iSCSI與各類型存儲方案綜合評比

2019-11-04 21:21:47

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供稿：網友

　　iSCSI與各類型存儲方案綜合評選
　　與Fiber Channel（以下簡稱FC）一樣，iSCSI也屬于SAN大家庭中的一員，它的問世顯然是沖著FC SAN的缺點而來的。長久以來，FC幾乎成了SAN的代名詞，但由于相關軟硬件的建置成本偏高、治理技術及門坎也較高，所以幾乎只有中大型企業才有能力做這方面的建置與規劃，中小企業限于自身規模，也只有望洋興嘆、徒呼負負的份。
　　
　　無傳輸距離限制、建置治理成本低是最大特點
　　iSCSI最重要的就是能在成本上提出大幅改善的方案，也因此打破了SAN為中大型企業禁臠的藩籬，讓中小企業也能享受到SAN所帶來的好處及便利。到底是哪些優良特質，讓iSCSI成為目前存儲業界最熱門的話題呢？以下即為讀者做一番簡賅的歸納及分析：
　　
　　建置成本低廉：不論是適配卡、交換機或纜線的建置，iSCSI都比FC便宜許多。其中適配卡部分，只要Host端主機本身內建的一般網絡卡或網絡芯片，搭配免費下載的iSCSI Initiator驅動程序即可，所以在適配卡方面可以達到完全免費的境界。
　　
　　治理門坎及維護成本更低：一般來說，FC SAN多半需要特定的工具軟件來操作治理，所以需要對人員進行一定時間的教育練習，而且費用不低。但由于iSCSI乃透過ip網絡來傳輸數據及分配存儲資源，所以只要使用網絡現有的治理功能即可，相較起來，的確可以省下大筆治理人力及練習成本。
　　
　　節省存儲資源、做好集中治理：由于iSCSI與FC同樣支持區塊協議（Block PRotocol）的數據存取模式，所以比采用檔案協議（File Protocol）的NAS，更能透過集中治理的方式，有效避免存儲資源的浪費，進而節省不必要支出。
　　
　　沒有距離的限制：由于iSCSI是透過無遠弗屆的IP網絡來傳輸數據，所以理論上，傳輸距離也可達到無限制的境界，這對于異地數據的傳輸及備援等應用相當有幫助。
　　
　　傳輸速度夠快：拜GbE以太網絡之賜，理論上，iSCSI的速度可達1Gb，雖然速度仍比不上FC SAN的2Gb，但效能上已超越大部分的NAS。更重要的是，一旦下世代的10Gb以太網絡普及的時候，iSCSI就可能以10Gb的高速狂飆，甚至比FC SAN的下世代版本－4Gb還要快。
　　
　　人才較多：隨著因特網的日益興盛，造就了取之不盡、用之不竭的TCP/IP網絡人才，比起門坎較高的FC SAN來說，這對于專走IP網絡Base的iSCSI而言，可說是一大利多。
　　
　　數據碰撞及支持性低等問題成為推展阻力
　　
　　天底下沒有十全十美的事物，雖然iSCSI的優點不少，而且十分搶眼，但仍有許多待解決的缺點，以下就讓我們一起分析看看iSCSI到底有哪些缺陷：
　　
　　1. 擾人的噪聲碰撞問題：由于iSCSI走的是IP網絡，其中當然充斥著來自全球各地的龐大數據及噪聲，所以碰撞情形也就在所難免了，如此一來，在數據傳輸的過程中，就很輕易導致延遲的情形發生，大大影響了傳輸的效能，甚至數據的正確性。針對這類問題，不少廠商專研解決之道，其中像是喬鼎信息（Promise）即宣稱，該產品提供的Data Digest功能，可有效解決噪聲問題。
　　
　　2. 仍有改進空間的效能瓶頸：這方面可分成下列幾項來討論。
　　
　　(1) 傳輸頻寬問題：前文已提到，目前的1Gb頻寬，尚不及FC的2Gb，這方面待要等到10Gb以太網絡普及之后，才有可能趕上。但就目前企業的網絡狀況來看，GbE以太網絡的普及率都有待加強了，所以10Gb何時來臨，還是未定之數。
　　
　　(2) 流量控制問題：這方面也沒有FC來得好。
　　
　　(3) I/O端的速度限制：Brocade指出在Host主機及Target存儲設備兩處的I/O端速度一直提振不上來，所以即使10Gb以太網絡真的普及，I/O端的速度瓶頸仍然會拖跨這個傳輸效能。
　　
　　(4) 軟件iSCSI Initiator效能不彰：其乃透過軟件仿真來執行SCSI指令，所以會耗費掉大量的CPU資源，造成整體效能的低落。這個問題雖然可以透過安裝頻率較高的CPU來解決，但相對地便會有額外的成本支出。
　　
　　3. 硬件iSCSI適配卡較貴：假如想要讓整體效能有好的表現，那么就必須添置較貴的iSCSI HBA卡或稍貴的TOE HBA卡（TCP Offload Engine），整體成本會因而大幅攀升。據Brocade指出，不論是FC HBA卡或FC交換機的價格都在逐步調降中，同時該公司會推出價格頗為低廉的FC交換機，如此一來，在尋求高效能的前提下，iSCSI的成本優勢會相對減少。
　　
　　4. 支援的平臺及軟硬件仍少：雖然目前Windows、linux、UNIX、Netware都已陸續推出軟硬件的Initiator，但數量及完備性仍不足，尤其是版本特多的Linux，目前只有SuSE及Redhat有解決方案；其中，SuSE只有軟件、Redhat只有硬件。此外，HP-UX及Novell Netware只有軟件，SUN Solaris則只有硬件，而且一些平臺上的設定十分復雜困難。換句話說，目前只有微軟Windows平臺具備最完備的支持性。但是目前業界及政府機構的數據中心，有相當數量是采用非Windows平臺系統，再加上也有不少公司內部系統是屬于多種作業平臺環境，所以各平臺解決方案的提出，仍是iSCSI急待解決的重要課題。
　　
　　5. 令人質疑的安全性：IP網絡環境復雜，再加上懂IP的人相對的多，所以安全性也相對地令人質疑。

