展望數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的未來(lái)
光纖通道目前是建立SAN架構(gòu)的唯一選擇，但是隨著新技術(shù)和市場(chǎng)的雙重作用，將來(lái)可能會(huì)用G/10G以太網(wǎng)和/或InfiniBand架構(gòu)（簡(jiǎn)稱IBA）來(lái)實(shí)現(xiàn)SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。
盡管光纖通道是一種占主導(dǎo)地位的SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，但仍然存在一些問(wèn)題。設(shè)備層的互操作性已經(jīng)不再是主要的問(wèn)題了，但交換機(jī)之間的互操作性卻是一個(gè)潛在的問(wèn)題。另一個(gè)主要的問(wèn)題在于SAN的管理。當(dāng)前，大多數(shù)SAN管理解決方案都需要一個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)連接，這樣才能傳遞管理指令。這種管理被稱為“帶外管理”。那些支持諸如“IP光纖通道”或“帶內(nèi)管理”的解決方案最近才開(kāi)始出現(xiàn)。IP光纖通道在光纖通道SAN和IP網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)新的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行連接。該網(wǎng)絡(luò)接口將光纖通道框架封裝進(jìn)IP包，并將光纖通道框架域映射到IP地址。這樣，SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)可以擴(kuò)展到IP網(wǎng)絡(luò)，而且光纖通道架構(gòu)和服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備及軟件不必進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換。IP光纖通道可以把光纖通道SAN集成到IP廣域網(wǎng)中，保護(hù)用戶現(xiàn)有的光纖通道SAN軟硬件投資。
在一項(xiàng)旨在讓I/O總線體系結(jié)構(gòu)從服務(wù)器和PC中"解脫"出來(lái)的特殊的設(shè)計(jì)行動(dòng)中，202個(gè)成員組成的InfiniBand貿(mào)易協(xié)會(huì)（ITA）提出了有關(guān)服務(wù)器"結(jié)構(gòu)（fabric）"體系的1.0版本的規(guī)范。
ITA成立于1998年8月份。這是由Intel、Microsoft、Sun、Compaq、IBM、HP和Dell 等業(yè)界巨頭所發(fā)起的成員高達(dá)202成員的一個(gè)工業(yè)組織。其中Intel是InfiniBand事實(shí)上的領(lǐng)導(dǎo)者，也是最大的支持者。
Infiniband規(guī)范體系結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱IBA）包含一下重要核心內(nèi)容：協(xié)議分層結(jié)構(gòu)、面向多層的連接、基于包交換的通信、多播（組播）能力、包及單節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)、子網(wǎng)管理能力、支持多種連接速度（單速,4速，12速）、提供2.5Gbps(單速)/10Gbps(4速)/30Gbps（12速）單向數(shù)據(jù)鏈路、PCB,電纜和光纖傳輸媒介、遠(yuǎn)程DMA訪問(wèn)的支持、QOS問(wèn)題的考慮。
目前，幾種現(xiàn)有的和比較近的未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)正在為爭(zhēng)奪數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)市場(chǎng)而展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，Infiniband的幾個(gè)明顯的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就是PCI-X,G/10G位以太網(wǎng),Fibre Channel, Rapid I/O，HiPPI-6400(GSN)。而在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)解決方案中，Infiniband將遭遇到G/10G位以太網(wǎng)技術(shù)的挑戰(zhàn)。
IBA允許每個(gè)子網(wǎng)有64000個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)高密度端口的Infiniband交換機(jī)相連。與G位以太網(wǎng)技術(shù)相比，IBA結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)明顯的優(yōu)越性，特別是在物理層設(shè)備(PHY)模型的考慮上，Infiniband指定了在每端口最小0.25瓦最大長(zhǎng)度為16米的銅線上運(yùn)行。G位以太網(wǎng)定義在每端口最小2瓦最大長(zhǎng)度為100米或更長(zhǎng)的銅線上運(yùn)行?？紤]一個(gè)企業(yè)級(jí)的比較接近的系統(tǒng)，低功耗的IBA可實(shí)現(xiàn)更有效的低電流的HUB設(shè)計(jì)。
基于IBA架構(gòu)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1：基于Infiniband的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)
IBA架構(gòu)的計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定制，就會(huì)成為海量存儲(chǔ)專用系統(tǒng)，上圖實(shí)際上可以認(rèn)為是一個(gè)基于IBA的SAN結(jié)構(gòu)。
Infiniband體系結(jié)構(gòu)確實(shí)非常富有吸引力，特別是與其他現(xiàn)有的和比較近的未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)相比。目前還沒(méi)有任何單一的在市場(chǎng)上大量應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有IBA這么豐富。性能也是非常棒的，傳輸率可以達(dá)到30Gbps，同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)雙CRC，虛通道，優(yōu)先級(jí)控制，基于信用的流控制來(lái)維持較高的性能和可靠性。IBA提供了內(nèi)部和外部級(jí)別的互連的支持，如PCB,銅線，光纖等傳輸媒質(zhì)。
