iSCSI呼喚混搭,終獲SAS成全

二十年前,《穿Prada的女魔頭》原型Anna Wintour初掌《VOGUE》大權,擔任主編的第一期雜誌,就在封面上將40美元一條的牛仔褲與1萬美元的T恤衫配在一起。這種在當時看來非常激進的“混搭”,如今已經極爲常見,不僅是檢驗“潮人”的標準,對買不起太多奢侈品牌的工薪階層也頗具實用價值。
與時尚圈的潮人相比,IT業界的某些人頭腦顯然不夠靈活。他們的思維似乎還停留在“廉價就是低端”的層次,認爲廉價的技術只能與同樣廉價的技術相配,嚴重缺乏“混搭”的概念。
舉例來說,與FC(Fibre Channel,光纖通道)相比,iSCSI是廉價的,SATA也是廉價的。於是乎,iSCSI陣列配SATA硬盤驅動器(iSCSI + SATA)簡直如同“天經地義”一般,特別是在兩三年前,基於SCSI硬盤驅動器的iSCSI存儲系統屈指可數。
從技術的角度來看,iSCSI陣列不用FC-AL(Fibre Channel Arbitrated Loop,光纖通道仲裁環路)硬盤驅動器是很正常的,畢竟取代FC本是iSCSI的目標之一。但實際上,成本或許是更爲重要的因素,由於SCSI與FC硬盤驅動器有着相同的機械部件和相近的電路總成,價格都明顯高於SATA硬盤驅動器,所以也難以在iSCSI陣列中覓得蹤跡。
不過,這種思路顯然沒有考慮到iSCSI和SATA的特點。我們知道,存儲系統有兩種基本的工作負載——隨機訪問和順序傳輸。隨機訪問強調IOPS(I/O per second,每秒I/O數),每個I/O的數據塊都不大,通常是幾KB或十幾KB,但分散在磁盤上的不同區域,因此硬盤驅動器的隨機訪問能力是主要瓶頸所在;順序傳輸則相反,對接口帶寬有着較高的要求。
雖然萬兆以太網(10GbE)已是大勢所趨,但直到目前爲止,千兆以太網(GbE)仍然是iSCSI的主要承載者。也就是說,一個物理的iSCSI端口,帶寬只有約100MB/s。反觀SATA硬盤驅動器,儘管IOPS與SCSI/FC硬盤驅動器不是一個檔次,持續傳輸率上的差距卻沒有那麼明顯。如今,一個SATA硬盤驅動器的平均傳輸率已經超過50MB/s,用不了兩個就可以把一個千兆iSCSI端口“填滿”。相比之下,具有四倍帶寬的4Gb/s FC反而更適合順序傳輸類型的負載。
千兆iSCSI的帶寬對隨機訪問倒是足夠了。15000RPM(15K RPM)的SCSI/FC硬盤驅動器能夠貢獻400左右的IOPS,就算每個I/O的數據塊有8KB,一個硬盤驅動器需要的帶寬也不過3MB/s出頭,應付二三十個不成問題。7200RPM的SATA硬盤驅動器,單個的IOPS約爲200,是前者的一半。總之,要麼是千兆iSCSI帶寬不足,要麼是SATA硬盤驅動器IOPS欠佳,怎麼看“iSCSI + SATA”都是一個以廉價爲首要訴求的解決方案
當然,不是說廉價不可以,而是也要給那些沒有FC基礎設施(交換機、HBA等)但需要支持數據庫等典型IOPS應用的客戶以足夠的選擇。三年前,有個發生在筆者身邊的真實案例:國內某知名IT門戶網站的CTO,想要把分散在多臺服務器本地硬盤的數據庫整合到一臺網絡存儲設備上,以他們的網絡狀況,他選定了iSCSI,但卻無奈地發現,市面上的絕大多數產品都是基於SATA的,而且價格並不便宜,國內廠商L採用15個SATA硬盤驅動器的iSCSI陣列報價就接近20萬元,而基於SCSI驅動器的iSCSI陣列又實在太少。
幾經諮詢,國際知名大廠I的300系列進入了他的視野,雙控制器的報價是3.6萬元,配上14個73GB的10000RPM(10K RPM)SCSI硬盤驅動器,總價才6萬多元。雖然筆者也曾提醒他,著名RAID廠商A就是因爲向I提供300和400系列而丟掉了後者的OEM合約,說明300系列肯定有品質問題,如此便宜很可能是退出市場之前的傾銷。但是,15萬元就能從知名大廠買到兩臺滿配的iSCSI陣列,並且還是基於SCSI硬盤驅動器的,這誘惑力實在太大,他終於沒能把持住……
某個人曾經的噩夢,如今已經成雲煙,成雲煙……
果不其然,到手之後他就後悔了——單臺300陣列的IOPS只有1000多,I廠商的人也承認,300系列性能就是很差……這打擊實在太巨大了,該IT門戶網站整合數據庫存儲的嘗試就此失敗,直到現在仍然是分散在各服務器本地的硬盤上。
筆者之前的文章提到過,2000年仍有業界領先廠商推出基於SCSI硬盤驅動器的高端存儲系統,而L廠商採用SATA硬盤驅動器的iSCSI陣列也號稱有2萬多的IOPS,可見SCSI和iSCSI都沒有什麼問題。300系列的悲劇顯然是個案,不幸的根源在於“iSCSI + SCSI”的組合實在是太少,讓用戶幾乎無從選擇。
好在,日漸成熟的SAS(Serial Attached SCSI,串行連接SCSI)讓我們看到了自行“混搭”的希望。與並行SCSI相比,兼容SATA驅動器是SAS的一大優點,這意味着存儲廠商可以統一使用SAS技術來構建磁盤陣列——包括SAS RAID和SAS磁盤背板,從而能夠根據不同的應用需求靈活配置SAS或SATA硬盤驅動器,用戶選擇iSCSI存儲系統的餘地也大爲增加。
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