　　
　　6. 無法兼顧效能及跨平臺性：前面已提到iSCSI Initiator可分為三種，亦即軟件Initiator驅動程序、硬件的TOE HBA卡及iSCSI HBA卡。就效能而言，Initiator驅動程序最差、TOE居中、iSCSI HBA卡最佳。但是iSCSI HBA只能走iSCSI協議，而無法透過NFS（Network File System，SUN制定）或CIFS（Common Internet File System，微軟制定）等檔案系統協議與應用服務器溝通。但Initiator驅動程序及TOE則同時支持iSCSI、NFS及CIFS三種協議。
　　
　　一般來說，企業在面臨iSCSI SAN存儲解決方案時，多半喜歡拿FC SAN及NAS與其做一番比較。在此先就FC與iSC
　　
　　SI做一比較，基本兩者同屬走Block協議的SAN架構，只不過前者透過光纖，后者藉由IP傳輸數據罷了，而兩者在治理及應用上也大同小異，其間只不過優劣好壞的差異。
　　
　　至于SAN與NAS的差異而言，筆者走訪了許多iSCSI廠商，大部分廠商對于此比較，多半都面露迷惑不解的表情，他們認為SAN與NAS是完全不同架構的存儲方案，前者支持Block協議，后者則支持File協議，所以拿兩個完全不同協議及架構的標準相比，是不太適宜的。
　　
　　假如硬要從中做個區別的話，精業公司產品技術處存儲產品整合服務部產品經理邱顯進倒提出了一個簡顯易懂的區別方法，那就是SAN的精髓在于分享存儲配備（Sharing Storages）；NAS則在于分享數據（Sharing Data）。總而言之，NAS與SAN因為架構及應用領域的不同，所以不會相互取代，而會共存于企業存儲網絡之中。
　　
　　不論如何，為了讓讀者進一步了解iSCSI、FC及NAS的差異，在此還是盡量做一番歸納整理，以供讀者參考：
　　
　　接口技術：iSCSI和NAS一樣透過IP網絡來傳輸數據，FC則不一樣，數據是透過光纖通道（Fibre Channel）來傳遞。
　　
　　數據傳輸方式：同為SAN的iSCSI及FC都采用Block協議方式，而NAS則采用File協議。
　　
　　傳輸速度：就目前的傳輸速度而言是FC（2Gb）最快、iSCSI（1Gb）次之，NAS居末。基本上，FC及iSCSI的Block Protocol會比NAS的File Protocol來得快，這是因為在操作系統的治理上，前者是一個“本地磁盤”，后者則會以“網絡磁盤”的名義顯示。所以在大量數據的傳輸上，iSCSI 絕對會比NAS快得多。
　　
　　資源共享：iSCSI和NAS共享的是存儲資源，NAS共享的是數據。
　　
　　治理門坎：iSCSI和NAS都采用IP網絡的現有成熟架構。所以可延用既有成熟的網絡治理機制，不論是建置、治理或維護上，都非常方便及輕易。而FC則完全獨立于一般網絡系統架構，所以需由FC供貨商分別提供專屬治理工具軟件。
　　
　　治理架構：透過網絡交換機，iSCSI及FC可有效集中控管多臺主機對存儲資源的存取及利用，善用資源的調配及分享，同時速度上也快于網絡磁盤的NAS。
　　
　　成本：比起FC而言，以太網絡是個十分成熟的架構，而熟悉的人才甚多，所以同樣采用IP網絡架構的iSCSI及NAS，建置成本低廉、治理輕易而維護方便。至于與FC在建置成本上的進一步比較，可見表1。
　　
　　傳輸距離：原則上，三者都支持長距離的數據傳輸。FC的理論值可達100公里。透過IP網絡的NAS及iSCSI理論上都沒有距離上的限制，但NAS適合長距小檔案的傳輸，iSCSI則可以進行長距大量資料的傳遞。
　　
　　系統支持：相較起來，iSCSI仍然比較少。FC主要是由適配卡供貨商提供驅動程序和簡單的治理程序。
　　