCSI最早是由IBM及Cisco于2001年制定的，两家并且分别推出了支持iSCSI的产品——IBM IP Storage 200i及Cisco SN5420 Router。 事实上，为了解决FC-SAN在价格及管理上的诸多门坎，各家早有不同协议的IP SAN的研究开发。这些IP SAN的架构，其实与iSCSI大同小异，只不过并非走标准化的协议(事实上，在iSCSI标准化之前，也没有什么标准不标准的问题)，而是各家自行研发的协议，所以基本上各家IP SAN是不兼容的。 据NetApp表示，该公司早在2001年年底即推出了自家的IP SAN，它采用的是自行开发的VLD协议(Virtual Local Disk)，存储上属于Block over IP方式。 2003年2月，当IBM早已退出iSCSI之际，NetApp宣称推出了iSCSI正式标准制定之后的全球第一台iSCSI产品。 两大推波助澜的关键促因 早先在iSCSI尚未标准化之前，只有少数厂商敢投注心力在IP SAN的开发上，但也因为每一家厂商皆开发专属封闭协议的解决方案，所以这些方案之间并无法完全兼容。而当时的市场上，由于发展iSCSI的厂商很少，所以支持的平台及软硬件等基础设施便相当贫乏，这可说是iSCSI发展之初的最大阻碍及瓶颈。 但接下来的两大事件，却被视为促进iSCSI大行其道的关键因素，那就是iSCSI标准的正式通过，以及微软的正式支持。 在众所期盼的敦促下，SNIA(Storage Networking Industry Associate，存储网络工业协会)终于在2003年2月正式制定通过了iSCSI标准。而业界莫不把此标准化视为iSCSI发展历程中的最关键因素，自此开始，有愈来愈多的厂商开始进一步开发合乎业界标准的相关产品，iSCSI也开始受到业界目光的青睐。 在iSCSI的发展过程中，除了正式标准化具有重大意义外，微软紧接在2003年5月于已上市近1个月的Windows Server 2003 中，正式开始支持iSCSI，并提供iSCSI Initiator驱动程序的下载。微软此项深具推波助澜的作法，带动了整个iSCSI业界的发展。所以接下来，不论各类作业平台或软硬件的支持会愈来愈齐备。 iSCSI之所以被看好的原因不少，首先它根植于IP网络上，所以可以采用现有已非常成熟的管理工具及基础建设，可为企业节省大笔建置、管理及人事成本。更重要的是，懂IP的人才资源非常丰沛，成为助长iSCSI发展的中坚份子。此外，iSCSI在数据传输距离上，几乎没有限制的优点，更紧紧吸引无数企业的目光。 2005年将是iSCSI出头年 自从标准化及微软支持解决了iSCSI最大的发展瓶颈之后，iSCSI的全面普及也只是时间早晚的问题而已。但业界对其开始普及的时间点一直莫衷一是。一般调查机构多半认为该时间点应在2006年，但各家厂商却异口同声地认为2005年就有机会看到市场大幅起飞。 姑且不论这是否是业界的信心喊话或策略性动作，但他们却认为一开始推展的领域会以中小企业为主，至于较高端的存储市场则比较没有机会。尤其对于中小企业为主干的亚太区市场，架设iSCSI SAN将是最经济的SAN解决方案。有些意识到这点的国际大厂，甚至推出了专为亚太地区用户设计的iSCSI产品，典型的例子便是2004年10月HP发布的IP Storage 500/1500。 10G以太网会是iSCSI茁壮成长的基石 对于iSCSI的未来发展，NetApp(Network Appliance)及建联科技(Raidsys)都认为SAN与NAS的整合会是一大趋势，两家也已经有相关产品及解决方案的推出。此外，展望未来，iSCSI厂商莫不期盼新一代10G以太网的到来，因为在10G以太网的带动下，iSCSI的理论带宽将会攀升到10Gb的高水平，那么即使未来FC提升到新一代的4Gb，仍然不是iSCSI的对手。