融合SAN iSCSI使得处于困境的服务器加入SAN

      SAN融合与iSCSI

      许多机构在他们的存储网络中仍旧在处理一个非常普遍的问题，即：那些处于困境的服务器。这些服务器使用内部或直接连接存储，由于光纤通道价格高昂，最终用户没办法以合理的成本将其接入到存储区域网络。许多机构中运行着数十台，以至成百上千台这种让人进退两难的服务器，这其中许多是运行Windows系统的经济型服务器。IT部门没办法从成本的角度证明将这些服务器中的绝大部分利用光纤通道接入存储区域网络是合理的，这是因为将这些服务器接入SAN的基础架构成本已远大于服务器的自身成本。

      由于iSCSI使用低成本的以太网基础架构，iSCSI存储网络中的一些早期应用可以将这些处于困境的服务器接入到存储区域网络中。这对于消除大型企业用户中的多数内部存储大有帮助。许多人相信iSCSI将会成为主要驱动者，使这些进退两难的服务器接入SAN，一个概念就是ESG引入的SAN融合。

      不幸的是，早期iSCSI的允诺并未结成硕果，超过半数的那些难以接入的服务器依旧保持原样，进退两难并被排斥在存储网络基础架构之外。

图一：iSCSI SAN Inclusion Methods（点击查看大图）

      实现SAN融合可以用如下两种方法之一。第一种方式是安装一套新的存储系统，其本身支持iSCSI并且比你机构中主要的FC系统廉价。额外的好处是，你的机构包含了相对FC而言具有较低的基础架构和连接成本的iSCSI网络。

      SAN融合的另外一种方式是利用你现有的存储系统。如果你的存储系统本身就支持iSCSI和FC，你可以在同一系统中利用这两种内连方式。或者，如果你的存储系统仅支持FC，那么你可以使用某种前端支持iSCSI后端支持FC连接的智能设备，与基于FC的存储系统相互连接使用。这两种方法都是有效的。真正实施SAN融合产品的关键是利用iSCSI。

      SAN融合已经并且正在发生。ESG调查发现iSCSI的早期使用者正在将其加入到他们当前的存储网络基础架构中。正如图二所示，77%的iSCSI SAN正在被加入到现有的网络存储基础架构中。这清楚地表明SAN融合的价值已被早期的iSCSI使用者所接纳。

图二：The Addition and Replacement of Existing Storage Infrastructure by iSCSI SAN

      SAN融合的驱动者和赋予者

      iSCSI驱使SAN融合

      驱使SAN融合最主要的力量之一是iSCSI。今天几乎所有的存储厂商都支持某一iSCSI产品或相应的产品线。所有操作系统平台都提供自带的iSCSI驱动。微软对iSCSI支持给予了特殊的关注。ESG估计全球有超过30,000个iSCSI产品被安装，并且这一数字还在迅速增加。iSCSI已经达到了一个成熟的阶段，包括健全的产业系统，支持以及数以万计已经安装了iSCSI产品的用户。实际上，在今天使用iSCSI产品已毫无风险。iSCSI的易于使用和低成本优势驱使SAN融合被采纳，FC反而不是一种实用的选择。这是显而易见的，事实上FC在其当前处于SAN互连统治地位期间，在引领那些处于困境的服务器加入SAN方面已经失败了。

      ESG调查发现较低的资金占用和操作成本是iSCSI的主要吸引力。超过半数的iSCSI早期使用者为其节省了11%至30%的资金和操作支出（图三）。

图三：iSCSI SAN Inclusion Methods

      我们的调查同时发现iSCSI具有的可加入更多服务器和较FC部署更快速的能力是SAN融合的两个关键因素。这验证了针对那些处于困境的服务器所提出的SAN融合的概念。iSCSI利用现有的以太网连接可以延展至更长的距离，还可以帮助用户避免FC与生俱来的复杂的全球命名或分区参数问题。

      另外一个使得利用iSCSI实现SAN融合更具吸引力的重要因素是其与Windows环境的密切关联。微软力鼎iSCSI，并且已经提供了大量的工具，技术和支持。例如，Windows包含了微软自行开发的iSCSI驱动，并且与各存储厂商协同工作，以帮助他们利用VDS，VSS和微软管理控制台技术。微软同时为iSCSI提供其自行研发的MPIO多路径技术，使得用户在需要时可以聚集以太网管道，以获得更大的带宽。如图四所示，超过半数的iSCSI使用者处于Windows系统环境。

