存储形态演变和SAN网络发展

架构师技术联盟

共 3095字,需浏览 7分钟

 · 2021-07-14



当今市场上存在各种各样的存储解决方案,它们采用的方法和技术各有不同。基于iSCSI的块存储和NAS网络存储的云存储领域的主流技术是采用万兆以太网。根据接入方法的不同,存储系统可分为存储区域网络(SAN) 和网络连接存储(NAS)解决方案。


在SAN环境中,存储设备虽然位于远端,但看起来如同与客户端直接相连,而且对存储设备的访问是基于块的访问。与之相反,在NAS环境中,客户端利用一个基于网络的文件系统从远端访问文件。



存储区域网络 

在存储区域网络(SAN)架构中,服务器通过一个专用互连访问远程磁盘块。多数SAN利用SCSI协议在服务器和磁盘之间建立通信。用户可以使用各种互连技术,其中每种技术都需要一种特定的SCSI映射协议,如上图所示。 


SAN是一个专用网络,允许服务器快速可靠地访问外部或独立的存储资源。在企业网络环境中可根椐存储数据需要不断增加,SAN为这些数据提供了理想的存储解决方案。通过实施SAN,用户可以将存储流量从日常网络运行中卸载下来,并在存储组件和服务器之间建立直接连接。SAN能够将存储接口互连在许多网络中,而且可认长距离进行。这些互连还将SAN接口连接到了SAN交换平台(Fabric)。


Switched SCSI、FCS和Switched SSA共同组成了最普通的SAN交换平台。通过网关,SAN也可以扩展到广域网。交换机允许建立可供大量集中式、中央管理的整合存储库,实现在各类应用中共享。用于建立SAN的网络技术必须具备出色的可扩展性、性能和可靠性,以便将传统存储环境的突发性和速度特性与网络的连通性完美结合。


光纤通道协议(FCP) 

如今,多数SAN在一个专用光纤通道(FC)上利用FCP映射到SCSI。部署光纤通道的企业需要部署多个网络,包括采用以太网技术的局域网(以太网是全球85%的网络的基本组件,也是目前应用最广泛的网络协议)和专用FC网络。



iSCSI 

由于数据中心需要降低存储成本,iSCSI开始受到普遍关注。iSCSI基于1/10Gigabit以太网传输技术,从而减轻了需要建立独立的传统光纤通道SAN的复杂性。是许多中小企业理想存贮解决方案,iSCSI采用了TCP/IP协议,因此成为支持专用和公共云通信的首选通信技术。



iSCSI的性能优势非常显著。新型的多核心处理器和堆叠软件与存贮阵列结合,目前能够生成数百万的iSCSIIOPS。配备1/10 Gbps以太网控制器的新型iSCSI阵列包括Dell Equal Logic 6100阵列、EMC VNX存储阵列和Netapp FAS 6000系统,这些产品与Arista Networks 7000交换机相结合,能够提供无阻塞的存储访问。


网络连接存储 (NAS) 


目前网络连接存储(NAS)作为一种存储资源整合方法日益受到青睐。NAS设备是一个服务器,专门用于为网络上的其他设备提供基于文件的数据存储服务。NAS是一个远程文件系统I/O,文件请求将在网络上重新定向。NAS以三大优势闻名,这些优势共同降低了总体TCO:


o 存储整合 

o 部署简单 

o 管理容易



NAS系统经过不断改进,已经能够通过标准的以太网网络(存储分层)实现高性能和高可用性,这些优势以前仅在SAN中提供。这些特性与TCO方面的优势使NAS在企业中的部署率越来越高。


以太网光纤通道(FCoE) 

FCoE协议是FCP在以太网上的一种封装。FCoE使习惯于使用光纤通道的企业客户能够直接在他们的局域网以太网上运行光纤通道协议,从而能够在同一个网络基础设施上整合其局域网和存储网络。FCoE的目标客户是那些希望运行一个高端FC SAN,而同时对于LAN和SAN融合感兴趣的企业组织。目前FCoE尚处在早期发展阶段,需要对标准以太网进行特殊改造(如优先级流控制)。



存储需求推动了万兆以太网的发展。如灵活性、高吞吐率、用于处理无损1/10GBE流量的大缓冲区、PFC/ DCBX支持和可预测的低延迟。主流网络厂商(如Arista、华为等)为iSCSI和NAS存储设计了一种令人惊叹的1/10千兆以太网架构,同时为FCoE流量提供了透明的传输支持。


要想在现实环境中成功部署和运用FCoE,需要满足几个要求并排除几个问题。首先,存储流量必须与局域网上的其他流量分开。其次,绝对不能丢弃任何存储数据包,因为光纤通道协议在发生数据包错误之后的恢复速度极慢。最后,不同厂商的HBA和网关产品之间必须能够互操作。任何两个FCOE部署环境都不可能完全相同,也无法保证互操作性。但是Arista交换机支持FCOE标准,并能在10GEe网络上传输FCoE流量。


综上所述,与FC和FCoE不同,由于iSCSI和NAS符合业界标准,多厂商支持而且具有最好的性价比,因此已成为“云存储”的最佳选择。左侧的表列出了iSCSI和NAS的优势特性以及它们成为最佳选择的原因。


Arista致力于建立一个开放的存储市场—该市场将同时支持iSCSI、NAS、SAN、FC和FCoE。



因此,Arista与EMC、Dell/EqualLogic、NetApp和Panasas等著名存储系统供应商以及QLogic和Emulex等 一流NIC厂商建立了合作伙伴关系,确保客户能够成功部署这些关键任务应用。



顺应多协议SAN与NAS的发展,Arista通过一些具体措施扩展了FC和10GbE存储网络的价值,更好地满足了快速演变的存储数据中心环境的需求。


随着新应用的增长,推动带宽要求的提高(如25GE、40GE、100GE、400GE,甚至800GE)。万兆以太网过去是最佳的网络接口,目前100GE是主流,他在交换解决方案的总体架构中发挥作用,配合一些领先的智能交换服务,例如高性能、低延迟、高可用性,同时为新型应用提供必要的可管理性服务。





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