以太网必将逐步取代光纤通道技术

在过去的十年中，我们对数据存储技术的讨论发生了很大变化. 因此，我将简要介绍有关网络存储的基本常识.

网络存储与网络连接的系统没有太大区别. 网络存储具有在网络上提供存储服务的能力. 只要您可以将至少两台计算机连接在一起，就可以将服务器和存储连接在一起. 换句话说，只要您可以将数百台或数千台计算机连接在一起，就可以将数百台或数千台计算机连接到数百台甚至数千台存储系统（无论是局域网还是广域网（WAN）上）.

自1990年代中期以来，已经开发了现代网络存储. 当时，主要通过光纤通道仲裁环路（FC-AL）和光纤通道集线器连接存储. 现在，我们有了光纤通道光纤架构，1GbE（1Gb /秒以太网）或10GbE（10Gb /秒以太网）上的iSCSI（Internet小型计算机系统接口），网络连接存储（NAS），InfiniBand和FCoE（以太网光纤通道），这些技术可以用于网络存储. 我相信，在接下来的几年中，我们将看到以太网技术将逐渐取代光纤通道技术（请参阅“ 10GbE价格的下降意味着光纤通道的终结即将到来”）.

在1990年代，网络存储诞生于UNIX系统的一系列新要求. 当时，存储比服务器贵. 在服务器模式（DAS: 直接连接的存储）中，重要的是分解存储并创建存储池，以便一组服务器可以共享存储. 当然，可靠性也是一个重要的问题. 因此scsi接口光纤通道，每个服务器通过分配大型RAID（独立磁盘冗余阵列）存储来获得自己的存储. 原因是因为RAID控制器的发展，当然还有光纤通道的发展.

显然，下一步是与存储共享相对应的数据共享. 在1990年代后期，对数据共享的需求开始出现. 一些供应商正在推出共享文件系统. 最初scsi接口光纤通道，这些文件系统通过少量的服务器满足了专用应用程序的需求，但是在本世纪的第一个十年中，这些文件系统开始普及并且可以支持数百个服务器. 现在，数据共享与5到7年前的存储共享一样普遍.

有一些基本定义供大家理解. 此处列出了SNIA（网络存储行业协会）给出的一些最重要的定义以及一些评论.

直接连接存储（DAS）

DAS是一种存储系统，直接连接到具有一台以上专用存储设备的一台以上服务器. 基本上，您无需切换即可将服务器直接连接到存储. 该存储是点对点的，电缆直接从服务器连接到该存储.

网络附加存储（NAS）

1. NAS作为存储系统，是指连接到网络的存储单元，可以为计算机系统提供文件访问服务. 这些单元通常包含一个在数据存储在多个设备上时实现文件服务的引擎.

2. 作为网络，NAS是通过文件访问协议（例如NFS（网络文件系统）或CIFS（公用Internet文件系统））为主机提供文件服务的系统. 请参阅下面的存储区域网络.

我认为NAS设备和基于NAS的存储在将来会越来越普遍. 大多数NAS系统无法扩展到SAN（存储区域网络）系统可以扩展到的规模和性能. 这主要是因为NFS和CIFS通信协议的性能不是为高速数据流而设计的. NFS的新版本可能会在明年推出，即pNFS（并行NFS）. 我们将在下一篇文章中开始讨论.

以太网光纤通道（FCoE）

FCoE技术可以将光纤通道帧封装在以太网帧中，以便用户可以在以太网上执行光纤通道传输. 以太网比光纤通道便宜.

存储区域网络（SAN）

光纤通道或iSCSI存储局域网. 该定义很快还将涵盖FCoE存储区域网络.

SAN使用块寻址. 块寻址是一种算法，可将存储在磁盘或磁带上的数据块识别为一系列数字，然后将这些数据转换为存储介质上的物理地址.

小型计算机系统接口（SCSI）

SCSI是ANSI（美国国家标准学会）标准和推荐标准的集合，这些标准和标准定义了那些通过主机总线适配器（HBA）将存储子系统或设备连接到主机的I / O总线.

串行高级技术附件（SATA）

SATA是使用串行连接体系结构的ATA接口的版本.

串行连接的SCSI（SAS）

SAS是用于HBA和RAID控制器以连接到SAS或SATA磁盘或磁带驱动器以及其他SAS设备的SCSI接口标准.

INCITS（国际信息技术标准委员会）技术委员会T10负责SAS的美国（ANSI）和国际（ISO）标准.

存储协议的更改

不久前，在网络存储的情况下，主机创建了一个封装了数据或命令的SCSI数据包，然后将该数据包发送到FC（光纤通道）HBA. FC HBA获得SCSI数据包后，它通过了光纤通道协议. 将其发送到RAID控制器；然后，RAID控制器将其写入光纤通道磁盘，磁盘驱动器将获取SCSI数据包并将其转换为驱动器上的数据.

现在，数据协议仍将SCSI传输到控制器，但是封装可以是TCP / IP和以太网，InfiniBand或FCoE. 现在，自数据到达控制器以来，情况发生了变化. 最新的RAID控制器-以及在可预见的将来所有新的控制器-将使用前端SCSI协议和底层硬件接口，然后使用SAS协议传输到磁盘托架，然后根据磁盘类型（SAS或SATA）使用为磁盘驱动器设置适当的命令.

SCSI是SAS的子集，而SCSI是SATA的父集. 对于SAS，SCSI中不可用的一些其他命令对于传输来说并不重要，但对于驱动器管理（例如电源和错误管理）则很重要，因此主机端不需要这些附加命令，只需RAID控制器或“必需”即可. 用于SAS HBA. 以下是从T10网站获取的SCSI / SAS标准的概述.

很显然，除非您已经在行业中工作了一段时间并了解所有术语并了解许多潜在的协议问题，否则此图很难理解. 处理SATA接口和命令的T13组具有类似的体系结构.

我希望通过本文，您可以对网络存储的基础知识有一个一般性的了解，并了解未来十年正在发生的事情以及我认为将会发生的事情.

存储是一件复杂的事情，因为在过去的20年中它没有发生太大变化，而且我们的行业已经发生了很大变化. 从光纤通道和其他连接方法向10GbE的迁移既可以降低复杂性，又可以从硬件和人力资源的角度打破网络管理和存储管理的原始管理模式. 如果您是网络管理员，强烈建议您学习一些存储知识. 如果您是SAN管理员，我也强烈建议您学习一些网络知识. 在本系列的下一篇文章中，我将总结SAN的当前状态以及一些当前的设置和管理问题. 我还将表达对SAN未来发展的看法，并说明如何从当前架构迁移到未来架构.

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