图四：ESG Research iSCSI OS Profile

      另一个促使iSCSI进入SAN的主要因素是VMware，现在已对iSCSI有了广泛的支持。ESG调查发现48%的iSCSI早期采纳者使用VMware。其他17%的受访者打算基于iSCSI使用VMware。我们相信这一趋势将会继续，iSCSI，VMware和Windows这强有力的三重组合之间强烈的关联性作为粘合剂将成为这种趋势的重中之重。

      VMware：一个iSCSI和SAN融合的主要驱动者

      ESG相信VMware是iSCSI和SAN融合的一个主要驱动者。通过VMware，公司可以在一台物理服务器上映射10台，20台，甚至30台虚拟服务器。正因为如此，当公司失去了一台物理服务器时，那将不再是一一对应的关系。取而代之，公司会失去10台，20台，30台服务器。作为代替，将VMware服务器运行在SAN中，当一个公司丢失了物力服务器，他们可以快速地恢复虚拟服务器并上线。另外，公司还可以对虚拟服务器进行复制，以实现更高级别的数据保护。如果虚拟服务器的映像损坏，那么公司会在其网络存储系统上找到一份副本。VMware和远程镜像技术的结合可以提供非常有效的灾难恢复解决方案，以极大地改善恢复时间目标。当主站点离线，IT管理员可以得到虚拟服务器映像，并在大多数经济服务器上运行。这可以最小化甚至消除冗灾站点上的备用服务器，这是因为服务器配比不再需要与主站点完全一致。服务器还是需要的，但是它们不再昂贵。虚拟服务器消除了替代服务器与主站服务器一比一的对应关系。

      灾难恢复并不是在SAN上保持虚拟服务器镜像的唯一优势。另一个好处是对服务器实施快速、简单升级的能力。由于虚拟服务器镜像保存在SAN中，这就使得在替换和升级过程中保持数据免遭破坏变得更加容易。无论你有一台还是上千台服务器，这都是有价值的。

      电源和散热：另一个iSCSI和SAN融合的关键驱动者

      今天，电源和散热管理是所有类型的数据中心面对的主要问题。SAN融合同样可以帮助你降低电源和散热成本。所有你服务器内部存储中的磁盘驱动器总是加电并旋转。如果你考虑数十台，成百台以至上千台服务器的电源和散热需求，还有所有的磁盘都在旋转，你将会看到影响是巨大的。如果你将所有的数据从服务器内部移动到一个单一的存储系统，你就能够通过关闭那些服务器中的驱动器从而显著地降低电力消耗。毋庸置疑，内部磁盘驱动器中有大量未被使用的空间，因此存储整合将会节省费用。另外，所有的存储系统厂商都在致力于优化其电源管理方案，使之更有效率。一些创新的技术像精简自动配置，重复数据删除以及MAID（大规模非活动磁盘阵列）技术驱使电力消耗下降。精简自动配置确保你不会超越分配空间和存储空的块。重复数据删除仅存储唯一的数据，但保持数据副本的索引，这使得如果需要可以显著地减少磁盘数目用以存储你的数据。MAID技术使得驱动器在未被使用时停止旋转，在需要时再令它们重新旋转。成为绿色公司和数据中心的愿望与日俱增，也是另外一个SAN融合的主要驱动力。

      成长，整合与集中的数据保护

      成长，整合与集中的数据保护是实施存储网络化的首要的三股驱动力量。可是，到目前为止，他们已不足以对通过使用iSCSI驱动SAN融合达到任何实质性的规模。无论如何，当其它的一些驱动力量，例如：VMware，电源和散热管理与整合和数据保护一同产生作用时，将会导致机构发起SAN融合。

      FC与SAN融合

      为什么不使用FC以替代iSCSI实现SAN融合？成本与复杂性。这的确是黑白分明。传统的FC已经存在很长时间了，但是对于引领那些使用内部存储身陷困境的服务器实现SAN融合已经失败了。iSCSI对于SAN融合更有意义。它更便宜，并且易于管理。微软和VMware已经对iSCSI提供了极佳的支持，而且iSCSI的早期使用者声称，它可以实现更快的部署。现在iSCSI已经是一款得到大量产品支持的成熟协议。

