1、技术背景

从存储的发展来看，外部独立存储的出现就是为了解决大容量数据存储的性能问题，FC（光纤信道协议）成为此时的不二选择。此后，存储从DAS直连阵列发展到了存储网络的阶段，存储成为继通信网（面向应用业务）之后的一个独立的数据存储网络（面向数据自身及其安全保护），被称为"第二网络"或"网中网"。由于存储网络承载的是客户最重要的业务数据，因此其双控制器的可靠性架构、多种RAID机制、数据备份机制成为客户信息系统后花园中的基石和支柱。

IP SAN的出现，主要是解决对数据保护等级不是很严格，对数据访问速度要求不苛刻的应用场景中的海量数据存储。由于IP技术在互连网中的广泛应用，IP SAN很容易实现远程数据访问。但是，IP SAN的效率、性能和安全性相对FC SAN而言是它的短木板。

2、FC与IP之技术原理

光纤通道按协议层进行分层，各层之间技术相互独立，留有增长空间，并且由被认可的标准化机构进行开发，分层结构共分5层,如图所示。

FC_SAN与IP_SAN的比较与分析_第1张图片


⑴C-0(物理层底层):

FC-0层定义了连接的物理端口特性，包括介质和连接器(驱动器、接收机、发送机等)的物理特性、电气特性和光特性、传输速率以及其它的一些连接端口特性。

⑵ FC-1(传输协议)：

规定了8B／10B编码方式和传输协议．包括串行编码、解码规则、特殊字符和错误控制。

⑶C-2（帧协议）：

规定了具体的传输机制，包括帧格式，节点间的信息交换。

⑷C-3（公共服务）：

提供高级特性的公共服务，即端口间的结构协议和流动控制，它定义了三种服务：条块化(Striping)、搜索组(Hunt Group)和多路播放(Broadcast Multicast)。

⑸ FC-4(ULP映射)：

定义了Fibre Channel和IP，SCSI-3以及其他的上层协议（ULP）之间的接口。


光纤通道中还定义使用BB-Credit的流量控制机制(缓冲区到缓冲区的信用度)，并且依靠receive-ready(R-RDY)有序集补充信用度。某个附接到交换机的终端接点将在登录到交换机的过程中建立它的BB-Credit。在交换机远端参与通信的一方将在登录时建立其自身交换机的BB-Credit。BB-Credit没有端到端的成分。发送方在发出一个帧时将BB-Credit减1，直到BB-Credit的数量为零的时候.此时不能再进行帧发送。在接收到R-RDY时将BB-Credit加1。BB-Credit的初始值必须是非零的。如果为零的话,说明不能再接收或者发送帧。


IP SAN的主流底层协议是iSCSI，协议定义了在TCP/IP网络发送、接收block（数据块）级的存储数据的规则和方法。发送端将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中再通过网络转发，接收端收到TCP/IP包之后，将其还原为SCSI命令和数据并执行，完成之后将返回的SCSI命令和数据再封装到TCP/IP包中再传送回发送端。

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而整个过程在用户看来，使用远端的存储设备就像访问本地的SCSI设备一样简单。支持iSCSI技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的IP交换机和路由器上，因此iSCSI技术具有易于安装、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、管理方便等优势。

3、FC与IP比较与分析

首先，IP SAN和FC SAN的比较可以从下列多个层面，如速度、可靠性、架构、安全、方案、距离、成本等方面做出分析。

IP SAN到今天为止，最快的传输速度约为100MB/s，而FC早已达到200MB/s，那么，对于需要超大带宽的应用方案，如视频点播等，FC就比较具有优势，但对于一般的联网、备份、资料库等，两者均可满足。

FC SAN在前端主机IO通道、后端磁盘通道、磁盘接口都能达到4G，而IP SAN主流设备都是1G；从可选磁盘来讲，FC SAN可以选用SATA盘、FC盘，转速可以采用1万转或1万五千转，而IP SAN基本只能选用7200转的SATA盘。

在控制器等关键部件的可靠性设计上，FC SAN 通常是支持双控制器和主机多路径管理的，而IP SAN基本采用的都是单控制器的设计。

在架构方面，IP SAN开放性较好，只要存在以太网的地方都能用，FC SAN需要建构自己的SAN网络，交换机亦需要专需的FC交换机。华为T8000服务器+S31000存储阵列的整体架构突破了这种局限，无需单独购置FC交换机和主机HBA适配卡。

不过，FC由于协议设计的特点使得其具有先天的安全特性；IP SAN采用的Iscsi协议，由于会在公共网络流通，所以安全性方面需大费周折，需加入如IPSec等附加协议才能进一步保障其安全性。

在方案应用上，IP SAN侧重提供的是一个简单易用的“超大硬盘”，解决的主要是大容量、低成本的基本存储需求问题；

而FC SAN则发展成熟，有很多专属的备份、灾难恢复、资源管理等解决方案。

关于二者传输距离的比较也是一个有趣的话题。通常IP SAN被认为网络适应能力最强，只要IP可达，即可实现远程容灾；而FC 由于不是一个互联网通用协议，存在传送距离的限制。但是，事实并非如此！容灾链路不同于一般的通信链路，它是需要长时间大数据量的进行持续数据传送，带宽和时延是有一定要求的。常见的互联网IP链路或运营商IP城域网属于带宽共用、QOS没有保证的，一般时延较高，无法满足同步或异步的远程容灾需求；FC协议本身不是传输网上长距离传送协议，但是通过FC over SDH、FC over DWDM等方式实现长距离、低时延的数据传送。这也是绝大多数涉及容灾备份系统的首选方式。

在成本方面，IP SAN的千兆起步价格确实比较便宜，但今天的千兆以太网如果要在性能上与FC SAN一争高下的话，必须全部升级来达到下一代10G的速度才有可能与4G FC SAN相提并论。但目前来看，10G以太网技术主要应用在大型城域网骨干，10G桌面的以太网技术和产品尚不普及，10G IP SAN价格也远高于4G FC SAN。

因此，1G IP SAN与4G FC SAN的比较，实际上意义并不大，二者的性能差异和价格差异都是显而易见的，关键是看数据的安全保护级别需要达到怎样的一个水平，系统建设投入是一个什么样的水平。