自上世紀90年代以來,摩爾定律的誕生,拉開了人類歷史上的一次重大變革—-“信息技術革命”。人們利用信息技術對生產方式進行了大規模改造,使政府、企業和事業的運行方式發生了根本性的變化。與此同時,IT系統的建設也在各個維度和層面轟轟烈烈地開展起來。然而,在十多年的IT建設中,在不斷追逐“新技術新產品”的同時,IT系統建設也暴露出越來越多的問題和困惑,在2002年IT行業處于低迷的時期,很多人開始質疑是否真的需要不停地升級和更新IT設備?甚至質疑IT投資是否真的獲得了回報?問題集中體現在:


  1. 系統標準林立,造成設備的共享和資源化障礙重重。應用的建立、調整、提升往往伴隨著大量設備的拋棄和新系統的采購,浪費十分嚴重。
  2. 系統越來越復雜,管理成本急劇增高。
  3. 系統過度配置,大量資源在大多數時候處于沉睡狀態;
  4. 系統建設脫離業務實際,片面追求“技術領先”,而事實上由于產品供應商和用戶的信息不對稱,用戶所了解的“技術領先”往往來自于廠商的宣傳和包裝。

    以上問題的根本,是IT系統建設的ROI(Return Of Investment)。對于ROI的關注,促使用戶必須擺脫對技術細節和具體產品的關注,而是將注意力放在業務發展和業務實際需求上,將采購行為從單純地“技術設備采購”逐漸向“功能服務采購”轉變。用戶越來越關心“得到什么功能”,“投資是否得到充分利用”;而不是“產品是什么”或“產品的技術構成”。在IT價值鏈的分工中,用戶與供應商在逐漸清晰地明確雙方的角色—-用戶是IT資源的使用者,供應商是IT資源提供者和服務提供者。這樣的趨勢,迫使整個IT行業從過去忙于建立隱含廠商技術標準壁壘的傳統IT系統模式向新型IT應用方式轉變。這種新型IT模式的核心,是在開放標準之上的基礎架構資源化、設備資源虛擬化、應用系統獨立化、IT技術服務化。美國經濟分析家David Moschella在1997年即準確地預言了IT行業在2005年前后從以主機系統、PC、網絡為核心的增長方式,轉換為以內容為核心的增長模式,這個預言正在不折不扣地變成現實。關心應用、關心內容已成為IT使用者的關注焦點,而不是IT系統本身。從世界范圍內,我們也可以觀察到,越來越多的軟件企業正在走向互聯網服務、開放源代碼。硬件產品正匯聚成為有限的標準,快速走向融合。這充分昭示了未來五年IT行業發生的重大變革,IT產品形態、使用方式和運營管理都將隨之發生重大變化,我們將其稱之為“IT新時代”。

    華為3Com洞悉世界范圍內興起的IT新時代技術整合浪潮。SOA、網格技術、效用計算、OnDemand等新興技術和觀念,正在深刻地改變著今日IT世界的格局。傳統的計算、網絡、存儲格局,正在打破領域間的壁壘走向融合。這種融合的目標是真正為用戶提供資源化、開放標準化、服務化的新型IT應用模式,幫助用戶擺脫IT技術的困擾,更多地將注意力關注到業務的運營與增長,從IT投資中得到可持續的回報增長。IP技術作為全球公認的技術最成熟、應用最廣泛、發展最迅速、功能最豐富的IT第一標準技術體系,圍繞IP進行IT基礎架構的整合和重構充分體現了這種必然的融合趨勢。

二、存儲的歷程

    信息或數據在IT系統中,總是必然處于“計算”、“存儲”、“傳輸”三個狀態之一。這三個方面也正好對應于整個IT技術的三個基礎架構單元—-計算、存儲和網絡。

    傳統上,主機系統既負責數據的計算,也在通過文件系統、數據庫系統等手段對數據進行邏輯和物理層面的管理。然而,由于歷史發展的原因,主流操作系統多達近十種(Windows/Linux/FreeBSD/SCO UNIX/AIX/Solaris/HP-UX/IRIX)、文件系統格式也同樣令人眼花繚亂(FAT/NTFS/EXT2/EXT3/JFS/UFS/VxFS/HFS等等)。各種標準和各種版本擁擠在用戶的系統環境中,使數據被分割成雜亂分散的“數據孤島” (data island),無法在系統間自由流動,自然也就談不上設備的充分利用和資源共享。

