以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議(AoE)

通過(guò)閱讀本文您將了解基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議(AoE)。之后筆者會(huì)向您介紹為什么AoE協(xié)議最后會(huì)成為Coraid業(yè)務(wù)的未來(lái)展望，以及10個(gè)有關(guān)ATA在以太網(wǎng)上傳輸?shù)氖畟€(gè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議(AoE)起初是由幾位來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員設(shè)計(jì)的一項(xiàng)開(kāi)源社區(qū)計(jì)劃。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，這也是一家在AoE存儲(chǔ)陣列市場(chǎng)上的大公司。除了Coraid之外，還有另外的一些小公司也支持這項(xiàng)協(xié)議，他們都有一些開(kāi)源存儲(chǔ)方面的專家參與其中。

　　這個(gè)協(xié)議的支持者聲稱ATA傳輸協(xié)議以其基本設(shè)計(jì)上的優(yōu)越性，可以實(shí)現(xiàn)以較低的成本在提升傳輸?shù)目煽啃院托阅?。基于以太網(wǎng)的ATA傳輸基本原則就是簡(jiǎn)單，如同在局域網(wǎng)的傳輸性能，此外，過(guò)去的一些傳統(tǒng)意義上對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的假設(shè)也將被新協(xié)議所取代。

　　當(dāng)然，將存儲(chǔ)聚合到網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)不是什么新鮮的東西：IT架構(gòu)師們?cè)谶^(guò)去的近20年里，一直都在使用NAS設(shè)備，這就是通過(guò)NFS或者SMB也是CIFS協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如今iSCSI協(xié)議也作為光纖交換FC的替代品用于存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)上?；谝蕴W(wǎng)的光纖通道(FCoE)也是將存儲(chǔ)聚合到網(wǎng)絡(luò)上的有力體現(xiàn)，然而這并不是我們的唯一選擇，AoE存在的時(shí)間其實(shí)比FCoE更久。

　　有關(guān)AoE的十項(xiàng)小知識(shí)

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸對(duì)許多企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)師來(lái)說(shuō)不一定非常熟悉，但是但凡使用過(guò)AoE的人都會(huì)非常喜歡它。下面我們將一起分享有關(guān)AoE的十項(xiàng)小知識(shí)：

　　1)基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議已經(jīng)問(wèn)世十年有余，并且是開(kāi)放式的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

　　2)Coraid公司是這項(xiàng)協(xié)議的主要支持者，但是其他的公司仍然會(huì)銷售一些與之兼容的硬件產(chǎn)品。

　　3)在不封裝的前提下，AoE的客戶端會(huì)將I/O請(qǐng)求分割成以滿足最大傳輸單元同等長(zhǎng)度的大小。

　　4)基于以太網(wǎng)的ATA傳輸模式是無(wú)連接的傳輸模式并且不會(huì)使用序號(hào)，使用的是每個(gè)請(qǐng)求的標(biāo)簽來(lái)保證I/O傳輸?shù)恼！?/p>

　　5)目標(biāo)端或者LUN通常是通過(guò)數(shù)字來(lái)識(shí)別存儲(chǔ)陣列，而網(wǎng)絡(luò)可以兼容更多的客戶端和目標(biāo)。

　　6)包重發(fā)也是有這個(gè)協(xié)議完成的，通過(guò)加標(biāo)記來(lái)消除請(qǐng)求“次序打亂”上出現(xiàn)的問(wèn)題。

　　7)在不用特殊協(xié)議或者配置的情況下，AoE協(xié)議可以支持多個(gè)主機(jī)發(fā)起、網(wǎng)絡(luò)連接和目標(biāo)端。

　　8)AoE協(xié)議本身并沒(méi)有安全上的限制：盡管基于網(wǎng)卡地址的訪問(wèn)控制列表已經(jīng)配置好，但因?yàn)樗麄儽旧頉](méi)有有關(guān)會(huì)話的控制，因此任何人都可以往任何存儲(chǔ)系統(tǒng)里面寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

　　9)基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議也是不能路由的，因此僅限于本地網(wǎng)絡(luò)上。

　　10)從實(shí)際角度考慮，幾乎任何的硬件都可以用于AoE，從基本的LOM口到客戶的交換機(jī)再到企業(yè)的設(shè)備上。

　　對(duì)于基于以太網(wǎng)的光纖通信來(lái)說(shuō)，也許種類繁多差別也不小，然而對(duì)于基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議來(lái)說(shuō)，他們使用的幾乎是同一種全新的數(shù)據(jù)中心協(xié)議：這種協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)將現(xiàn)有的ATA存儲(chǔ)協(xié)議之間轉(zhuǎn)換成為基于以太網(wǎng)的協(xié)議而不選擇高層協(xié)議，如我們所熟悉的基于TCP/IP協(xié)議的iSCSI協(xié)議等。

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議或成為SAS協(xié)議的替代品

　　作為iSCSI和FCoE兩種協(xié)議的核心部分，SCSI，期初是被設(shè)計(jì)為在一個(gè)可信賴的鏈路中傳輸?shù)?，而不是在一個(gè)多鏈接不可預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，比如以太網(wǎng)。在FCoE背后使用的技術(shù)也僅僅是為了讓以太網(wǎng)變得更為可靠也讓傳輸于其上的光纖傳輸變得更有可預(yù)見(jiàn)性，也讓iSCSI在TCP協(xié)議中傳輸時(shí)一旦出錯(cuò)，可以自己重新嘗試連接。

