在存儲連接技術(shù)發(fā)展的歷史過程中,從IDE(ATA)、SCSI,到FC、SATA和SAS,以及近來頗受關(guān)注的SSD,人們在享受著技術(shù)發(fā)展帶來的高性能、高傳輸速度和更好的連接性的同時,也不斷目睹著一代技術(shù)的消亡和新一代技術(shù)的崛起。伴隨著每一代技術(shù)的更迭替換,人們也在爭論和思考:誰將是這場競爭的贏家?
目前,圍繞著SAS(Serial Attached SCSI,串行連接SCSI)和FC(Fiber Channel,光纖通道)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢,業(yè)界一直頗有爭議。支持SAS技術(shù)的人認為,作為SCSI脫胎換骨的升級技術(shù),SAS有望在未來取代FC技術(shù)而獨霸高端磁盤市場;而FC技術(shù)的支持者則宣稱,F(xiàn)C在技術(shù)上的先進性仍然毋庸置疑。
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(shù)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(lǐng)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(shù),使市場格局發(fā)生了改變。它從最初被質(zhì)疑是否是代表了未來發(fā)展趨勢的技術(shù),發(fā)展到今天成為光纖通道技術(shù)的強大對手,并已經(jīng)顯現(xiàn)出將取代光纖通道的大趨勢。
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(guān)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(chǔ)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(shù)成熟穩(wěn)定,但由于采用并行傳輸接口技術(shù),因此在外部接口帶寬進一步提升方面受到限制。SAS技術(shù)正是采用了串行傳輸接口技術(shù)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。
SAS技術(shù)誕生于2004年,其第一代技術(shù)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(shù)發(fā)布,按照SCSI商業(yè)協(xié)會公布的SAS技術(shù)發(fā)展路線圖,到2012年,其速度將達到12Gbps。因此,從技術(shù)的角度看,采用SAS技術(shù)的SAS磁盤將擁有廣闊的發(fā)展前景。
雖然人們在設(shè)計存儲系統(tǒng)時,性能和可用性仍然是企業(yè)用戶關(guān)心的主要方面,但是,毫無疑問,成本也已經(jīng)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(guān)注,尤其是在全球經(jīng)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。
SAS應用范圍還將拓展到整個數(shù)據(jù)中心,廣泛的應用領(lǐng)域也將進一步推動SAS磁盤和技術(shù)的發(fā)展。
光纖通道前景不妙
光纖通道技術(shù)的主要應用領(lǐng)域在于磁盤驅(qū)動器接口和存儲網(wǎng)絡。在磁盤驅(qū)動器接口方面,盡管光纖磁盤具有4Gbps的傳輸速度,但第二代6Gbps SAS的問世,使其遭受了沉重的打擊。6Gbps SAS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?shù)男阅芎透偷膬r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。
固態(tài)硬盤(SSD)的出現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù),所用的存儲設(shè)備即為0級的SSD、1級的15krpm 2.5英寸SAS磁盤、2級的7200rpm 2TB SATA,組成三級存儲。這從一個側(cè)面說明,主流存儲廠商已經(jīng)開始拋棄光纖磁盤而擁抱SAS了。
根據(jù)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,6Gbps SAS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(jù)說未來的SAS會在這方面加以改進。
在存儲網(wǎng)絡方面,光纖通道仍然是主流的存儲網(wǎng)絡協(xié)議,即使后端的磁盤驅(qū)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(wǎng)絡的協(xié)議,這將會變?yōu)榇蠖鄶?shù)企業(yè)的解決方案。
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3Gbps SAS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(shù)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Hitachi AMS 2000 系列產(chǎn)品為例,它們采用SAS設(shè)計,就磁盤存取總帶寬而言,任何采用光纖通道后臺技術(shù)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(gòu)的AMS 2000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(shù)。全雙工能夠讓任何設(shè)備同時發(fā)送和接收I/O數(shù)據(jù),它始終是人們優(yōu)選的方法。然而對光纖通道來說,根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同,它可能是全雙工,也可能是半雙工。
原因之二:更好的可用性
在當今市場,可用性是人們非常關(guān)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(xiàn)故障,系統(tǒng)監(jiān)控工具就會立即發(fā)現(xiàn)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(xiàn)哪里出現(xiàn)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。
此外,SAS允許內(nèi)置更高的冗余。例如,AMS 2000系列產(chǎn)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(xiàn)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(shù),所以,與采用并行技術(shù)的ATA和SCSI磁盤相比,數(shù)據(jù)傳輸速度更快。
SATA在ATA的基礎(chǔ)上進行了擴展,并將繼續(xù)成為磁盤接口的主流技術(shù),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(chǔ)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(shù)。
現(xiàn)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(jù)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(nèi),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。
例如,AMS 2000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(nèi)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(nèi),然而,它們需要進行從光纖通道向SATA的I/O轉(zhuǎn)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(shù)一爭高下。SAS逐漸替代光纖接口技術(shù)已經(jīng)成為存儲行業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)趨勢,這一趨勢能否變?yōu)楝F(xiàn)實,則完全取決于各個存儲廠商,尤其是主流廠商能否在SAS技術(shù)部署上先發(fā)制人,并說服客戶為此買單。
技術(shù)上的推陳出新推動著IT應用的成熟以及整個行業(yè)的發(fā)展,這是技術(shù)演變的趨勢,也是歷史發(fā)展的規(guī)律。從SAS技術(shù)當前的表現(xiàn)來說,無可否認SAS取代FC成為企業(yè)級存儲的主角正逐步成為現(xiàn)實。