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三种SAN架构比较

原创 Linux操作系统 作者:strongthink 时间:2009-07-15 19:30:19 0 删除 编辑

SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统,未来的信息存储将以SAN存储方式为主。可采用光纤通道(FC)、IP/Ethernet、InfiniBa

nd互连技术分别组建FC-SAN、iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN。

现代企业对于存储系统高可靠性、高可用性、高性能、动态可扩展性、易维护性和开放性等众多方面的需求,对现有的存储技术提出了挑战,存储器件和设备这一级无论做得多好,都难以满足网络和企业存储的多种需求,这就需要在存储系统结构这一级来解决问题。

FC-SAN

目前基于FC的SAN应用方案最多,成熟的产品也很多。FC-SAN主要由磁盘阵列、FC-Switch交换机和主机光纤接口卡等组成。FC-SAN存储系统主要具有如下技术特点:

(1) 采用可伸缩的FC-Switch网络拓扑结构,通过高速光纤通道(目前FC的单向速率为200 MB/s)连接,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,设备访问的网络拥塞处理也交由高速交换机处理,使得连接设备的增多几乎不影响各个设备的访问速度。

(2) Switch规模越大,吞吐率就越高,如:8-port switch吞吐率为3.2GB/s,16-port switch吞吐率为6.4GB/s。

(3) 支持热拔插,高可靠性、可用性、可维护性(RAS)。

至少在今后两年中,或者性价比良好的IP和InfiniBand解决方案进入市场之前,光纤通道还将继续是SAN的主流,即使到了IP和InfiniBand进入市场的时候,光纤通道结构也不会完全被取代。

IP-SAN

FC-SAN虽然性能优越,可扩展性好,但受限于现有的光纤传输方式,其价格昂贵。因此,基于普通IP协议和以太网的SAN应运而生,这就是IP存储(IPS),它将SCSI协议映射到TCP/IP协议上,使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输。

IP存储系统在整个IP网上创建了一个共享存储环境,很好地实现了数据共享和远程访问;由于采用的是SCSI、以太网、TCP/IP等现有技术和设施,造价低,便于构建和维护。IP存储互操作性好,且克服了FC-SAN的距离限制,把共享存储系统扩展到LAN、WAN甚至Internet上。

IP存储技术的发展有其阶段性,首先是对SAN的扩展阶段,在这一阶段,IP-SAN遵循FC-IP或iFCP协议,利用FC-IP桥、FC-IP路由器或 FC-IP网关将超过光纤通道允许距离的FC-SAN连接到IP网络上;第二阶段是小范围地实现基于IP的SAN,或将iSCSI卡集成到NAS存储设备上,以支持数据块形式的I/O访问;真正的IP-SAN是主机通过带TCP下载引擎(TOE)的iSCSI HBA接至IP网络,访问iSCSI存储设备,实现全球的iSCSI-SAN。

IP存储采用潜在不可靠的IP网络(如: Internet)传输数据,因而可靠性不高。由于IP环境不安全,iSCSI存储要求采用多种安全措施以提高数据访问和数据存储的安全性。通常采用的安全方法主要有:KRBs、SPKM、SPR(远程安全密码)以及CHAP(握手认证协议)等。

InfiniBand-SAN

InfinBand是一种新的I/O体系结构,它将I/O系统与复杂的CPU/Mem分开,采用基于通道的高速串行链路和可扩展的光纤交换网络替代共享总线结构,提供了高带宽、低延迟、可扩展的I/O互连,克服了传统的共享I/O总线结构的种种弊端。

InfinBand 也是一种新的互连技术,它不仅可用于服务器内部的互连、服务器之间的互连、集群系统的互连,还可用于存储系统的互连,组建基于InfinBand的 SAN。InfiniBand采用基于包交换的高速交换网络技术,可采用光纤或铜线实现连接,单线传输速率为2.5Gb/s,可通过2、4或12线并行来扩展通道带宽,带宽高达2.5GB、10GB、30GB。InfiniBand采用层次结构,将系统的构成与接入设备的功能定义分开,不同的主机可通过HCA(Host Channel Adapter)、RAID等网络存储设备利用TCA(Target Channel Adapter)接入InfiniBand SAN(RAID的InfiniBand接口RAID-TCA的主要功能如图所示)。

InfinBand SAN的主要特点包括:可伸缩的Switched Fabric互连结构;由硬件实现的传输层互连高效、可靠;支持多个虚信道(Virtual Lanes);硬件实现自动的路径变换(Path migration); 总带宽可随IB-Switch规模成倍增长; 支持SCSI远程DMA协议(SRP),实现高速、低延迟的远程DMA传输,一次传输量多达4K Blocks;具有较高的容错性、抗毁性,高可靠性、可用性、可维护性(RAS),同时支持热插拔。

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