    有鑒于此,從90年代后期,人們開始尋找存儲網絡化和智能化的方法,希望通過提高存儲自身的數據管理能力,獨立于主機系統之外,以網絡方式連接主機和存儲系統,以設備資源透明的方式為計算提供數據服務。從而,將數據管理的職能,從標準混亂、應用負荷沉重的主機中分離出來。從1997年FC協議的標準公布開始,以SAN(存儲域網)的建設為代表,IT行業開始了計算與存儲分離的探索。

    在這個探索的過程中,人們發現,數據管理的內涵遠遠超出原先的預想。在完成了簡單的RAID管理、存儲硬件設備管理的功能后,數據快照、遠程復制、NAS文件共享服務、法規遵從等各種數據應用需求應運而生,極大地豐富了數據管理的手段和方法。存儲,也從此擺脫了簡單的設備角色,獲得了以提供數據管理為目的的獨立系統地位。因此,存儲的本質,是為IT系統提供數據管理服務。在整個IT系統中,存儲扮演基礎架構的角色。

    在計算與存儲分離的實踐中,人們逐漸發現,性能、容量這些比較明顯易見的存儲系統要求,并不是對一個獨立存儲系統的全部要求,甚至不是主要要求。要達到存儲系統獨立的數據管理目標,對存儲系統的特性有如下幾個方面的要求,按照重要性排列分別是:

    1、可靠性 Availability

    數據集中到存儲系統中,必然對系統設備的可靠性提出更高的要求。同時需要建立數據備份、容災系統進行配合,提高數據安全性。

    2、可擴展性 Scalability

    網絡時代業務發展的不確定性和數據的高速膨脹,對獨立于計算系統之外的存儲系統,必然提出高可擴展性的要求。這種擴展性并非是簡單的容量擴展,同時還必須包括數據處理能力、數據交換帶寬和數據管理功能的擴展。

    3、兼容性 Compatibility

    雖然存儲系統已分離于計算系統之外,但今天主機系統對數據的使用方式,仍舊以文件系統、數據庫系統為主要手段。存儲系統要適應各種主機系統的數據I/O要求,就必須能夠兼容各種操作系統、文件系統、數據庫系統等各種傳統數據管理手段。

    4、可管理性 Management

    支持各種主流的管理協議和管理架構,能夠與網絡、計算等各種設備統一管理和集中管理,能夠在各種復雜的環境中實現方便統一的設備和數據管理功能。

    5、性能 Performance

    能夠根據不同應用類型要求,提供帶寬、IOPS(IO Per Second,每秒IO操作數)、OPS(Operations Per Second,每秒并發操作數)、ORT(Overall Response Time,總響應時間)等不同指標側重點的性能服務。高端系統還應能夠對系統性能進行動態的擴展和調整。

    6、功能 Function

    各種數據遷移、數據分發、數據版本管理、數據復制、在線擴容等數據管理功能。

    在過去8年以FC協議為主的SAN存儲系統建設中,人們逐漸發現FC協議雖然基本解決了傳輸速度和擴大容量的問題,卻難以完全承擔起存儲系統獨立化的重任,表現在以下幾個方面:

    1、FC協議發展時間短,投入研究和開發的廠商很少。大部分巨型廠商如IBM、HP、Intel、微軟等重要力量均未投入FC的研發和協議推進,僅僅停留在被動使用的角色。這使得FC協議發展緩慢,價格昂貴。在過去8年中,真正商用化的FC協議,僅僅從1GB發展到了4GB,遠遠落后于IT其他領域(計算、網絡)的發展速度。而單位價格卻遠遠高于行業平均水平(FC每端口價格在5000人民幣以上,而千兆以太網每端口價格僅在600元左右?。?。成本高昂,使得存儲產品廠商不得不采用性能功能配置不合理、較差的體系結構來設計產品。典型的就是目前中端產品普遍使用的“雙控制器環路結構”。