      有关iSCSI的荒诞之辞和误解

      当我们相信iSCSI对于SAN融合是一个伟大的技术时，我们却未见它已被大企业广泛采用。今天，导致基于iSCSI的SAN融合应该但却没有广泛分布的原因是教育缺失，市场尚未成熟，内部政治与优先权之争。

      对iSCSI价值的教育缺失是显而易见的。今天，许多最终用户依旧相信iSCSI是为低端市场设计的。通常，iSCSI被认为提供了与FC相比较差的性能和令人怀疑的可靠性。可是，对于iSCSI而言，这不是正确的评价。图五清楚地表明，ESG调查发现iSCSI的早期使用者在所有层面上对他们的iSCSI SAN非常满意，包括网络和应用性能。另外，这些早期的使用者对iSCSI的可靠性在关键应用中的表现同样非常满意。

      最后，理论上的争吵是没有实际意义的-重点应放在确凿的证据上。实际上早期的使用者在生产环境中实施并使用了iSCSI，而且他们非常满意的事实说明对于FC，iSCSI是一种可行的选择。

      为进一步支持这一立场，我们的调查同时发现有50%的iSCSI使用者在他们的关键应用的一级存储上使用iSCSI。这有力的证明iSCSI适用于所有层面。这说明iSCSI在性能，功能性和可靠性方面满足了iSCSI早期使用者对于关键应用和环境的需求。

v依旧有文章在媒体上声称iSCSI网络不像FC那样可靠。这完全是错误的。政府你在图四中所看到的那样，可靠性被认为是非常高的。的确，我们调查的50%的iSCSI早期使用者在关键应用中使用iSCSI。如果iSCSI网络生就不可靠，它们不会被机构用于他们最重要的应用。像IT中的所有事情一样，最佳的实践和明智的实施必将被应用。有人甚至可能会争辩，IP网络比FC更可靠，有大量的IP/以太网工具为我们所用，反之FC由于人才和工具太有限，而无法提供深度分析。

      iSCSI也是权力争斗的不幸受害者。在大型机构中，基础架构控制权的斗争经常会发生。存储经理不想放弃对他们存储环境的控制，并且如果实施iSCSI将会要求他们与他们的网络团队一起工作。在真正的大型机构中，某位特定的职员管理着FC网络基础结构，如果iSCSI成为占统治地位的存储连接方式，那么他将面临失去工作的风险。作为结果，iSCSI不得不面对由大型机构内部政治斗争所带来的挑战。另一方面，一些存储经理觉得向网络专家移交SAN网络中的部件是一种施舍，因为这样做会使他们的工作更容易，最终改善了存储网络环境，自此真正的网络人才会管理这方面的环境。

      iSCSI与FC性能

      关于 iSCSI 的一个很大的误解是关于其性能。大多数人相信光纤通道是 iSCSI 速度的两倍。这是错误的。ESG 实验室已经测试了同时支持 iSCSI 和光纤通道的存储系统，发现两者之间的性能差距可以忽 略不计。事实上，一个 iSCSI 存储系统在性能上可以超越基于光纤通道的解决方案。这样的结果通常 依赖于其它一些因素，比带宽更重要的因素包括处理器数量，设备端口，高速缓存以及系统中所使用 的磁盘驱动器，还有就是多少硬盘可以用来做条带。

      结论是存储系统和存储网络的性能都将会受到其它资源的影响，而不是多数情况下我们认为的连接带宽，无论是光纤通道还是 iSCSI。存储系统自身导致了更大的差异。

      FC 和 iSCSI 之间不同的带宽导致了混淆的产生。为了进一步说明，请思考以下问题的答案：2Gb 光纤通道连接和 1Gb 以太网连接谁更快？事实是它们一样快。它们用同样的速度传输数据，即：光的速度。 同样的问题是：一磅砖和一磅羽毛谁更重？带宽不是问题，容量才是关键。

      与此类似，思考一下两辆公共汽车在道路上行驶。一辆汽车可以运载 30 人，另一辆是 15 人。两辆汽车都以每小时 60 英里的速度行驶，但是大一些的汽车可以多运载 15 名乘客。无论如何，你不能说一 辆汽车比另一辆更快。这是容量和速度的区别。在大多数情况下，FC 和 iSCSI，两辆“汽车”都未被 填满。为了证明我们的观点，ESG 与数十位 iSCSI 使用者进行了交谈，发现他们当中没有一位遇到过 在高峰时网络利用率超过 10%的情况。对于 FC SAN 也是这样。机构经历存储区域网络性能饱和的情 况只是例外，并不总是这样，无论是 iSCSI 还是 FC。

