光纖磁盤即將終結

光纖磁盤即將終結第1頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月在過去的10年間，高端磁盤市場一直被光纖磁盤所主宰，其技術為人們所稱道，并占有很大的市場份額，尤其是在企業(yè)存儲領域。雖然它并沒有完全取代速度較慢的SCSI，但它很快就成為了高性能和高可用性的象征。然而，天有不測風云，誕生于2004年的SAS技術，使市場格局發(fā)生了改變。它從最初被質疑是否是代表了未來發(fā)展趨勢的技術，發(fā)展到今天成為光纖通道技術的強大對手，并已經顯現出將取代光纖通道的大趨勢。第2頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月SAS勢不可擋目前，在主流的企業(yè)級存儲系統(tǒng)中，磁盤類型主要有SAS磁盤、FC磁盤和SATA磁盤。其中，SATA磁盤性能較低，同時價格也較低，但單盤容量較高，一般用于對容量需求較大但對性能要求不高的場合，或配置在分層存儲中的二層或三層存儲中；而SAS磁盤和FC磁盤由于具備極高的性能和可用性，通常被用于企業(yè)系統(tǒng)關鍵的核心應用中。這三類磁盤的主要差別在于性能、容量和價格，在可靠性上差別不大。SAS磁盤是從SCSI磁盤的基礎上發(fā)展而來的，SCSI磁盤是傳統(tǒng)的企業(yè)級磁盤，從1981年誕生以來應用非常廣泛，技術成熟穩(wěn)定，但由于采用并行傳輸接口技術，因此在外部接口帶寬進一步提升方面受到限制。SAS技術正是采用了串行傳輸接口技術的SCSI，因此，它既繼承了SCSI磁盤的高可靠性、穩(wěn)定性、易管理性和兼容性等優(yōu)點，同時又解決了SCSI磁盤接口帶寬提升受阻的問題，是新一代更優(yōu)秀的企業(yè)級磁盤。第3頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月SAS技術誕生于2004年，其第一代技術的傳輸速度為3Gbps，之后，在2008年第四季度，速度為6Gbps的第二代SAS技術發(fā)布，按照SCSI商業(yè)協(xié)會公布的SAS技術發(fā)展路線圖，到2012年，其速度將達到12Gbps。因此，從技術的角度看，采用SAS技術的SAS磁盤將擁有廣闊的發(fā)展前景。雖然人們在設計存儲系統(tǒng)時，性能和可用性仍然是企業(yè)用戶關心的主要方面，但是，毫無疑問，成本也已經成為一個具有影響力的推動因素。實際上，隨著當前人們對成本的關注，尤其是在全球經濟復蘇階段，人們大大提高了對SAS的興趣，并把它看做是比光纖磁盤更實惠的替代方案。SAS磁盤除了應用在磁盤陣列外，還廣泛應用于服務器。LSI公司的一位高層曾預測，SAS將會走進100%的工業(yè)標準服務器中，并會成為首選的外部磁盤存儲系統(tǒng)的磁盤接口，與此同時，SAS也會在未來廣泛用于從主機端到外部存儲的連接。而光纖磁盤則由于其接口原因，只能應用于磁盤陣列。第4頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月SAS應用范圍還將拓展到整個數據中心，廣泛的應用領域也將進一步推動SAS磁盤和技術的發(fā)展。光纖通道前景不妙光纖通道技術的主要應用領域在于磁盤驅動器接口和存儲網絡。在磁盤驅動器接口方面，盡管光纖磁盤具有4Gbps的傳輸速度，但第二代6GbpsSAS的問世，使其遭受了沉重的打擊。6GbpsSAS明顯具有優(yōu)勢，它仰仗6Gbps的高速帶寬，并提供與光纖磁盤相當的性能和更低的價格，因此，光纖磁盤在這場競爭中只能甘拜下風。同時，由于SCSI商業(yè)協(xié)會公布的SAS未來發(fā)展路線圖指明了到2012年SAS的速度將達到12Gbps，而光纖通道盡管在4Gbps之后有8Gbps、16Gbps甚至32Gbps，可硬盤廠商并沒有計劃支持4Gbps光纖磁盤之后的升級。第5頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月固態(tài)硬盤（SSD）的出現并得到廠商支持，也在某種程度上侵占了光纖磁盤的市場份額，尤其在一些高端應用中，用戶可能考慮用SSD替代光纖磁盤，或在分級存儲中，用SSD+SAS（或再+SATA）來組成二級或三級存儲系統(tǒng)。日前，日立數據系統(tǒng)（HDS）公司發(fā)布了其高端企業(yè)存儲陣列升級版VSP，其中采用了分級存儲技術，所用的存儲設備即為0級的SSD、1級的15krpm2.5英寸SAS磁盤、2級的7200rpm2TBSATA，組成三級存儲。這從一個側面說明，主流存儲廠商已經開始拋棄光纖磁盤而擁抱SAS了。根據Gartner的市場分析和預測，SATA磁盤2009年的出貨量為1530萬臺，到2013年，將達到2120萬臺；SAS硬盤將從2009年的1750萬臺增長為2013年的2810萬臺；而光纖磁盤2009年的出貨量為710萬臺，之后將急劇下降，到2013年年底將徹底退出市場；另外，企業(yè)級SSD將會從2009年的28.1萬臺成長為2013年的530萬臺。