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存储观察:翻天覆地变化的iSCSI市场现状分析

ZDNet存储频道  佚名丨2009-12-25 01:34 标签:IP SAN 

在众多影响整个环境的技术方面所发生的变革正在推动者IT行业的发展:网络、服务器、存储系统、操作系统和应用。所有这些可以被视为推动力,但是用IT专业人士的话说:“不要破坏现在正常工作的东西。”

这反过来又推进着IT机构顺应变化的需求——在竞争对手出现之前在更多地方、全天候且以更低成本提供更好的产品和服务。所有这些变化因素都是受周期性、不可预知的全球经济起伏影响的。

显然,过去的十几年发生了翻天覆地的变化。

服务器、操作系统和应用

在过去的十几年中摩尔定律稳步前行。CPU速度比十年前快了上百倍,按常规芯片上的内核数也越来越多。在PC中,更高速的CPU需要更高速的内存、显卡和I/O,因此架构会大幅度提升。移动性逐渐提高,笔记本电脑的数量已经超过台式机。

在通用服务器方面,我们从覆盖低成本1U服务器到中等水平性能的四核服务器系统开始。现在我们仍然有低成本的产品,但是速度更快,高端产品的性能提高了100多倍,与I/O能力成等比。例如,通用服务器的高速I/O架构让10Gb I/O成为一个实用的解决方案,让线速I/O成为可行的技术。

但是服务器环境中发生最大的变化也许就是最近三年对虚拟服务器的探索。这与全球经济危机的发生并不是一个巧合。新技术被人们接受采用通常需要一定的时间。但是虚拟服务器却承诺可以在服务器硬件方面节省90%,同样还有应用分配开销的节约,并且促使IT机构重新思考他们的应用交付架构。

网络

以太网是目前IT领域为数不多得到普及的技术之一。随着因特网成为所有公司的日常操作架构,每个企业都意识到,一个强大且可扩展的以太网基础架构是竞争的必备条件。

搭建交换网络的基本作用是,聚合多个低速连接往往需要更高速的技术。10Gb以太网端口数量的增加推动着对10Gb以太网的要求和需求,现在10Gb以太网已经被广泛用于主干架构、网络聚合和高性能存储环境。

服务器的进化周期仍在继续。现在通用服务器一般都会把10Gb以太网端口作为基础配置,10Gb以太网TCP/IP被广泛应用于硬件和软件。无状态卸载(Stateless offload)正在快速成为一项通用标准,它可以利用冗余CPU内核或者网络适配器来进行网络处理,得到操作系统I/O栈的广泛支持。这让软件可以利用卸载技术的优势,而不需要额外的硬件或者影响应用性能。

而且,10Gb以太网的部署推动了对更高速以太网的需求:40/100Gb规格的以太网已经进入标准审查阶段,预计最终将在2010年中公布。

我们还看到最近数据中心桥接的兴起——以太网技术的升级旨在让以太网支持光纤通道,后者则要求有无损失的传输。这些升级(除了FCoE)帮助在拥挤的聚合环境中向基于TCP/IP的协议(例如NFS和iSCSI)交付可预期的性能水平。

存储网络

过去的十几年中,存储容量翻番,每GB成本不断降低,系统功能方面,数据管理和保护功能也更加完善。

在磁盘驱动器层级,低成本高容量的ATA驱动器被作为具有成本效益的二级存储,这很大程度上促使磁带被作为归档使用。SATA驱动器进一步扩展了二级存储,将低成本存储介质推向主存储层级。光纤通道驱动器相继推出了2Gb和4Gb的版本,不过现在已经被3Gb SAS驱动器所取代,不久还将推出6Gb版本。市场调研公司IDC预测,在2009年SAS驱动器在企业磁盘驱动器市场占到了50%的份额,SATA和光纤通道驱动器的份额分别为30%和20%。

在网络存储方面,已经被广泛用作一级数据中心存储网络解决方案首选的光纤通道SAN近十几年来一直占据着主导地位,从1Gb一直发展到今天的10Gb。在过去的一年中,我们还看到支持FCoE的系统问世,这种系统可以通过以太网传输光纤通道帧。FCoE允许IT迁移到一种数据中心的“聚合”10Gb以太网架构中,同时保留在光纤通道阵列和SAN管理方面的投资。

过去的10年中,我们还看到与以太网连接的存储网络应用的快速增长。支持NFS的NAS系统从针对Unix服务器的文件共享支持这一利基领域扩大到针对业务应用和数据库的网络存储。支持CIFS(一种面向Windows 的文件服务协议)的NAS系统市场也呈现快速增长的趋势,而这主要收到了Windows市场增长的推动。

此外,我们还看到了iSCSI的兴起。iSCSI是一种旨在使用TCP/IP通过以太网传输SCSI存储命令的SAN协议。iSCSI是专门针对利用由TCP/IP提供的易用性、可用性和万无一失的交付机制而设计的,提供了从1Gb以太网到10Gb以太网甚至更高规格的无缝路径。

除了这些协议和组件方面的优点之外,最近十几年存储系统功能也越来越完善,具备对快照、远程拷贝、异步和同步镜像、从SAN启动、自动精简配置和重复数据删除的功能的广泛支持。这些功能甚至出现在不少低端系统中,更加速了DAS存储的削减。

IT经济

因特网泡沫破灭之后,911事件导致全球经济陷入不景气时期,商业经济开始进入到一个全新的时代。开支紧缩,提高效率(Do more with less)的口号迅速蔓延在IT领域。对于IT机构来说,开支要么与之前持平,要么减少,他们必须在支持全天候运营的同时跟上数据快速增长的步伐,数据保护和数据恢复成为首要问题。这促使IT机构考虑采用新技术和新的采购模式。复杂性成为一个令人头疼的问题,价格成为一个重要的考虑因素。

