强大可扩展的SAN架构：优势与iSCSI协议

SAN指独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络，采用高速光纤通道为传输媒质，通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，是数据基于“块”的存储方式，以数据为中心。它是通过光纤通道直接连接多个节点，达到数据存储管理集中再相对独立到存储区域网内，分为FC-SAN和IP-SAN，如图6-44所示。其主要包括光纤交换机、光纤磁盘阵列和光纤磁带库等硬件设备。

图6-44 FC-SAN与IP-SAN的结构比较示意图

图6-45 SAN存储视频流的模型示意图

SAN是一种专用网络，是网络服务器群的后端，可采用光纤通道或iSCSI等存储专用协议连接成高速专用网络，使网络服务器与多种存储设备直接连接，如图6-45所示。计算（主机）、传输（交换机）和存储（RAID、TAPE）是分离的架构，主机可以访问任何存储设备，存储设备之间可以互访，主机与存储设备可以独立扩展。SAN的最大特点就是可以实现网络服务器与存储设备之间的多对多本地高速连接。SAN架构的优势在于，强大的扩展性、多种存储设备的集中和新架构支撑下的新型数据应用方式，在安全意义下负责可持续的存储和数据传输。目前，FC和iSCSI是应用于存储区域网吉比特（Gbit）速率的两种主要技术。

（一）SAN存储解决方案

当光纤通道FC（Fibre Channel）协议作为存储区域网络的技术取得突破后，在很长一段时间内，人们一直认为FC-SAN就是SAN。但由于在实现FC协议时，各厂商都或多或少地加入了自己的专有技术，不同厂家的设备很难实现互通互连，兼容性不足，造成FC-SAN网络部署的规模很小，很多大型数据中心部署的各种FC-SAN，其应用也分布在不同的SAN之上，不同SAN之间的块数据不能互通，形成了SAN孤岛。

iSCSI协议的出现完全改变了SAN网络的内涵。iSCSI协议是包括局域网在内的任何基于IP可靠传输存储数据的协议，它借助于TCP/IP协议栈来实现路由和数据包的恢复，在服务器和存储之间传输SCSI数据块，所以形成SAN网络的核心是IP网络交换机。换句话说，在整个SAN网络的部署上可以利用现在非常成熟的IP技术来实现。IP-SAN承载在IP网络上，IP网络是现在地球上最大的网络，无论是技术还是产品的成熟度都得到了时间的验证，而且IP网络部署成本相对于FC网络而言是非常低廉的，同时IP网络在局域和广域的连接上是统一融合的，不存在互连兼容问题。如图6-46所示为FC-SAN与IP-SAN的组网应用比较。

图6-46 FC-SAN与IP-SAN组网对比示意图

良好的兼容性使应用网络（第一网）之间不再孤立。同理，在数据网络（第二网）中，IP-SAN天生具备互连互通的优势，可以非常容易地将IP网络中成熟的架构体系和管理技术引入到SAN网络的部署中（第一网与第二网的关系参看图6-32）。同时第二网启动顺序遵循一定的启动顺序：首先启动Fabric网络系统，包括所有交换机并确定所有的设备连接正常，其次启动存储设备，最后启动服务器系统，如图6-47所示的数字顺序。

在大型数据中心的应用中，可以采用万兆的IP技术来搭建SAN网络的核心，用千兆或百兆技术来实现汇聚和接入。因此，数据网络具有非常强大的扩展性，真正意义上的巨型数据网络时代即将来临。由于IP网络具有路由技术，IP-SAN网络间的融合非常简单，SAN孤岛彻底消除。

IP-SAN取代FC-SAN将成为必然，如图6-48所示为典型的IP-SAN架构。

图6-47 第二网的启动顺序示意图

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图6-48 基于IP-SAN的网络存储架构

（二）SAN的优点

1）设备整合，多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统，不必为每台服务器单独购买存储设备，降低了存储设备异构化程度，减轻了维护工作量，降低了维护费用。

2）数据集中，不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中，空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成，大大提高了存储资源利用率。

3）建设SAN可以降低总体拥有成本TCO，整合存储设备和集中管理数据，大大降低了用户重复投资和长期管理维护的开销。

（三）采用服务器后搭建SAN（FC-SAN或IP-SAN）存储方式的问题

1.FC-SAN存储解决方案的问题

1）FC作为一个强调效率但缺乏管理功能的协议，其兼容性、可管理性远低于IP。

2）成本高昂，FC交换机、FC HBA卡相比以太网交换机、普通网卡价格高昂，连接复杂。

3）由于FC协议的封闭性，了解和掌握的人员较少，需专业技术人员进行支持，后期维护成本高。

2.IP-SAN存储解决方案的优势

1）具有良好的性价比。

2）无需复杂的连接设备，安装调试简单，插上网线就能用。

3）IP-SAN的管理人员完全可以由网络管理员兼任，维护管理成本低。

但是无论是采用服务器后搭建FC-SAN+流媒体转发服务器或者IP-SAN+流媒体转发服务器的方式，流媒体转发服务器由于既要完成视频流的“打包”存储又要实现视频流的实时转发，其性能受限于流媒体服务器的硬件资源，无论是视频数据的存储还是视频图像的调阅都会形成整个系统的“瓶颈”，出现时延。