與SAS相比，光纖通道的優(yōu)勢在于連接距離，6GbpsSAS的連接距離是10m，而光纖通道的連接距離則是10km，不可同日而語，只是這一優(yōu)勢的用武之地并不多。據說未來的SAS會在這方面加以改進。在存儲網絡方面，光纖通道仍然是主流的存儲網絡協(xié)議，即使后端的磁盤驅動器接口已傾向于使用SAS，存儲控制器可以使用SAS來連接后端的磁盤擴展柜，但依然會使用光纖通道來作為前端連入存儲網絡的協(xié)議，這將會變?yōu)榇蠖鄶灯髽I(yè)的解決方案。第6頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月為何選擇SAS在SAS磁盤與光纖磁盤的競爭中，SAS顯得越來越重要，其中的原因有多種，但基本上集中在三點。原因之一：SAS具有更高的價值和更好的投資回報與3GbpsSAS相比，4Gbps光纖通道通過單一I/O在單一鏈路上具有更高的吞吐能力。然而，絕大多數存儲系統(tǒng)的性能很少基于單一的I/O；相反，性能的對比需要對整個系統(tǒng)進行測量。這樣，SAS就會優(yōu)于對手。以HitachiAMS2000系列產品為例，它們采用SAS設計，就磁盤存取總帶寬而言，任何采用光纖通道后臺技術的模塊化存儲系統(tǒng)在它們面前都黯然失色。該解決方案還擁有更多的后臺鏈路，從而可以支持更多的并發(fā)I/O傳輸。對支持基于SAS的交換機架構的AMS2000而言，環(huán)路仲裁等待時間對它并沒有影響。相比之下，基于光纖通道仲裁環(huán)路（FC-AL）的系統(tǒng)由于共享共同的環(huán)路而使傳輸速度受到等待時間的影響。此外，SAS始終承諾采用全雙工技術。全雙工能夠讓任何設備同時發(fā)送和接收I/O數據，它始終是人們優(yōu)選的方法。然而對光纖通道來說，根據系統(tǒng)結構的不同，它可能是全雙工，也可能是半雙工。第7頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月原因之二：更好的可用性在當今市場，可用性是人們非常關心的一個方面。目前的系統(tǒng)基本都是7×24小時運行，一年365天沒有間斷，而系統(tǒng)發(fā)生故障是任何企業(yè)都承受不起的。因此，許多用戶不惜重金，其目的就是為了確保高可用性。與光纖通道相比，SAS不僅成本更加低廉，而且還能更有效地處理故障。它在組件層次上對故障進行報告。這意味著，如果某個SAS鏈路上的組件出現故障，系統(tǒng)監(jiān)控工具就會立即發(fā)現故障并對故障進行廣播和報告。對系統(tǒng)管理員來說，這意味著可以更快、更輕松地發(fā)現哪里出現了故障。相比之下，光纖通道無法在組件層次上報告故障。相反，它只能對環(huán)路層次上的故障進行報告。這就意味著對故障進行糾正需要更長的時間，從而使可用性水平下降。第8頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月此外，SAS允許內置更高的冗余。例如，AMS2000系列產品擁有兩個SAS擴展芯片，每個硬盤架總共可以擁有8條SAS鏈路。這意味著所有8條鏈路只有在同時出現故障的情況下才會失去與硬盤之間的連接。原因之三：與SATA共存如同SAS對SCSI磁盤來說是一個進步一樣，SATA（串行ATA）磁盤是ATA磁盤的一個革命性的進步。SATA和SAS都采用串行技術，所以，與采用并行技術的ATA和SCSI磁盤相比，數據傳輸速度更快。SATA在ATA的基礎上進行了擴展，并將繼續(xù)成為磁盤接口的主流技術，而對PC和初級服務器來說，成本是主要的考慮方面。SAS在SCSI的基礎上進行擴展，被視為企業(yè)級磁盤存儲系統(tǒng)的磁盤接口技術。現在通過SAS和SATA磁盤接口，系統(tǒng)管理員可以自由地對它們進行混合或者根據業(yè)務需求和預算情況選擇磁盤。系統(tǒng)通過SAS規(guī)范的SATA通道協(xié)議將SATA指令封裝進SAS指令集內，這樣，系統(tǒng)管理員就可以先使用SATA硬盤，在真正需要SAS硬盤的時候還可以使用SAS硬盤。第9頁，課件共10頁，創(chuàng)作于2023年2月例如，AMS2000同時支持SAS和SATA硬盤接口，并且可以讓系統(tǒng)管理員在可以容納15塊硬盤的機箱內對兩種硬盤進行混合使用，從而不僅可以簡化布線工作，而且還可以省去購買成本高昂的特殊硬盤架的成本。雖然可以通過接口加密程序或者FATA將光纖通道和SATA硬盤安裝在同一個硬盤架內，然而，它們需要進行從光纖通道向SATA的I/O轉換。這樣不僅會引發(fā)額外的成本，而且還會導致性能下降。而SAS則可以輕松克服這些缺點。在存儲業(yè)界的不斷推動和努力下，SAS將很快在可靠性和傳輸速率方面與光纖通道技術一爭高下。SAS逐漸替代光纖接口技術已經成為存儲行