如此截然不同的情势逆转，难怪让不少厂商面露既兴奋又憧憬的表情。其中，NetApp甚至表示，2005年即会开始推出支持10G的iSCSI产品，此无异让10Gb高速美梦成真的可能性提高不少。 但博科(Brocade)通讯系统公司的资深技术顾问却非常怀疑10G以太网推行后，iSCSI性能是否真能获得大幅提升。他表示即使网络带宽达到10G速度，但主机端(Initiator端)及Target端存储装置的I/O，却不一定赶得上这样的速度。如果不能的话，整体效能还是上不来。 在2005年春季IDF上，英特尔公布的I/O 加速技术 (I/O Acceleration Technology)则驳斥了这种怀疑，进一步扫清了iSCSI应用的性能瓶颈。据悉，这一技术能够使网络数据与服务器应用之间的交互速度提高30%。 英特尔I/O 加速技术可弥补现有iSCSI TOE技术的不足。TOE指定一个昂贵的专用芯片来卸载协议计算，但它不能完全解决CPU的两个最大负担――系统操作或内存访问。鉴于此，TOE仅会在处理大型数据包有效负载时才会发挥出最明显的作用。 英特尔通过提高芯片组和网络控制器向内存输入输出数据的响应能力，优化TCP/IP协议，减少处理器介入缓解，从而可以提高iSCSI的性能，并减少了一半服务器处理器的负载。 微软将在未来Windows Server版本中支持英特尔I/O加速技术，新版操作系统还将包括能够有效平衡多内核CPU之间的网络TCP/IP流量的技术。 iSCSI与各类型存储方案综合评比 引:与Fiber Channel（以下简称FC）一样，iSCSI也属于SAN大家庭中的一员，它的问世显然是冲着FC SAN的缺点而来的。长久以来，FC几乎成了SAN的代名词，但由于相关软硬件的建置成本偏高、管理技术及门坎也较高，所以几乎只有中大型企业才有能力做这方面的建置与规划，中小企业限于自身规模，也只有望洋兴叹、徒唤奈何的份。 无传输距离限制、建置管理成本低是最大特点 iSCSI最重要的就是能在成本上提出大幅改善的方案，也因此打破了SAN为中大型企业禁脔的藩篱，让中小企业也能享受到SAN所带来的好处及便利。到底是哪些优良特质，让iSCSI成为目前存储业界最热门的话题呢？以下我们做一番简要的归纳及分析： 构建成本低廉：不论是适配卡、 交换机或缆线的购置，iSCSI都比FC便宜许多。其中适配卡部分，只要Host端主机本身内建的一般网络卡或网络芯片，搭配免费下载的iSCSI Initiator驱动程序即可，所以在适配卡方面可以达到完全免费的境界。 管理门坎及维护成本更低：一般来说，FC SAN多半需要特定的工具软件来操作管理，所以需要对人员进行一定时间的教育训练，而且费用不低。但由于iSCSI乃透过IP网络来传输数据及分配存储资源，所以只要使用网络现有的管理功能即可，相较起来，的确可以省下大笔管理人力及训练成本。节省存储资源、做好集中管理：由于iSCSI与FC同样支持块协议的数据存取模式，所以比采用文件协议(File Protocol)的NAS，更能透过集中管理的方式，有效避免存储资源的浪费，进而节省不必要支出。 没有距离的限制：由于iSCSI是透过无处不在的IP网络来传输数据，所以理论上，传输距离也可达到无限制的境界，这对于异地数据的传输及灾备等应用相当有帮助。 传输速度够快：拜GbE网络之赐，理论上，iSCSI的速度可达1Gb，虽然速度仍比不上FC SAN的2Gb，但效能上已超越大部分的NAS。更重要的是，一旦10Gb以太网络普及的时候，iSCSI就可能以10Gb的高速狂飙，甚至比FC SAN的新一代版本——4Gb还要快。 