2011年1月13日消息，在10Gbps的以太網(wǎng)出現(xiàn)以前，像iSCSI和NFS那樣的基于IP的存儲技術(shù)基本都停留在1Gbps的時代，那時2Gbps和4Gbps的光纖信道擁有至高無上的地位。現(xiàn)在，面對適用面廣，廉價的10GbE網(wǎng)絡(luò)硬件，許多人反而爭論起來了——真是夠諷刺的，世道的確是變了啊!
當(dāng)你開始認(rèn)真研究它的時候，那些原始的吞吐量統(tǒng)計數(shù)據(jù)到底能起到多大的作用呢?10Gbps的速度給運維帶來的那些好處，多個1Gbps的連接無法提供嗎?要回答這些問題似乎很簡單，但是又不像看上去那么簡單。
推送數(shù)據(jù)
當(dāng)然，物理法則仍然存在：使用10GbE的管道，你可以推送的數(shù)據(jù)量大約是1GbE管道的10倍。但是，讓我們回過頭來，用現(xiàn)實的眼光來看一看這些數(shù)字。
在現(xiàn)實生活中，使用一個1Gbps的連接，你可以獲得110MBps的iSCSI吞吐量——在配置正確，負(fù)載均衡也完美無缺的情況下，這個數(shù)字可能會翻倍。在我見過的一些10GbE測試平臺上，單個連接的推送速度大約是1,150MBps。
這比1GBps要高一些。我承認(rèn)還有許多優(yōu)秀的案例，但是，我們中有多少人敢說一個正常的應(yīng)用程序的確需要高速地遷移這么多的數(shù)據(jù)(或者只是提供遷移這么多數(shù)據(jù)的能力)呢?我敢打賭，就算在大型的企業(yè)，政府和學(xué)術(shù)界中，這樣的應(yīng)用程序也是寥寥無幾的。
一般來說，你遇到的最常見的存儲問題并不是對原始數(shù)據(jù)吞吐量的處理，而是對大量的，非常微小的，而且完全是隨機的I/O操作的處理。對于完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序來說，這些類型的負(fù)載更加常見，對于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式磁盤來說，這些負(fù)載是最難處理的。
這是因為磁片旋轉(zhuǎn)的速度和磁頭的定位速度都是有限的。最后，一個相對重量級的磁盤的IOPS(每秒I/O的次數(shù))也許只能達(dá)到20,000 4KB IOPS，原始的吞吐量也許只能達(dá)到80MBps——一個1GbE連接已經(jīng)足夠用了。但是，由于磁盤延遲的限制，同樣的負(fù)載可能需要高于110 15K RPM的磁盤。對于這些類型的負(fù)載來說，存儲的瓶頸通常是磁盤子系統(tǒng)本身，而不是存儲設(shè)備之間的互聯(lián)速度。
可以肯定的是，如果可以把當(dāng)前的磁盤全部替換成超高速的SSD，那么瓶頸又會變成存儲設(shè)備之間的互聯(lián)速度，甚至是服務(wù)器本身。但是現(xiàn)在，SSD那高昂的價格，以及相對較低的容量，導(dǎo)致它們很難引起的大家的注意(除了那些需要使用最高端的事務(wù)處理程序的人和那些預(yù)算十分充足的人)。如果你要把當(dāng)前的磁盤全部替換成超高速的SSD，那么10GbE的互聯(lián)速度才是必須的，因為只有這樣才能完全發(fā)揮出它的潛力。
否則，除了特定用途的應(yīng)用程序(例如：高碼率的視頻和圖像應(yīng)用程序)以外，在生產(chǎn)環(huán)境下，你很少能看到磁盤負(fù)載可以“吃掉”10GbE帶寬的情況。但是，有一個重要的領(lǐng)域需要特別說明一下，那就是：備份。為了保護我們?nèi)找嬖鲩L的，堆積如山的數(shù)據(jù)，我們要不斷地進(jìn)行備份。
不像數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，備份通常會持續(xù)不斷地遷移大量的數(shù)據(jù)——通常遷移到高性能的磁帶驅(qū)動器，它們可以很輕松地承受高于1Gbps的連續(xù)吞吐量。如果你需要在一個夜間備份窗口中備份幾十個TB的數(shù)據(jù)，那么，并行地運行大量的磁帶驅(qū)動器也許是實現(xiàn)這個目標(biāo)的唯一方法。如果你采取了這種方法，并且不考慮其他因素的話，那么只有10GbE的互聯(lián)速度才可以確保你的SAN能夠滿足你的備份設(shè)備的需要。
減少延遲
10GbE的以太網(wǎng)能提高性能的另外一個領(lǐng)域是延遲領(lǐng)域。但是，它們之間的差別也許并不想你想象的那樣明顯。除了一些磁盤問題之外，還有兩個和延遲有關(guān)的問題必須要考慮：傳輸和序列化。
