专家博文：IP网络存储技术之完全解析

随着网络存储技术的飞速发展，各种存储设备和技术正趋于融合。总有一天，现在的光纤和SCSI磁盘阵列、NAS文件服务器、磁带库等设备都可以运行在一个统一标准的架构中。IP存储（Storage over IP简称为SoIP）–在IP网络中传输块级数据–使得服务器可以通过IP网络连接SCSI设备，并且像使用本地的设备一样，无需关心设备的地址或位置。

而网络连接则是以IP和以太网为骨干，这令人联想起今天耳熟能详的存储域网（SAN）结构。只是以廉价而成熟的IP和以太网技术，替代了光纤通道技术。

由于既有的成熟性和开放性，IP存储技术，使企业在制定和实现“安全数据存储”的策略和方案时，有了更多的选择空间。例如远程的数据备份、数据镜像和服务器集群等领域，IP存储的介入都可以大大丰富其内容。

同时，IP存储也消除了企业IT部门在设计传统SAN方案时，必须面对的产品兼容性和连接性方面的问题。最重要的是，基于IP存储技术的新型“SAN”，兼具了传统SAN的高性能和传统NAS的数据共享优势，为新的数据应用方式提供了更加先进的结构平台。

在过去的一年中，存储和网络厂商的注意力，主要集中在IP存储技术的两个方向上–存储隧道（Storage tunneling）和本地IP存储（Native IP-based storage）下面是这两个方面的一些粗略概况。

存储隧道技术

顾名思义，这种技术是将IP协议作为连接异地两个光纤SAN的隧道，用以解决两个SAN环境的互联问题。光纤通道协议帧被包裹在IP数据包中传输。数据包被传输到远端SAN后，由专用设备解包，还原成光纤通道协议帧。

另一方面，虽然IP网络技术非常普及，其管理和控制机制也相对完善，但是，利用IP网络传输的存储隧道技术，却无法充分利用这些优势。其原因主要在于，嵌入IP数据包中的光纤通道协议帧。IP网络智能管理工具不能识别这些数据，这使得一些很好的管理控制机制无法应用于这种技术，如目录服务、流量监控、QoS等。因此，企业IT部门的系统维护人员，几乎不可能对包含存储隧道的网络环境，进行单一界面的统一集中化管理。

目前的存储隧道产品还有待完善，与光纤通道SAN相比，只能提供很小的数据传输带宽。例如，一个在光纤SAN上，用两到三个小时可以完成的传输过程，在两个光纤SAN之间以OC-3标准传输大约需要14个小时。这是目前存储隧道产品比较典型的传输速度。当然，这样的性能表现，不会限制到该技术在一些非同步功能中的应用。如远程的数据备份，就不一定需要很高的数据传输带宽。

总之，存储隧道技术，借用了一些IP网络的成熟性优势，但是并没有摆脱复杂而昂贵的光纤通道产品。

本地IP存储技术

这一技术是将现有的存储协议，例如SCSI和光纤通道，直接集成在IP协议中，以使存储和网络可以无缝的融合。当然，这并不是指，可以在企业IT系统中，把存储网络和传统的LAN，物理上合并成一个网络。而是指在传统的SAN结构中，以IP协议替代光纤通道协议，来构建结构上与LAN隔离，而技术上与LAN一致的新型SAN系统–IP SAN。

这种IP-SAN中，用户不仅可以在保证性能的同时，有效的降低成本，而且，以往用户在IP-LAN上获得的维护经验、技巧都可以直接应用在IP-SAN上。俯拾皆是的IP网络工具，使IP-SAN的网络维护轻松而方便。同样，维护人员的培训工作，也不会像光纤技术培训那样庞杂而冗长。

设想一下，一个大型企业的IT部门引入了一项新技术，并以此构建了底层的大型存储系统。却不需要调整现有的网络和主机，不需要改变应用软件，不需要增加管理工具，甚至不需要过多的技术培训。现有的网络管理工具和人员，完全可以应付这一切。这是一个多么诱人的系统升级方案！