    2、由于參與核心技術開發的廠商少,使FC協議的完善大大滯后于市場需要。到今天為止,主要的3、4家FC交換機的供應商,仍然無法將各自的FC交換機互聯,更不用說級聯、堆疊這樣的復雜應用。FC的主機通道卡(HBA)、FC交換機、FC存儲設備分屬不同陣營,加上不同的主機操作系統差異。使FC SAN的建立過程充滿了標準沖突,絕大多數部署和管理過FC-SAN的用戶都深切體會到FC-SAN的復雜、難以管理和兼容性差。因此,FC SAN無論從設備成本和管理成本上,還是從技術支撐能力看,都很難真正構建起一個支撐整個計算環境的數據平臺。

    3、FC協議的設計,是以局域環境SAN為假想使用場景。協議大幅度刪減了傳輸管理、堆疊擴展、傳輸安全控制、路由、遠程傳輸等網絡協議的必須內容,以獲得單方面的性能提高。1Gb的傳輸能力,在1997年,的確創造了一個高效率傳輸的榜樣。但隨著網絡應用的突飛猛進,廣域環境應用、Internet應用的飛速增長,存儲的數據管理從局域環境向廣域、跨SAN進化的時候,FC協議暴露出越來越多的缺陷和問題。缺乏行業廣泛支持基礎的FC,正面臨令牌環、ATM等類似協議同樣的尷尬處境。

    4、FC行業的封閉性,使得從業廠商很多將產品視為套牢用戶數據的圈套。在用戶初次采購設備后,將大量的后續數據管理,如擴容、升級、備份、遠程容災等必然陸續出現的需求作為提款機,限制用戶只能在本廠商產品范圍內選擇。

    因此,存儲系統獨立于計算系統之外的革命,由于FC協議本身缺陷提供的方便之門和從業廠商的利益最大化導向,并沒有很好地達到建立SAN系統對數據進行統一管理,提高設備整體使用效益的目的。反而,由于產品在功能、結構、兼容性方面的問題,在原本就復雜的IT系統中引進了標準更加雜亂、廠商標準更加封閉、缺乏一致性的又一個IT單元。

    在存儲以SAN的名義獨立走上IT舞臺的同時,IP和以太網技術在網絡領域突飛猛進,在同樣1997-2005的8年中,主流商用協議標準從10M發展到了10G,整整提升了1000倍,行業的發展動力和技術標準的成熟性已無可爭辯。IP技術已經成為整個IT行業中最成熟、最開放、發展最迅速、成本最低、管理最方便的數據通訊方式。在經歷了FC-SAN發展的過渡性嘗試后,整個行業開始考慮將FC傳輸技術替代為更加成熟可靠、成本更低的IP技術,以適應廣域網數據應用、大規模服務器數據集中、海量數據存儲等應用對新一代存儲系統的要求,同時為“隨需應變”的IT新時代到來,奠定堅實的開放化標準基礎。2003年,以IBM等公司共同發起的iSCSI(Internet SCSI)協議,通過IETF組織的審議,公布為RFC標準。iSCSI協議實際就是將標準的SCSI存儲訪問指令,打包到TCP/IP中進行傳輸。


    iSCSI標準一經公布,就以其低成本、高可管理性、天然的跨廣域數據傳輸和管理能力、海量組網能力得到了業界的青睞。微軟2003年同年,宣布對iSCSI技術的免費支持,所有驅動內置到Windows操作系統,可免費下載。以Intel為代表的業內十多家重量級硬件公司也紛紛宣布支持iSCSI技術?;趇SCSI協議構建的IP存儲,已嶄露頭角,成為新一代存儲系統的標準,成為IT新時代圍繞IP技術進行的網絡與存儲融合的標志性技術。

    由于將SCSI數據傳輸的基礎從封閉昂貴的FC協議轉移到IP之上,使存儲系統突破了長期困擾的兼容性、成本和管理性桎梏,使存儲網格、廣域數據傳輸、大規模服務器數據集中、遠程容災、高性能交換式存儲架構等存儲技術脫下昂貴的外衣,成為廣大行業客戶均能輕松獲得的最新存儲技術。


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