近十几年来这个情况一直没有改变,直到最近两年发生全球经济大衰退。现在企业不得不作出根本性改革,采用新技术,考虑外包。

所有这些对于iSCSI意味着什么?有趣的是,iSCSI受益于近十几年来几乎所有这些变化。iSCSI不仅利用并受益于硬件和软件的升级完善,同时还包括经济变革。

iSCSI主机/操作系统/应用环境

当iSCSI问世的时候,光纤通道已经被广泛用于高性能的SAN解决方案。因此,很明显iSCSI对于那么没有选择迁移到SAN的IT环境具有很大的吸引力:要么是之前不需要SAN存储的DAS存储环境,要么是因为某些原因排斥光纤通道的环境。

而且,光纤通道SAN环境大多数是以Unix系统为主的一级和二级数据中心,因此iSCSI首先被应用于Windows和Linux环境中。随着近十几年来支持的不断深入,越来越多Windows应用被视为业务关键的应用,推动着对NAS(而不是DAS)存储的需求。

事后看来,令一个考虑因素就是,功能完善的iSCSI软件发起者的问世推动了它的普及。这首先发生在Windows方面,最近则更多集中在VMware上。

现在,典型的iSCSI主机/操作系统环境包括:

• 基于Intel架构的服务器
• Windows;或者兼容某些Linux或者Unix版本的Windows
• 虚拟服务器环境——以VMware为主,还包括Xen和Hyper-V

随着时间的推移,虚拟服务器环境将占据主导地位,因此这可能会发生一些变化,但是Windows将仍然是iSCSI的最佳应用对象,其次是Linux和Unix。

谁会购买iSCSI,为什么?

iSCSI已经成为一个受大型企业和中小企业欢迎的SAN解决方案。iSCSI在大型企业中的部署主要以二级数据中心、三级数据中心和大型远程办公环境为主。在中小企业环境中,iSCSI SAN常见于主数据中心、二级数据中心和大型远程办公环境。

iSCSI另外一个重要应用点就是应用服务提供商环境。运行在高性能以太网架构、基于NFS的NAS在这里占支配地位(因为大多数传输是基于文件的)。iSCSI增加了对受益于SAN的应用软件的无缝支持。现在随着虚拟服务器软件的增加更是进一步延伸到云计算环境中。

在所有这些实例中,采购iSCSI系统的两个主要原因是:

• 它不是光纤通道。iSCSI的成本和复杂性更低,而且不需要专业人员的支持。那些知道如何配置TCP/IP的服务器管理员就可以配置iSCSI。安全和阵列管理也相对简单。

• iSCSI是软件——通常它是操作系统的标准组成部分,使用标准网络基础架构和嵌入式服务端口。随着最近五年软件发起者的功能更加丰富,这推动者iSCSI被用于更多市场领域。例如,微软iSCSI发起者支持从SAN的软件启动,推动着iSCSI向高密度刀片和虚拟服务器环境扩展。

iSCSI的最佳应用领域一直是针对业务关键Windows环境的存储整合。iSCSI提供了价格合理的SAN存储,甚至入门级的iSCSI阵列也包括高级数据管理功能(例如时间点拷贝、远程拷贝、LUN复制和异步镜像等),这两个事实更增加了iSCSI的受欢迎程度。这些功能让IT机构能够大幅度加强分配和备份/恢复功能,同时降低基础架构和管理成本。

部署考虑

在一个iSCSI SAN中,主机系统是通过iSCSI发起者(通常是软件发起者)配置的。而且,推荐使用一个独立的IP网络或者VLAN用于存储传输,配置支持主机多路径的冗余连接。使用巨帧也是一个最佳策略,可以提高性能在15%~20%。现在主流的连接类型仍然是一个或者多个1Gb以太网连接,而且去年10Gb以太网也占到了10%的比例。

LUN配置是非常直接的——配置LUN和虚拟服务器实例,然后将LUN映射到单个的虚拟服务器中。LUN掩码和iSCSI认证提供了安全性。通常你搭建一个二级远程环境,创建基于阵列的镜像来支持数据恢复和虚拟服务器故障转移,用于在主站点发生故障的情况下进行恢复。

现在有很多将数据迁移到新虚拟服务器环境中的工具。除此之外,基于主机或者基于阵列的快照功能与主机环境的集成也可以被用于快速备份和恢复数据和服务器。此外,LUN复制功能也可以快速配置虚拟服务器。

最终的环境将提供更高的存储和服务器利用率、更低的管理开销、更快的备份和恢复,在发生灾难时可以进行故障转移和保证持续运营,在发生应用故障的时候可以进行快速恢复,并且可以这对测试、部署和软件升级进行快速应用配置。现在主机虚拟服务器和iSCSI阵列中都提供了像自动精简配置这样的高级功能,进一步提升了利用率和数据恢复。另外,如果阵列方面也能够支持重复数据删除功能的话,这将成为所需磁盘容量方面一个重要的考虑因素。

iSCSI市场份额

据市场调研公司IDC数据显示,iSCSI的持续增长速度超过了网络存储市场整体水平,今年第三季度iSCSI在网络存储市场所占收入份额预计达到13%,光纤通道和NAS分别占据61%和26%。在容量方面,iSCSI在网络存储方面占到15%,光纤通道SAN和SAN分别占52%和33%。

在收入增长方面,今年iSCSI市场的增幅预计为58%,而整个网络存储市场的增幅为17%。在容量增长方面,预计今年iSCSI市场的增幅将超过117%,而整个网络存储市场的增幅为90%。

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