与存储隧道技术相比，本地IP存储技术具有显着的优势。首先，一体化的管理界面，使得IP-SAN可以和IP网络完全整合。其次，用户在这一技术中，面对的是非常熟悉的技术内容：IP协议和以太网。而且，各种IP通用设备，保证了用户可以具有非常广泛的选择空间。事实上，由于本地IP存储技术的设计目标，就是充分利用现有设备，传统的SCSI存储设备和光纤存储设备，都可以在IP-SAN中利用起来。

本地IP存储技术，更进一步的模糊了本地存储和远程存储的界限。在IP-SAN中，只要主机和存储系统都能提供标准接口，任何位置的主机就都可以访问任何位置的数据，无论是在同一机房中，相隔几米，还是数公里外的异地。访问的方式可以是类似NAS结构中，通过NFS、CIFS等共享协议访问，也可以是类似本地连接和传统SAN中，本地设备级访问。

随着带有IP标准接口的存储设备的出现，用户可以单纯使用本地IP存储技术，来扩展已有的存储网络，或构建新的存储网络。以千兆以太网甚至万兆以太网为骨干的网络连接，保证了本地IP存储网络，能够以令人满意的效率工作。

选择哪一种技术

无论在哪个方面，用户总是要面对这样的问题。答案又总是，明确需求，从实际出发。简单的讲，存储隧道技术很好的利用了现有的IP网络，来连接距离较远的各个“SAN岛屿”。例如，对存储服务供应商来说，如果想向已经建有光纤SAN的用户，提供数据看护服务，存储隧道技术就是非常好的选择。

一些用户期望自己的IT系统具有很高的集成度，这一点是存储隧道技术难以达到的，而本地IP存储技术在这方面，具有相当强的竞争力。同时，这项技术也是实现从光纤SAN平滑升级到IP-SAN的最好选择。所以，越来越多的存储和网络厂商，开始对本地IP存储技术提供投入和支持。

浅析IP存储技术三大类

越来越多的用户认识到IP存储高度的整合架构和优越的性价比，除了被很多中小企业用户接受，在更多的中高端领域里也有很多颇具说服力的实施案例。下面就IP存储技术解析。

用户期望自己的IT系统具有很高的集成度，这一点是存储隧道技术难以达到的，而本地IP存储技术在这方面，具有相当强的竞争力。同时，这项技术也是实现从光纤SAN平滑升级到IP-SAN的最好选择。下面就分别介绍下这三点技术。

光纤通道的高性价比替代技术

存储设备和技术正趋于融合，按照存储虚拟化理想的架构，现在的光纤和SCSI磁盘阵列、NAS文件服务器、磁带库等设备都可以运行在一个统一标准的架构中。IP存储（StorageoverIP简称为SoIP）——在IP网络中传输块级数据——使得服务器可以通过IP网络连接SCSI设备，并且像使用本地的设备一样，不用关心设备的地址或位置。而网络连接则是以IP和以太网为骨干的，这令人联想起今天耳熟能详的存储域网（SAN）结构，只是以廉价而成熟的IP和以太网技术，替代了光纤通道技术。

由于既有的成熟性和开放性，IP存储技术使企业在制订和实现“安全数据存储”的策略和方案时，有了更多的选择。例如远程的数据备份、数据镜像和服务器集群等领域，IP存储的介入都可以大大丰富其内容。同时，IP存储也消除了企业IT部门在设计传统SAN方案时，必须面对的产品兼容性和连接性方面的问题。最重要的是，基于IP存储的新型“SAN”，兼具了传统SAN的高性能和传统NAS的数据共享优势，为新的数据应用方式提供了更加先进的结构平台。

在过去的一年中，存储和网络厂商的注意力，主要集中在IP存储技术的两个方向——存储隧道（Storagetunneling）和本地IP存储（NativeIP-basedstorage）。下面是这两个方面的一些概况。

存储隧道技术

顾名思义，存储隧道技术将IP协议作为连接异地两个光纤SAN的隧道，用以解决两个SAN环境的互联问题。光纤通道协议帧被包裹在IP数据包中传输。数据包被传输到远端SAN后，由专用设备解包，还原成光纤通道协议帧。