      当网络成为瓶颈（如果“汽车”被填满），带宽将会对性能产生影响。当巨大的请求被处理时，例如流媒体，绝大部分工作是用来在网络上传输数据  ?C  使得带宽成为关键部分。对于较小的请求  ?C  小型事 务处理，像数据库和邮件，例如：更多的时间用于获得 I/Os 开始和结束，使得 CPU，高速缓存和硬盘 驱动器成为性能的关键部分。绝大多数应用不是带宽密集型的，因此不会经历带宽成为性能的瓶颈。

      另一种情况是当资源的访问处于争夺状态时，管道的大小是重要的。换言之，当很多服务器共享存储系统上较小数量的设备端口时，更高的带宽会有所帮助。但是当存储系统存在其它的瓶颈时，带宽不 会提供性能的改善。这就是为什么你必须调查性能链中所有的部件。

      ESG 调查发现性能不是已经实施了 iSCSI 的用户所关注的。图四表明早期的 iSCSI 使用者对网络和应用性能高度满意。事实上，ESG 从未从任何用户那里听说过对 iSCSI 性能不满意。

      根本的结论是 iSCSI 是可靠的，并且提供极佳的性能。另外，整个产业环境已经成熟，提供稳定性和最小的风险。最后，iSCSI 是一款使用廉价基础架构的高效协议。你必须考虑到这样一个事实，IP 网 络要比传统的 FC 网络更久远。更广泛的工具和更大的 IP 专业人士群体支持 iSCSI。另外，性能链中 的最重要部分是在存储网络的末端，存储系统本身，对于提供性能比传输协议扮演了更重要的角色。

      ESG观点

      实施 SAN 融合是共识。挑战是使其成为优先考虑的项目。IT 部门总是有一长串项目在排队，它们各自都有其优先顺序。SAN 融合的驱使者，例如数据增长，遵从和灾难恢复都是相当不错的切入点。新 的驱动力或许可以引领机构通过 iSCSI 实施 SAN 融合，这包括 VMware，可以将虚拟服务器映像，应 用和数据保存在 SAN 上；让服务器内部磁盘停止旋转可以节省电源和散热成本。当与传统的 FC 比较 时，一些有利因素，例如 Windows 和其它操作系统的自行支持，VMware 自身对 iSCSI 的支持，iSCSI 在所有层面上已经成熟，不断增加的  iSCSI  存储系统数量使用户倾向于具有成本效力和易于使用的 iSCSI，这一切使得机构更易于选择 iSCSI 作为 SAN 融合的方案。ESG 相信，鉴于所有这些原因，SAN 融合将会在未来数年内被机构更迅速地采纳并呈现出相当大的数量。IT  需要使得基于  iSCSI  的  SAN 融合成为首选，克服政治上的争斗，并且不去理会那些荒诞之辞和误解。

      许多人已经安装了 FC，而且工作良好。他们了解并相信 FC，将会继续使用它。确认偏见的概念是， 人们收集所有有利于他们业已形成的意见的证据，而忽视所有反驳他们的证据，这可能意味着一些读 者将不理会这份报告。可是，ESG 已经实施了可量化的研究，并亲身测试了 iSCSI 存储系统，以增强 我们的立场。对于 FC 或者是 iSCSI，我们都没有任何投资，无论是时间，金钱或者资源。我们相信 iSCSI 将会继续兴旺，为小型，中型和大型机构用户提供连接。我们同时相信  FC  将会存在很长一段时间， 但是到最后，iSCSI 将会成为两者之间占优势的协议。

      事情的两个极端方面，一些公司需要花费数年安装  iSCSI，而其它的一些公司已经完全用  iSCSI  取代了 FC 环境。无论如何，SAN 融合不会迫使公司在 FC 和 iSCSI 之间进行选择，而是使他们可以同时 使用两者作为相互补充的技术以适用于不同的应用和用途。目标是改善网络存储环境，提供更佳的数 据管理，最后，减少成本和复杂性。我们相信使用 iSCSI 实现 SAN 融合可以达到这一目标。

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