SAN平民化大浪來襲 入門級SAN採購特輯－FC SAN解決方案篇

儲存區域網路（Storage Area Networks，簡稱SAN）並不是一項新技術，相信絕大多數IT人員都聽過、甚至接觸過SAN，也都同意以SCSI匯流排為基礎的DAS（Direct Attached Storage）點對點儲存架構，無法適應企業資料量不斷膨脹衍生而來的成本/管理雙重壓力，正本清源之道是將儲存架構網路化，從DAS升級到SAN是大勢所趨，然而實際的情況是，IT預算充裕的大型企業建置SAN已相當普遍，反觀數量最多的中小企業，對SAN的接受程度仍舊不高。根據市調機構Gartner的統計，2004年美國僅有不到三成的中小企業導入SAN，本地雖然沒有正式調查，一般相信，中小企業導入SAN的屈指可數。入門級SAN將大幅成長

SAN在中小企業的普及程度不高，最大的因素是卡在價格上。中小企業的IT預算有限，每分錢都得花在刀口上，相較於普及的乙太網路，投資SAN的初期成本高，短期的效益也不顯著，當然繼續延用便宜穩定的DAS。不過近幾年隨著如Serial ATA、iSCSI等新技術興起，以及光纖交換器、磁碟陣列等SAN組成元件的價格大幅降低，中低階網路儲存呈現前所未有的榮景，不少專家斷言，明年入門級SAN市場將出現爆炸性成長，會有越來越多中小企業加入儲存區域網路的行列。

不可否認的，光纖通道（Fibre Channel）是絕大多數SAN採用的通訊協定，人們自然而然將兩者畫上等號，事實上，SAN指的是連接伺服器、交換器、儲存裝置的專屬網路，並不限於採用何種通訊協定，換句話說，SAN也可以架構在乙太網路上，最近相當熱門的iSCSI協定便是一例。本次企業產品採購特輯的主題聚焦於適用中小企業的SAN產品及解決方案，將分為兩個部分，本期（171期）介紹的是目前市場上主流的光纖通道儲存區域（簡稱FC SAN），下期（172期）則會介紹SAN市場上另一股新興勢力－iSCSI SAN。光纖通道的優勢

對於絕大多數熟悉乙太網路的人而言，光纖通道是截然不同的通訊協定，對於以光纖通道建構的FC SAN更是十分陌生，甚至誤以為FC SAN是和火箭科學一樣複雜難懂的技術。事實上，我們不必知道光纖通道的底層是如何運作的，可以試著將光纖通道想像成是速度更快、連線距離更長、連接設備數量更多的「超級SCSI」便容易明白了。

連線距離長

相較於已有二十多年悠久歷史的SCSI，光纖通道被視為是接替SCSI的技術，優勢是顯而易見的。首先在連線距離上，SCSI排線最長距離僅25公尺，而且這也只是理論值，如果要在SCSI排線上連接超過8個設備，排線長度不能超過3公尺，這個距離對內接儲存裝置或許足夠，如果要連接外部的裝置如磁碟陣列、磁帶櫃，甚至建立雙機備援的叢集系統，就顯得力不從心。光纖通道所能提供的連線距離就長得多，單模光纖可延伸至10公里，就算是一般使用環境的多模光纖，連線距離也有200公尺。

擴充能力強

其次是擴充能力，SCSI通道最多只能同時連接15個裝置，系統的擴充升級能力十分有限，相較之下，第一代的光纖通道協定（FC-AL）透過光纖集線器，可同時連接126個裝置；第二代交換式Fabric透過光纖交換器，更可連結多達1600萬個裝置，擴充性幾乎不受限制。此外，SCSI技術僅支援設備點對點連接，光纖通道則是可以架構網路，即FC SAN。

傳輸速度快

最後是效能上的優勢，目前主流的2Gb/s光纖通道提供單條200MB/s資料傳輸頻寬，相較於Ultra320 SCSI提供的320MB/s似乎略遜一籌，其實不然，Ultra320 SCSI的頻寬只是在絕對理想條件下的理論值，在實際環境中，若能跑到80MB/s就算是相當不錯的成績。光纖通道則是完全不同，即便是在未經最佳化的一般環境下，都能輕易達到接近200MB/s的傳輸速率，在本次採購特輯測試的光纖磁碟陣列中，就有不少機種測出的最大傳輸速率在180MB/s以上。FC SAN帶給用戶的價值

FC SAN究竟能為中小企業帶來哪些價值？從DAS升級成FC SAN儲存架構值得嗎？相信是許多中小企業老闆和資訊主管內心共同的疑問，畢竟光纖交換器和儲存系統的價格再怎麼便宜，採購新設備仍是一筆不小的支出，如果升級不能帶來明顯的效益，很難說服中小企業用戶掏錢買單。

降低TCO、提高ROI

升級FC SAN最直接的利益，是實現伺服器和儲存設備的整合與集中化管理。在DAS架構下，伺服器和儲存裝置一對一連結，彼此資源無法共享，往往導致儲存空間浪費，根據統計，DAS架構的儲存空間閒置比率普遍超過50％。另一個用戶經常忽視的問題是儲存管理，不同伺服器各自附加儲存子系統的做法，不僅讓IT架構更複雜，許多企業為考量成本，在採購時選擇價格便宜，但效能和可靠度相對低落的儲存設備，造成整個資訊系統的體質不健康，到後來付出的管理成本甚至是初期採購成本的數倍。

