基于以太網(wǎng)的ATA標準傳輸協(xié)議介紹
TT中國
Michael Zhang 譯
摘要： 基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議（AoE）起初是由幾位來自貝爾實驗室的技術人員設計的一項開源社區(qū)計劃。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，這也是一家在AoE存儲陣列市場上的大公司。除了Coraid之外，還有另外的一些小公司也支持這項協(xié)議，他們都有一些開源存儲方面的專家參與其中。
Abstract：
Key words :
通過閱讀本文您將了解基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議（AoE）。之后筆者會向您介紹為什么AoE協(xié)議最后會成為Coraid業(yè)務的未來展望，以及10個有關ATA在以太網(wǎng)上傳輸?shù)氖畟€相關知識點。
基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議（AoE）起初是由幾位來自貝爾實驗室的技術人員設計的一項開源社區(qū)計劃。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，這也是一家在AoE存儲陣列市場上的大公司。除了Coraid之外，還有另外的一些小公司也支持這項協(xié)議，他們都有一些開源存儲方面的專家參與其中。
這個協(xié)議的支持者聲稱ATA傳輸協(xié)議以其基本設計上的優(yōu)越性，可以實現(xiàn)以較低的成本在提升傳輸?shù)目煽啃院托阅堋；谝蕴W(wǎng)的ATA傳輸基本原則就是簡單，如同在局域網(wǎng)的傳輸性能，此外，過去的一些傳統(tǒng)意義上對數(shù)據(jù)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)絡上已經(jīng)不是什么新鮮的東西：IT架構師們在過去的近20年里，一直都在使用NAS設備，這就是通過NFS或者SMB也是CIFS協(xié)議來實現(xiàn)的。如今iSCSI協(xié)議也作為光纖交換FC的替代品用于存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN）上?；谝蕴W(wǎng)的光纖通道（FCoE）也是將存儲聚合到網(wǎng)絡上的有力體現(xiàn)，然而這并不是我們的唯一選擇，AoE存在的時間其實比FCoE更久。
有關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(shù)據(jù)存儲架構師來說不一定非常熟悉，但是但凡使用過AoE的人都會非常喜歡它。下面我們將一起分享有關AoE的十項小知識：
1）基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議已經(jīng)問世十年有余，并且是開放式的標準協(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銷售一些與之兼容的硬件產品。
3）在不封裝的前提下，AoE的客戶端會將I/O請求分割成以滿足最大傳輸單元同等長度的大小。
4）基于以太網(wǎng)的ATA傳輸模式是無連接的傳輸模式并且不會使用序號，使用的是每個請求的標簽來保證I/O傳輸?shù)恼！?/div>
5）目標端或者LUN通常是通過數(shù)字來識別存儲陣列，而網(wǎng)絡可以兼容更多的客戶端和目標。
6）包重發(fā)也是有這個協(xié)議完成的，通過加標記來消除請求“次序打亂”上出現(xiàn)的問題。
7）在不用特殊協(xié)議或者配置的情況下，AoE協(xié)議可以支持多個主機發(fā)起、網(wǎng)絡連接和目標端。
8）AoE協(xié)議本身并沒有安全上的限制：盡管基于網(wǎng)卡地址的訪問控制列表已經(jīng)配置好，但因為他們本身沒有有關會話的控制，因此任何人都可以往任何存儲系統(tǒng)里面寫入數(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)絡上。
10）從實際角度考慮，幾乎任何的硬件都可以用于AoE，從基本的LOM口到客戶的交換機再到企業(yè)的設備上。
對于基于以太網(wǎng)的光纖通信來說，也許種類繁多差別也不小，然而對于基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議來說，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)議能夠實現(xiàn)將現(xiàn)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可信賴的鏈路中傳輸?shù)?，而不是在一個多鏈接不可預測的網(wǎng)絡中應用，比如以太網(wǎng)。在FCoE背后使用的技術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性，也讓iSCSI在TCP協(xié)議中傳輸時一旦出錯，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)設計的產品。AoE并不是基于連接的，因此如果在網(wǎng)絡上I/O可以包含更多的數(shù)據(jù)包和鏈接，性能自然也會更好一些。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)絡情況。
將Coraid公司的產品用于大規(guī)模存儲
使用這項技術的主要案例是用于成本低廉、容量較大的存儲上。基于以太網(wǎng)的ATA傳輸?shù)目蛻舳丝梢詫崿F(xiàn)無縫的將存儲映射到多個存儲陣列中，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。這大大的簡化了存儲陣列、主機驅動并且也顯著的降低了成本。
我所遇到過的少數(shù)的AoE用戶將它作為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現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲。與此同時，他們也會大量宣傳在可擴展性方面的特性，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。
一家金融公司的管理員抱怨說，他可以以臭名昭著來形容基于以太網(wǎng)的ATA傳輸協(xié)議，他說，“它擴張的速度簡直是太可怕了，就好像把所有的應用和數(shù)據(jù)全部都捆綁在了一起。”
在俄亥俄州某市的一個使用Coraid EtherDrive產品的案例中，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滿足了隨著校區(qū)擴大多媒體文件存儲的需求。這就成為了一個以AoE技術贏得客戶的經(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。我們不去考慮技術上的局限性，這對于一家企業(yè)來說，將他們的命運放在一個不太常見且適用范圍也很局限的協(xié)議上是否是一個明智的決定？這是一個值得我們考慮的問題。
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投。Coraid公司的存儲陣列價格相對低廉，并且實施起來也不會非常復雜。雖然在新舊存儲系統(tǒng)中進行遷移切換可能或帶來相應的風險然而基于以太網(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)
服務器上的支持是一個可以考慮的問題。軟件驅動也許到處都有，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的高可用性和擴展性方面是一個很好的平臺，但卻沒有合適ESX操作系統(tǒng)的驅動程序。與之相仿，存儲虛擬化方面和數(shù)據(jù)保護系統(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品僅有賽門鐵克公司的Veritas Storage Foundation。
更嚴重的問題是在和其他產品的兼容性上。VMWare管理員希望能夠讓vCenter和vStorage的API能夠與之相兼容，然而并沒能實現(xiàn)。Coraid存儲陣列也缺乏精簡配置、重復數(shù)據(jù)刪除功能以及分層存儲的功能。公司也許會反擊說，價格上有這么大的優(yōu)勢在其他方面自然也不會那么全面，但如果連快照和復制功能都沒有的話，那么確實很讓人擔憂了。
在去年的時候Coraid公司發(fā)布了一系列基于10GbE速率的SAN產品，這個系列的產品能夠在同一套系統(tǒng)上支持SAS、SATA和SSD協(xié)議，推出這款產品的意義在于針對虛擬化市場以及云存儲環(huán)境。這幾款Coraid產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級的SR系列存儲陣列產品，入門級的產品中僅能支持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任何，除了在廉價的存儲成本之外還需要做很多的努力。但由于實現(xiàn)的平臺是基于開源社區(qū)，并且公司相對年輕，是否能實現(xiàn)這個目標，目前還是一個未知數(shù)。
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