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存储系统迈向万兆SAN整合
作者: 过客 2008-11-12 08:56 【IT专家网】

如果要给2008年的IT基础架构打一个标签,那么有一个词是合适的,那就是“万兆”。看看构建IT的“网络通信、计算、存储”三大基础架构,万兆交换机、万兆IPS(入侵防御系统)、万兆 SAN(万兆存储网络)、FCoE(光纤Over万兆以太网)、万兆数据中心,哪一个不是被“万兆”主导?

从2004年开始,IT网络的核心层就已经采用万兆技术,到今天万兆以太网随着数据量的快速增长开始普及,十万兆以太网(2005年,贝尔实验室就能够实现100Gb以太网传输)已经纳入商用日程。同时,万兆接口卡在刀片服务器、小型机中开始应用,进一步提升了服务器的I/O效率,简化了服务器的组网。

万兆技术,也进入存储网络(SAN),推动了万兆SAN的快速发展。2007年基于iSCSI和万兆以太网的中高端万兆IP存储,开始在高性能应用中替代传统存储;2008年基于万兆以太网的FCoE技术,也被提出来替代4G FC。

有一点无庸置疑,不管是LAN(局域网)、WAN(广域网)还是SAN(存储区域网),开始统一采用以太网技术作为承载协议,并且在基础设施层面基于万兆以太网进行整合。

业务需求的变迁,推动IT向万兆整合

传统的IT系统建设,通常是为了满足单一数据库业务和简单文本处理的需求,但是邮件、即时通信、多媒体交互、Web2.0等新的应用模式在日常工作中的重要性日益提高,从而导致各单位的应用日益复杂,数据也成为单位的信息资产。

不同业务应用,对于IT基础架构(通信、计算、存储)的处理能力、组网方式、管理方式也提出了更高的要求:

1、从关注产品技术特性到关注业务发展,IT基础架构标准化。IT基础设施的数量和规模大幅度增加,以前2~3台服务器、几十个端口的小型系统,目前普遍扩展为几十台服务器、几百个端口的大中型系统,使不同设备之间互联互通的复杂度持续增加。在这种情况下,通过采用标准化的产品,构建标准化的IT技术架构,能够简化系统的部署,使用户能够将更多的时间用于业务的规划、实现和发展。

2、从计算联网到存储联网,形成从局域到广域的数据管理需求。以前的IT系统,主要考虑计算机之间的联网问题,但是随着越来越多的应用部署在城域/广域环境,对于总部或中心节点来说,分布在各分支单位通常有多套存储,有必要对其中的数据进行统一管理、统一监控、统一容灾备份等,从而导致存储联网的需求。

3、从千兆核心到万兆核心,数据传输及处理能力提升。随着桌面PC的接入带宽达到100Mb甚至1000Mb,IT系统原来千兆的核心传输带宽,已经不能满足需要,目前从计算机内部通信(PCI-E,80Gb)、局域网(LAN,10Gb)都已经超过万兆,存储作为数据管理的核心设备,也需要达到配套的万兆带宽。

因此,在新的业务需求下,选择“技术标准化程度更高、组网能力更强、更加易于向万兆扩展”的基础技术,来整合优化现有的IT系统,成为必然选择。以太网作为IT系统中被最广泛使用的标准化技术,成为各领域的共同选择。

万兆网络安全,开始规模应用

过去10年中,以太网伴随着IP技术在网络通信中成为统治技术,此后又随着标准Intel开放架构服务器的普及,成为主机的标准接入技术。当年曾经红火一时的ATM技术,已经成为IP技术的一个补充,应用范围日益缩小。

随着LAN(局域网)、WAN(广域网)的带宽的持续增长,万兆以太网逐步成为构建IT系统核心网络的普及技术,其中核心交换机的交换带宽超过1000G。万兆以太网交换机在提供大容量交换带宽的同时,其芯片还内嵌了强大的VLAN/ACL/加密认证/流量整形等安全技术和带宽管理技术,大幅度提高了网络的安全性和管理能力,不仅成为对网络可靠性要求苛刻的电信运营商网络的核心设备,也开始在IT建设较好的大中型企业部署。截至到08年上半年,H3C的万兆以太网交换机累计销售23万台,万兆端口数量应用近100万个,其中仅仅08年上半年就部署了超过2000个万兆以太网应用。

伴随万兆以太网普及的,还有对应的万兆安全,今天绝大多数厂家提供万兆防火墙,而H3C的万兆防火墙的吞吐能力已经达到40Gb。即使是对于设备处理能力要求极高的入侵防御系统(IPS,可以识别4~7层应用,在网络中进行主动的应用防御),也在2008年达到了万兆性能,单台IPS的吞吐能力超过10Gb。

存储系统,转向万兆SAN

从服务器的附属设施,到组建单独的存储网络(SAN),实现“数据存取和计算的分离”,存储系统成为目前IT系统的主要组成部分。

但最初的存储网络(SAN),一直没有摆脱服务器配套的角色,是一个仅仅有几个或者十几个端口、千兆带宽(1~2Gb)的小型封闭网络。随着IT应用规模的增大,服务器开始专注于数据计算,而存储系统则专注于数据管理,建设不依赖于服务器的单独存储系统成为必然选择,存储系统管理的数据量也从最初的几TB增长到现在的上百甚至上千TB。

存储系统管理的数据量的增长,使不同存储系统之间的数据共享和交换的需求大量增加。如当前很多单位已经部署了几十套服务器和多套存储系统,需要进行数据整合,再比如一些单位规划了多个数据中心的存储互联,这些需求推动了存储网络向 “更大规模、更快速度、更强组网能力”扩展。

SAN规模的扩展,对于存储网络的安全、传输效率提出了更高的要求。传统的小型千兆FC网络由于缺乏安全控制、网络互通性方面的协议支持,难以满足大型SAN组网的需要。而以太网在大规模应用中形成了完善的网络安全技术(如端口绑定、VLAN控制、ACL访问控制、QoS服务质量控制等等),在高速传输中通过巨帧、低时延等设计提高传输效率,成为SAN规模扩展的新选择,Gartner甚至预测从2009年开始基于以太网的iSCSI主机连接数量将超越光纤通道。

因此,在H3C率先推出基于“万兆以太网+万兆SAS”的中高端存储IX3000以后,迅速获得业界认可,规模进入包括移动、电信、网通等高端用户,仅2008年上年半就部署上百个系统。万兆技术在存储中的成熟应用,使传统的千兆SAN面临整合,存储系统开始向万兆SAN升级。

写这篇文章时,笔者不禁回想起2008年7月,当Brocade用30亿美金收购Foundry的消息发布时,我给一位同事发了一个消息:“业界最后一个FC交换机厂家转型,投入以太网的怀抱”。回顾SAN过去的发展历史,SAN转向以太网多年前就已成定局。

2004年,在FC技术从1Gb到2Gb刚刚发展到4Gb的时候,以太网10Gb(万兆)已经商用。2007年,在FC技术正在犹豫是否采用8Gb的时候,以太网正在讨论下一代产品该采用40Gb还是100Gb。到2008年上半年,针对FC的技术讨论就已经转移到FCoE上面来了(距离8G FC的推出仅仅一年时间),何谓FCoE,也就是在万兆以太网的网络上面,承载FC协议。

历史何其相似,在当年ATM的发展历史上,就出现过ATMoE(LANE)、ATMoIP这些技术,试图在以太网、IP成为大势所趋的时候,挽救ATM技术。在存储网络中,iSCSI和FC将成为万兆以太网上面的不同应用,今后的SAN(存储网络),将和现在的LAN(局域网)一样,成为以太网的代名词。

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