在过去十年中,至少有两种技术试图替代光纤通道(FC):Ethernet和Infini-Band。两者都在博弈中败下阵来,而FC的使用仍然未见颓势。为什么会这样呢?FC的未来又在哪里呢? 光纤通道技术已存在很多年了,但其原因还不是很明了。要搞清楚这一点,我们需要回过头来,看看FC的起源。
光纤通道的定义诞生于1988年,专门为高可靠、高性能SAN环境设计,为运行各种不同应用的许多主机提供共享存储,同时能够提供可预期的性能。因为FC完全是为存储所设计,所以这项技术认识到了数据完整的价值,而且数据必须确定100%的从源端到目标端进行传输。为了保持低延时,它也提供多租户。不同于使用像Ethernet和……
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在过去十年中,至少有两种技术试图替代光纤通道(FC):Ethernet和Infini-Band。两者都在博弈中败下阵来,而FC的使用仍然未见颓势。为什么会这样呢?FC的未来又在哪里呢?
光纤通道技术已存在很多年了,但其原因还不是很明了。要搞清楚这一点,我们需要回过头来,看看FC的起源。
光纤通道的定义诞生于1988年,专门为高可靠、高性能SAN环境设计,为运行各种不同应用的许多主机提供共享存储,同时能够提供可预期的性能。因为FC完全是为存储所设计,所以这项技术认识到了数据完整的价值,而且数据必须确定100%的从源端到目标端进行传输。为了保持低延时,它也提供多租户。不同于使用像Ethernet和TCP/IP的网络技术,这些曾经都是新的概念。结果,FC蓬勃发展,占据了中高端关键应用流量最大的份额。网络附加存储(NAS)也获得了普及,但仅仅用于文件共享,而不是高性能应用。
了解直连和FC SAN存储这两种底层都是基于SCSI协议的不同传输技术是很重要的。两种技术都是以SCSI协议传输数据,无需对应用进行改变。
在本世纪初,iSCSI协议(一种在传输层使用标准以太网协议的光纤存储网络技术)出现并挑战FC协议。拥护者们认为以太网是无处不在的,所以使用iSCSI可以用一个网络架构同时服务于存储和IP网络。而iSCSI比FC更加便宜且易于管理。专家们认为这种技术会在几年之内替代FC的位置。
但这一幕并没有真正发生。尽管iSCSI已经做得足够好并且快速产生了数十亿美元的生意,但它在替代FC进入关键的企业级应用方面收效甚微。
最近,InfiniBand作为FC的另一个挑战者出现。但到目前为止,它只是被用于在企业级存储环境中的内部存储互连的技术,而不是FC的替代者。
要搞清楚为什么FC仍然占据关键应用的领先地位,你需要了解如下七个方面的因素:
1.可靠性和无丢失。为避免丢包、转发以及连接丢失所引起的不可预测的或者不稳定的性能问题,存储网络必须是完全无丢失的。
2.可预期并且稳定的性能。存储网络技术即使在面对大量应用的情况下,也必须提供可预期并且稳定的带宽性能和低延时的IOPS。
3.可扩展性。存储网络必须容易扩展,无需中断重启。这对于部署了大量应用、资源竞争激烈的实际环境尤为重要。
4.服务质量(QoS)。基于自动化的策略,重要的应用必须优先于其它应用获得所需的资源。
5.多厂商的兼容性和互操作性。基于业界标准的不同厂商的设备必须能够支持混用和互操作。
6.投资保护。投资必须得到保护,跨多代的存储网络设备共用可以帮助实现价值的最大化。
7.可信赖的技术路线图。存储网络技术必须具有一贯而且可信的路线图,用户对于技术的持续成长和发展具有信心。
表面上,光纤通道和Ethernet,以及所有其它相关的构建在这两个协议之上的协议(iSCSI、FCoE、NFS/CIFS等),看起来都符合上面这七条标准,但实际上他们之间有着巨大的差异。
FC最大的优势是它的无丢失能力。它从开始设计就是无丢失的,FC在任何情况下都不允许丢包。它利用信用缓存机制,发送端只有在和接收端建立“信用”的时候才会发送数据包。数据包在第一时间收到,不需要任何重传机制。
Ethernet,为不可预测的广域网设计,简单盲目地把包扔到网络上,期望他能够到达目的地。如果没有送到,接收端会请求重传丢失的数据包。这会对应用系统的性能造成巨大影响,尤其对那些交易型的应用或者对延时特别敏感的应用来说更是如此。数据不能被可预期地传输,就无法获得稳定的应用程序性能。
大部分FC的产品具备QoS机制,可以为特定的应用提供更高的性能优先级。多路径是FC的另一个机制,能够为重要的应用提供多条路径访问存储,单条路径故障不会影响性能。
起初,Ethernet缺乏这些机制,但其规范已经升级并获得了和FC相同的这些机制。数据中心桥接技术(DCB)主要用于允许FC的数据帧能够被封装到Ethernet中(FCoE),这样就允许光纤通道和IP网络流量通过共用的DCB Ethernet传输。鉴于功能的增强,可以预想iSCSI已经准备好并将从光纤通道那儿把客户撬过来。一个共用的万兆Ethernet会比两个独立的网络更好,在万兆的时候,iSCSI会完胜正流行的8 Gbps光纤通道网络技术。
毫无疑问,Ethernet功能越来越接近光纤通道。但要想把用户从FC那儿撬过来需要的可不只是“等于”。
对于最关键的应用来说,用户并没有简单地就放弃了FC技术。部分原因是各个厂商的以太网设备没有统一的执行FCoE规范,来自不同厂商的FCoE交换机不能很好地互联互通。
IT同仁们的回应是清楚明白的:“别动我的关键应用。什么时候DCB发展好了,我们会再看看;但是现在,我们要继续用FC。”而且现在许多的FC用户正在把他们的8 Gbps FC网络升级到16 Gbps。
在一项2013年的调查中,用户告诉我们,对于他们最核心的应用来说,什么协议是最重要的。结论是:62%的用户认为是FC,接下来29%的认为是iSCSI,29%的认为是DAS,22%的认为是NFS。选FCoE的只占10%。即使是已经使用了以DCB Ethernet为基础的产品多年之后,FC仍旧称雄世界。
毫无疑问,Ethernet功能越来越接近光纤通道。但要想把用户从FC那儿撬过来需要的可不只是“等于”。原因很简单,这取决于这些关键任务应用程序,尤其是现在80%以上的虚拟化工作负载,以及大数据和云给底层基础架构带来了更多的压力。我认为未来几年中,FC将会称霸对于关键应用支持的领域,特别是在大型IT环境中。
本文选自存储经理人2014年5月刊:如何评估固态存储需求,欢迎下载阅读PDF版本。
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