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議相比而言，就更像是為以太網(wǎng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。AoE并不是基于連接的，因此如果在網(wǎng)絡(luò)上I/O可以包含更多的數(shù)據(jù)包和鏈接，性能自然也會(huì)更好一些。AoE協(xié)議有著它自己的類似于TCP協(xié)議的擁塞避免系統(tǒng)，并且能很好的用于改變網(wǎng)絡(luò)情況。

　　將Coraid公司的產(chǎn)品用于大規(guī)模存儲(chǔ)

　　使用這項(xiàng)技術(shù)的主要案例是用于成本低廉、容量較大的存儲(chǔ)上?；谝蕴W(wǎng)的ATA傳輸?shù)目蛻舳丝梢詫?shí)現(xiàn)無(wú)縫的將存儲(chǔ)映射到多個(gè)存儲(chǔ)陣列中，并且相比于FCoE和iSCSI協(xié)議或者NFS協(xié)議而言，所需要的運(yùn)算資源也相對(duì)較少。這大大的簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)陣列、主機(jī)驅(qū)動(dòng)并且也顯著的降低了成本。

　　我所遇到過(guò)的少數(shù)的AoE用戶將它作為SAS的替代品用于卷存儲(chǔ)管理中，比如能夠?qū)oraid公司的陣列放在一起實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。與此同時(shí)，他們也會(huì)大量宣傳在可擴(kuò)展性方面的特性，并且聲稱他們能做到將以太網(wǎng)的每一條鏈路都充分利用起來(lái)。

　　一家金融公司的管理員抱怨說(shuō)，他可以以臭名昭著來(lái)形容基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議，他說(shuō)，“它擴(kuò)張的速度簡(jiǎn)直是太可怕了，就好像把所有的應(yīng)用和數(shù)據(jù)全部都捆綁在了一起。”

　　在俄亥俄州某市的一個(gè)使用Coraid EtherDrive產(chǎn)品的案例中，我們能夠看到基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議的妙用，在案例中他們使用了這項(xiàng)技術(shù)滿足了隨著校區(qū)擴(kuò)大多媒體文件存儲(chǔ)的需求。這就成為了一個(gè)以AoE技術(shù)贏得客戶的經(jīng)典案例。

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議的命運(yùn)注定已經(jīng)和Coraid公司的前景聯(lián)系在了一起。我們不去考慮技術(shù)上的局限性，這對(duì)于一家企業(yè)來(lái)說(shuō)，將他們的命運(yùn)放在一個(gè)不太常見(jiàn)且適用范圍也很局限的協(xié)議上是否是一個(gè)明智的決定?這是一個(gè)值得我們考慮的問(wèn)題。

　　Coraid公司比其他人都更能堅(jiān)持，新的管理團(tuán)隊(duì)最近也獲得了一筆新的風(fēng)投。Coraid公司的存儲(chǔ)陣列價(jià)格相對(duì)低廉，并且實(shí)施起來(lái)也不會(huì)非常復(fù)雜。雖然在新舊存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行遷移切換可能或帶來(lái)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)然而基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議在作為解決方案與SAS、iSCSI或者FC整合起來(lái)并不是一件難事情。

　　在基于以太網(wǎng)ATA傳輸協(xié)議的支持和整合性上仍有挑戰(zhàn)

　　服務(wù)器上的支持是一個(gè)可以考慮的問(wèn)題。軟件驅(qū)動(dòng)也許到處都有，但是基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議并不是廣泛支持的，除了我們所知的Linux和OpenBSD操作系統(tǒng)之外。VMware的ESX操作系統(tǒng)在AoE的高可用性和擴(kuò)展性方面是一個(gè)很好的平臺(tái)，但卻沒(méi)有合適ESX操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序。與之相仿，存儲(chǔ)虛擬化方面和數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)方面也并不是直接支持基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議，目前所支持的知名產(chǎn)品僅有賽門鐵克公司的Veritas Storage Foundation。

　　更嚴(yán)重的問(wèn)題是在和其他產(chǎn)品的兼容性上。VMWare管理員希望能夠讓vCenter和vStorage的API能夠與之相兼容，然而并沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。Coraid存儲(chǔ)陣列也缺乏精簡(jiǎn)配置、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除功能以及分層存儲(chǔ)的功能。公司也許會(huì)反擊說(shuō)，價(jià)格上有這么大的優(yōu)勢(shì)在其他方面自然也不會(huì)那么全面，但如果連快照和復(fù)制功能都沒(méi)有的話，那么確實(shí)很讓人擔(dān)憂了。

　　在去年的時(shí)候Coraid公司發(fā)布了一系列基于10GbE速率的SAN產(chǎn)品，這個(gè)系列的產(chǎn)品能夠在同一套系統(tǒng)上支持SAS、SATA和SSD協(xié)議，推出這款產(chǎn)品的意義在于針對(duì)虛擬化市場(chǎng)以及云存儲(chǔ)環(huán)境。這幾款Coraid產(chǎn)品都是基于較高的性能平臺(tái)的。除此之外，Coraid公司也有自己的入門級(jí)的SR系列存儲(chǔ)陣列產(chǎn)品，入門級(jí)的產(chǎn)品中僅能支持SATA協(xié)議和千兆以太網(wǎng)。

　　然而，如果基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議需要獲得更多的市場(chǎng)任何，除了在廉價(jià)的存儲(chǔ)成本之外還需要做很多的努力。但由于實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)是基于開(kāi)源社區(qū)，并且公司相對(duì)年輕，是否能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，目前還是一個(gè)未知數(shù)。