人才较多：随着因特网的日益兴盛，造就了取之不尽、用之不竭的TCP/IP网络人才，比起门坎较高的FC SAN来说，专走IP网络的iSCSI可谓占尽优势。 数据碰撞及支持性低等问题成为推展阻力 天底下没有十全十美的事物，虽然iSCSI的优点不少，而且十分抢眼，但仍有许多待解决的缺点，以下就让我们一起分析看看iSCSI到底有哪些缺陷： 1. 扰人的噪声碰撞问题：由于iSCSI走的是IP网络，其中当然充斥着来自全球各地的庞大数据及噪声，所以碰撞情形也就在所难免了，如此一来，在数据传输的过程中，就很容易导致延迟的情形发生，大大影响了传输的效能，甚至数据的正确性。针对这类问题，不少厂商专研解决之道，其中像是乔鼎信息(Promise)即宣称，该产品提供的Data Digest功能，可有效解决噪声问题。 2. 仍有改进空间的效能瓶颈：这方面可分成下列几项来讨论。 (1) 传输带宽问题：前文已提到，目前的1Gb带宽，尚不及FC的2Gb，这方面待要等到10Gb以太网络普及之后，才有可能赶上。但就目前企业的网络状况来看，GbE以太网络的普及率都有待加强了，所以10Gb何时来临，还是未定之数。 (2) 流量控制问题：这方面也没有FC来得好。 (3) I/O端的速度限制：Brocade指出在Host主机及Target存储设备两处的I/O端速度一直不上来，所以即使10Gb以太网络真的普及，I/O端的速度瓶颈仍然会拖跨这个传输效能。 (4) 软件iSCSI Initiator效能不佳：其乃透过软件仿真来执行SCSI指令，所以会耗费掉大量的CPU资源，造成整体效能的低落。这个问题虽然可以透过安装频率较高的CPU来解决，喽缘乇慊嵊卸钔獾某杀局С觥?lt;/P> 3. 硬件iSCSI适配卡较贵：如果想要让整体效能有好的表现，那么就必须添置较贵的iSCSI HBA卡或稍贵的TOE(TCP Offload Engine，TCP卸载引擎)HBA卡，整体成本会因而大幅攀升。据Brocade指出，不论是FC HBA卡或FC交换机的价格都在逐步调降中，同时该公司会推出价格颇为低廉的FC交换机，如此一来，在寻求高效能的前提下，iSCSI的成本优势会相对减少。 4. 支持的平台及软硬件仍少：虽然目前Windows、Linux、UNIX、Netware都已陆续推出软硬件的Initiator，但数量及完备性仍不足，尤其是版本特多的Linux，目前只有SuSE及Redhat有解决方案；其中，SuSE只有软件、Redhat只有硬件。此外，HP-UX及Novell Netware只有软件，SUN Solaris则只有硬件，而且一些平台上的设置十分复杂困难。换句话说，目前只有微软Windows平台具备最完备的支持性。但是目前业界及政府机构的数据中心，有相当数量是采用非Windows操作系统，再加上也有不少公司内部系统是属于多种操作系统环境，所以各平台解决方案的提出，仍是iSCSI急待解决的重要课题。 5. 令人质疑的安全性：IP网络环境复杂，再加上懂IP的人相对的多，所以安全性也相对地令人质疑。 6. 无法兼顾效能及跨平台性：前面已提到iSCSI Initiator可分为三种，亦即软件Initiator驱动程序、硬件的TOE HBA卡及iSCSI HBA卡。就效能而言，Initiator驱动程序最差、TOE居中、iSCSI HBA卡最佳。但是iSCSI HBA只能走iSCSI协议，而无法透过NFS(Network File System，SUN制定)或CIFS(Common Internet File System，微软制定)等档案系统协议与应用服务器沟通。但Initiator驱动程序及TOE则同时支持iSCSI、NFS及CIFS三种协议。 |
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