由于这种技术提供的是两个SAN之间点到点的连接通信，从功能上讲，这是一种类似于光纤的专用连接技术。因此，这种技术也被称为黑光纤连接（Darkfiberopticlinks）。由于其专用性，使得这种技术实现起来成本较高，缺乏通用性，而且较大的延迟也对性能造成一定影响。其最大的优势在于，可以利用现有的城域网和广域网。这一优势，正好为炒作的沸沸扬扬，但至今无法充分利用的宽带资源，提供用武之地。同时，虽然IP网络技术非常普及，其管理和控制机制也相对完善，但是，利用IP网络传输的存储隧道技术，却无法充分利用这些优势。其原因主要在于嵌入IP数据包中的光纤通道协议帧。IP网络智能管理工具不能识别这些数据，这使得一些很好的管理控制机制无法应用这种技术，如目录服务、流量监控、QoS等。因此，企业IT部门的系统维护人员，几乎不可能对包含存储隧道的网络环境，进行单一界面的统一集中化管理。

目前的存储隧道产品还有待完善，与光纤通道SAN相比，只能提供很小的数据传输带宽。例如，一个在光纤SAN上，用两到三个小时可以完成的传输过程，在两个光纤SAN之间以OC-3标准传输大约需要14个小时。这是目前存储隧道产品比较典型的传输速度。当然，这样的性能表现，不会限制该技术在一些非同步功能中的应用。如远程的数据备份，就不一定需要很高的数据传输带宽。

总之，存储隧道技术借用了一些IP网络的成熟优势，但是并没有去掉复杂而昂贵的光纤通道产品。

本地IP存储技术

本地IP存储将现有的存储协议，例如SCSI和光纤通道，直接集成在IP协议中，使存储和网络可以无缝融合。当然，这并不是指，可以在企业IT系统中，把存储网络和传统的LAN，在物理上合并成一个网络。而是指在传统的SAN结构中，以IP协议替代光纤通道协议，来构建结构上与LAN隔离、技术上与LAN一致的新型SAN系统——IP-SAN。这种IP-SAN中，用户不仅可以在保证性能的同时，有效降低成本，而且，以往用户在IP-LAN上获得的维护经验、技巧都可以直接应用在IP-SAN上。俯拾即是的IP网络工具，使IP-SAN的网络维护轻松而方便。同样，维护人员的培训工作，也不会像光纤技术培训那样庞杂。

设想一下，一个大型企业的IT部门引入了一项新技术，并以此构建了底层的大型存储系统，却不用调整现有的网络和主机，不用改变应用软件，不用增加管理工具，甚至没有过多的技术培训。现有的网络管理工具和人员，完全可以应付这一切。这是一个多么诱人的系统升级方案！

与存储隧道技术相比，本地IP存储技术具有显着的优势。一是，一体化的管理界面，使得IP-SAN可以和IP网络完全整合。二是，用户在这一技术中，面对的是非常熟悉的技术内容：IP协议和以太网。而且，各种IP通用设备，保证了用户有非常大的选择空间。事实上，由于本地IP存储的设计目标，就是充分利用现有设备，传统的SCSI存储设备和光纤存储设备，都可以在IP-SAN中利用起来。

本地IP存储技术，更进一步模糊了本地存储和远程存储的界限。在IP-SAN中，只要主机和存储系统都能提供标准接口，任何位置的主机就都可以访问任何位置的数据，无论是在同一机房中的相隔几米，还是数公里外的异地。访问的方式可以是在类似NAS结构中，通过NFS、CIFS等共享协议访问，也可以是在类似本地连接和传统SAN中，本地设备级访问。

随着带有IP标准接口的存储设备的出现，用户可以单纯使用本地IP存储技术，来扩展已有的存储网络，或构建新的存储网络。以吉比特以太网甚至10吉比特以太网为骨干的网络连接，保证了本地IP存储网络，能够以令人满意的效率工作。

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