在FC SAN架構下，伺服器和儲存設備之間，透過光纖通道和交換器進行多對多的網路連結，將儲存資源管理集中化，系統管理者可以隨時依照伺服器需求，立即提供可用的儲存容量，減少備用空間，將儲存設備利用率提高至80％以上。配合支援儲存池（Storage Pool）功能的儲存系統，可將大量的硬碟空間整合成虛擬磁區，指派給儲域網路中的任一臺伺服器使用，並能在不停機的狀態線上擴充磁碟空間，降低停機維護帶來的風險和損失。投資FC SAN的初期成本可能較高，不過長期來看卻能降低企業支出，投資報酬率（ROI）其實相當高。

保障資料可用性

如何有效保障資料的可用性和安全性，是現今資訊管理人員普遍面臨的挑戰，就以資料的備份/還原來說，在DAS架構下最常使用的備份方式，是利用備份伺服器的控制，將所有伺服器上的資料透過網路備份至磁帶機或磁碟櫃。由於大量的資料會造成網路壅塞，管理者只能選擇在離峰時間或假日進行備份，以免影響其他應用的執行，而且備份/復原的時間較長，無法支應實際業務需求。

在FC SAN環境執行備份/還原工作，最顯而易見的優勢就是將備份資料流從區域網路中抽離，在專屬的光纖通道網路上運行，真正達到LAN-free backup，完全不影響區域網路。2Gb/s光纖通道提供200MB/s無阻塞保證頻寬，備分/還原的速度比乙太網路快很多，可以快速復原遺失或毀損的資料，縮短服務意外中斷的時間，讓應用程式可以更快恢復服務。

提升系統可信賴度

FC SAN是可靠度相當高的儲存架構，一般來說，光纖交換器均內建動態容錯保護和自動再路由機制，配合靈活的連接選項，可以有效消除單點故障的情況發生。光纖交換器內建的作業系統可以自動監測網路故障，並使資料傳輸時繞過失效的連結，確保持續、可靠的資料通路。FC SAN具備熱插拔支援能力，伺服器不需停機即可線上安裝、配置儲存設備。

如果企業的預算足夠，還可以建置兩臺光纖交換器，構成FC SAN叢集進一步保障系統可靠度。一般來說，以SCSI匯流排建構的叢集系統通常包含兩臺共用儲存設備的伺服器，其中一臺故障則由另一臺自動承接運作，由於儲存設備是共用的，靈活性相對較差，而且受限於SCSI排線長度，叢集的伺服器和儲存設備靠得很近，風險相對較高。FC SAN叢集可以讓100臺以上的伺服器共用儲存資源，增加儲存空間的利用率，設備與設備之間的距離拉長，降低災難發生時資料無法復原的風險。

中小企業導入FC SAN正是時候

FC SAN的優點既然這麼多，為什麼採用的中小企業仍然屈指可數，原因除了前面提到的價格之外，儲存供應商們沒有在這塊市場著墨太多才是最大因素。過去FC SAN的市場侷限在少數金字塔頂端的大型企業，儲存供應商長期仰賴這些企業的IT支出獲得豐厚利潤，不過近年來這塊市場已趨近飽和，廠商們不得不將目光轉向中小企業這塊未經開發的處女地。

在FC SAN領域中，分別執光纖交換器、儲存系統市場牛耳的Brocade、EMC，在2004年先後推出了SilkWorm 3250交換器和CLARiiON AX100儲存伺服器，同樣強調完全針對中小企業用戶的實際需求設計，不僅價格都在40萬元以下，也都具備容易佈署運用的特色，不需具備光纖通道技術基礎的用戶也能操作，大大降低了FC SAN的進入門檻。可以預見的，未來將會有更多廠商跟進搶食這塊市場大餅。

FC SAN三種拓樸介紹

FC SAN的拓樸分為點對點（Point-to-Point）、仲裁環（Fibre Channel Arbitrated Loop，簡稱FC-AL）與交換式（Fabric）三種結構。

點對點拓樸（Point-to-Point）
點對點拓樸是最基本的FC SAN連接方式，伺服器和儲存設備兩點透過光纖線直接對連，嚴格來說點對點拓樸不能算是SAN儲域網路，其優點是訊號不會受到其他裝置的干擾，效能較優。

仲裁環拓樸（FC-AL）
仲裁環是以光纖通道迴路集線器（Fibre Channel Loop Hub）為中心，以環狀方式連結所有的伺服器和儲存裝置。仲裁環拓樸是由連接節點的光纖通道連線所構成，也可以看成是只有一條虛擬的網路線串連所有節點，最多可以串接126個裝置。仲裁環拓樸是屬於低成本的FC SAN結構，缺點是所有通道共享頻寬，效能易受影響，有不少光纖磁碟陣列內建FC-AL集線器，不需採用光纖交換器即可建置簡單的SAN，是相當適合中小企業的解決方案。

交換式拓樸（Fabric）
交換式拓樸是以光纖交換器做為中心樞鈕，整個網路架構中的任何一個節點只要與該交換器連接，就能夠和其他節點相通，形成一個網狀結構，最多可連接1600萬個設備，是目前最普遍採用的FC SAN架構。文⊙張智鴻