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)上傳輸的十個(gè)相關(guān)知識點(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)驗室的技術(shù)人員設計的一項開(kāi)源社區計劃。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，這也是一家在A(yíng)oE存儲陣列市場(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協(xié)議，他們都有一些開(kāi)源存儲方面的專(zhuān)家參與其中。

　　這個(gè)協(xié)議的支持者聲稱(chēng)ATA傳輸協(xié)議以其基本設計上的優(yōu)越性，可以實(shí)現以較低的成本在提升傳輸的可靠性和性能?；谝蕴W(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)去的一些傳統意義上對數據存儲的假設也將被新協(xié)議所取代。

　　當然，將存儲聚合到網(wǎng)絡(luò )上已經(jīng)不是什么新鮮的東西：IT架構師們在過(guò)去的近20年里，一直都在使用NAS設備，這就是通過(guò)NFS或者SMB也是CIFS協(xié)議來(lái)實(shí)現的。如今iSCSI協(xié)議也作為光纖交換FC的替代品用于存儲區域網(wǎng)絡(luò )(SAN)上?；谝蕴W(wǎng)的光纖通道(FCoE)也是將存儲聚合到網(wǎng)絡(luò )上的有力體現，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的十項小知識

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸對許多企業(yè)級數據存儲架構師來(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的十項小知識：

　　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)放式的標準協(xié)議。

　　2)Coraid公司是這項協(xié)議的主要支持者，但是其他的公司仍然會(huì )銷(xiāo)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(hù)端會(huì )將I/O請求分割成以滿(mǎn)足最大傳輸單元同等長(cháng)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，使用的是每個(gè)請求的標簽來(lái)保證I/O傳輸的正常。

　　5)目標端或者LUN通常是通過(guò)數字來(lái)識別存儲陣列，而網(wǎng)絡(luò )可以兼容更多的客戶(hù)端和目標。

　　6)包重發(fā)也是有這個(gè)協(xié)議完成的，通過(guò)加標記來(lái)消除請求“次序打亂”上出現的問(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)主機發(fā)起、網(wǎng)絡(luò )連接和目標端。

　　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(fǎng)問(wèn)控制列表已經(jīng)配置好，但因為他們本身沒(méi)有有關(guān)會(huì )話(huà)的控制，因此任何人都可以往任何存儲系統里面寫(xiě)入數據。

　　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A(yíng)oE，從基本的LOM口到客戶(hù)的交換機再到企業(yè)的設備上。

　　對于基于以太網(wǎng)的光纖通信來(lái)說(shuō)，也許種類(lèi)繁多差別也不小，然而對于基于以太網(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據中心協(xié)議：這種協(xié)議能夠實(shí)現將現有的ATA存儲協(xié)議之間轉換成為基于以太網(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，期初是被設計為在一個(gè)可信賴(lài)的鏈路中傳輸的，而不是在一個(gè)多鏈接不可預測的網(wǎng)絡(luò )中應用，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見(jiàn)性，也讓iSCSI在TCP協(xié)議中傳輸時(shí)一旦出錯，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)設計的產(chǎn)品。AoE并不是基于連接的，因此如果在網(wǎng)絡(luò )上I/O可以包含更多的數據包和鏈接，性能自然也會(huì )更好一些。AoE協(xié)議有著(zhù)它自己的類(lèi)似于TCP協(xié)議的擁塞避免系統，并且能很好的用于改變網(wǎng)絡(luò )情況。

　　將Coraid公司的產(chǎn)品用于大規模存儲

　　使用這項技術(shù)的主要案例是用于成本低廉、容量較大的存儲上?；谝蕴W(wǎng)的ATA傳輸的客戶(hù)端可以實(shí)現無(wú)縫的將存儲映射到多個(gè)存儲陣列中，并且相比于FCoE和iSCSI協(xié)議或者NFS協(xié)議而言，所需要的運算資源也相對較少。這大大的簡(jiǎn)化了存儲陣列、主機驅動(dòng)并且也顯著(zhù)的降低了成本。

　　我所遇到過(guò)的少數的AoE用戶(hù)將它作為SAS的替代品用于卷存儲管理中，比如能夠將Coraid公司的陣列放在一起實(shí)現海量數據存儲。與此同時(shí)，他們也會(huì )大量宣傳在可擴展性方面的特性，并且聲稱(chēng)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(zhù)來(lái)形容基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議，他說(shuō)，“它擴張的速度簡(jiǎn)直是太可怕了，就好像把所有的應用和數據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技術(shù)滿(mǎn)足了隨著(zhù)校區擴大多媒體文件存儲的需求。這就成為了一個(gè)以AoE技術(shù)贏(yíng)得客戶(hù)的經(jīng)典案例。

　　基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議的命運注定已經(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，這對于一家企業(yè)來(lái)說(shuō)，將他們的命運放在一個(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持，新的管理團隊最近也獲得了一筆新的風(fēng)投。Coraid公司的存儲陣列價(jià)格相對低廉，并且實(shí)施起來(lái)也不會(huì )非常復雜。雖然在新舊存儲系統中進(jìn)行遷移切換可能或帶來(lái)相應的風(fēng)險然而基于以太網(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

　　服務(wù)器上的支持是一個(gè)可以考慮的問(wèn)題。軟件驅動(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操作系統之外。VMware的ESX操作系統在A(yíng)oE的高可用性和擴展性方面是一個(gè)很好的平臺，但卻沒(méi)有合適ESX操作系統的驅動(dòng)程序。與之相仿，存儲虛擬化方面和數據保護系統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(mén)鐵克公司的Veritas Storage Foundation。

　　更嚴重的問(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。Coraid存儲陣列也缺乏精簡(jiǎn)配置、重復數據刪除功能以及分層存儲的功能。公司也許會(huì )反擊說(shuō)，價(jià)格上有這么大的優(yōu)勢在其他方面自然也不會(huì )那么全面，但如果連快照和復制功能都沒(méi)有的話(huà)，那么確實(shí)很讓人擔憂(yōu)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上支持SAS、SATA和SSD協(xié)議，推出這款產(chǎn)品的意義在于針對虛擬化市場(chǎng)以及云存儲環(huán)境。這幾款Coraid產(chǎn)品都是基于較高的性能平臺的。除此之外，Coraid公司也有自己的入門(mén)級的SR系列存儲陣列產(chǎn)品，入門(mén)級的產(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)的存儲成本之外還需要做很多的努力。但由于實(shí)現的平臺是基于開(kāi)源社區，并且公司相對年輕，是否能實(shí)現這個(gè)目標，目前還是一個(gè)未知數。