傳輸是指數(shù)據(jù)通過特定介質(zhì)(光纖，銅線，等等)的速度。無論是實施10GbE的以太網(wǎng)還是1GbE的以太網(wǎng)，只要使用的介質(zhì)相同，那么絕對不會對傳播速度造成什么影響的——電子或光學(xué)信號從導(dǎo)線的一端傳送到導(dǎo)線另外一端的速度都是一樣的，這和你把多少數(shù)據(jù)放入了那個管道沒有什么關(guān)系。另一方面，序列化是指你把指定數(shù)量的數(shù)據(jù)放入那個管道的速度。在這方面，10GbE的以太網(wǎng)可以快10倍。
在延遲時間中，序列化時間只占很小的一部分。連接層的巨大延遲主要是由連接的每一端的接口和系統(tǒng)引入的。在一天快要結(jié)束的時候，你可能會發(fā)現(xiàn)，對于一個特定的包來說，它通過一個調(diào)整好的1GbE的連接的往返時間是135µs，而它通過一個10GbE的連接的往返時間只能下降到75µs——大多數(shù)其他的開銷都是來自于設(shè)備的兩端，而不是來自于連接本身。
雖然10GbE以太網(wǎng)的延遲時間比1GbE以太網(wǎng)的延遲時間要少，但是，一般來說，這個差別并不會對存儲性能造成太大的影響——尤其是你使用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式磁盤的時候。當(dāng)你的存儲設(shè)備要花費長達(dá)100倍的時間來響應(yīng)的時候，減少60微秒的連接延遲時間并不會起到什么明顯的效果。如果你大量使用SSD的話，那么，相對于存儲的延遲時間來說，這個連接延遲時間所占的比例會更大一些，也許在這種情況下，值得進(jìn)行這項額外的投資。
可管理性和聚合
10GbE以太網(wǎng)的亮點是容易管理。雖然通過多個1GbE的連接，使用現(xiàn)有的硬件和軟件也可以實現(xiàn)MPIO (Multi-Path IO)，但是配置，監(jiān)控和管理起來都比較痛苦。甚至布線也成為了一種痛苦——一個1GbE的SAN，在兩個冗余控制器之間可能有8個或8個以上的1GbE連接，而且，一個1GbE的SAN通常會使用上限為4個控制器的主動/被動控制器架構(gòu)。
即使在存儲設(shè)備上你不選擇10GbE的以太網(wǎng)，你也應(yīng)該認(rèn)真地考慮一下在服務(wù)器端使用它——尤其是你處在虛擬化的環(huán)境下。一個支持iSCSI的虛擬主機主機，如果使用1GbE網(wǎng)絡(luò)的話，每次(也許是每兩次)進(jìn)行主機管理，虛擬機通信，以及iSCSI訪問至少會消耗掉6個1GbE的端口。你可以用一對冗余的10GbE接口替換掉那6個接口，這是很容易做到的，你可以通過這對接口來做任何事情，雖然你的端口消耗量和電纜數(shù)顯著地減少了，但是你的總體可用帶寬卻增加了。
此外，如果你使用“刀片”架構(gòu)的話，那么你可以通過使用智能的聚合網(wǎng)絡(luò)(converged networking)進(jìn)一步深化這個模型。HP為他們的C類“刀片”產(chǎn)品提供的Virtual Connect模塊就是一個很好的例子(當(dāng)然，這方面的例子不止這一個)。通過這個VC(Virtual Connect)模塊，你可以在“刀片”服務(wù)器內(nèi)置的10GbE接口上創(chuàng)建多個“Flex NIC”，它們每個都有自己的帶寬限制和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。一個完整的“刀片”框架也許只需要兩個或四個外部的10GbE連接就可以連接到你的物理交換網(wǎng)絡(luò)的其余部分了——令人難以置信的管理和成本優(yōu)勢。
不要沖動，沖動是“魔鬼”
概括起來，10GbE的IP存儲比1GbE的IP存儲更快，更容易管理，但是，它還是太貴了，并且，你可能根本就不需要它(但是如果你能得到它，那么你會喜歡它的)。
當(dāng)然，在接下來的幾年里，這些陳述也許會變得十分不合時宜，就像我在幾年之前(那時我的筆記本還沒有Gb級的接口)說的話一樣：“除了核心的網(wǎng)絡(luò)骨干之外，沒有人會需要1GbE的網(wǎng)絡(luò)。”或者，再往前幾年，人們會說：“除了核心的網(wǎng)絡(luò)骨干之外，沒有人會需要100Mbps的網(wǎng)絡(luò)。”或者，許多，許多年以前，人們會說：“LocalTalk比較不錯——以太網(wǎng)太貴了。”