有關(guān)軟件對(duì)IBA支持，特別是操作系統(tǒng)級(jí)的支持是人們關(guān)心的問(wèn)題，邁勒羅斯已經(jīng)發(fā)布了應(yīng)用于他們Linux操作系統(tǒng)IBA標(biāo)準(zhǔn)。Linux的開(kāi)放源代碼的特性允許人們?nèi)我庑薷?。同時(shí)微軟的windows2000和未來(lái)的Whistler也提供了對(duì)IBA的支持。但專家認(rèn)為，互連I/O應(yīng)該有可以繞過(guò)操作系統(tǒng)進(jìn)行工作的功能，以確保實(shí)時(shí)性和對(duì)時(shí)延很敏感的應(yīng)用的Qos，Unix系統(tǒng)的支持也會(huì)很快。此外在價(jià)格方面，人們關(guān)心Infiniband是不是能在用戶級(jí)價(jià)格實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上IBA的發(fā)起者將其價(jià)格定位在G位以太網(wǎng)和FC技術(shù)之間，如果這一估計(jì)是正確的，那么IBA很快就會(huì)在目前所有的互連結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中占據(jù)統(tǒng)治地位。但I(xiàn)BA并不是將來(lái)工作站和中等桌面PC的I/O標(biāo)準(zhǔn)。IBA將引發(fā)I/O互連領(lǐng)域的一場(chǎng)風(fēng)暴，到底情形如何，人們拭目以待。 #p#page_title#e#
Infiniband沿襲了SAN和NAS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的一些概念， Infiniband將處理計(jì)算、存儲(chǔ)I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O等功能完全分開(kāi)，這種設(shè)計(jì)真正體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的最終思想，即以網(wǎng)絡(luò)為中心的架構(gòu)。采用這種架構(gòu)，可以非常靈活的根據(jù)用戶的需要來(lái)定制系統(tǒng)，對(duì)于高性能計(jì)算，如果對(duì)計(jì)算能力要求非常高，那么就需要將處理節(jié)點(diǎn)的數(shù)目配置的非常高，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，如視頻服務(wù)應(yīng)用，對(duì)存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)帶寬，內(nèi)部數(shù)據(jù)交換能力要求很高，這時(shí)候，系統(tǒng)就需要根據(jù)這種要求來(lái)定制。
Infiniband體系結(jié)構(gòu)內(nèi)部的構(gòu)架采用專用的通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議，對(duì)于處理節(jié)點(diǎn)，其通道適配器稱為HCA，對(duì)于I/O節(jié)點(diǎn)，其通道適配器稱為T(mén)CA，無(wú)論是HCA還是TCA都可以認(rèn)為是一個(gè)Infiniband內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)接口,Infiniband網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)專門(mén)的走專用協(xié)議的高速交換網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的交換能力根據(jù)用戶的需求來(lái)具體配置。
圖2：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的未來(lái)
圖2給出了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)未來(lái)發(fā)展走向的預(yù)測(cè)，值得注意的是，按照目前發(fā)展的進(jìn)程，由于10G以太網(wǎng)交換機(jī)將與Infiniband交換機(jī)將同時(shí)問(wèn)世，未來(lái)的幾年也許是這兩種體系下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案的又一場(chǎng)惡戰(zhàn)，結(jié)局到底如何，我們還得看3年以后的市場(chǎng)情況，除非有比10G以太網(wǎng)更誘人的價(jià)格，那么從感覺(jué)上說(shuō)Infiniband的風(fēng)頭將會(huì)被10G以太網(wǎng)完全蓋過(guò)。
從最初的服務(wù)器，到目前的圍繞數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的一些變化，我們可以大體上看出計(jì)算機(jī)服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)，即目前的內(nèi)部總線架構(gòu)將逐漸走向消亡，形成交換式（fabrics）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向的趨勢(shì)，在最初，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算處理和I/O是合為一體的，而目前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分已經(jīng)獨(dú)立出來(lái)，未來(lái)將是I/O和計(jì)算處理的進(jìn)一步分離，形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算處理、I/O吞吐三足鼎立的局面，這就是真正的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)，正應(yīng)了SUN公司提出的“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的論斷。根據(jù)以上分析，圍繞數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)如圖3所示：
圖3：圍繞數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的演變
