七種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的介紹和比較

組織需要對(duì)常見(jiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如iSCSI、FC、FCoE、NFS、SMB/CIFS、HTTP和NVMe)的特性進(jìn)行比較，以確定哪種協(xié)議最適合其需求。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使應(yīng)用程序、服務(wù)器和其他系統(tǒng)能夠與網(wǎng)絡(luò)上的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行交互。與直接連接存儲(chǔ)(DAS)相比，它們還使用戶可以共享文件，并使組織支持更大的存儲(chǔ)容量。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供了一組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，這些規(guī)則定義了如何在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。諸如網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)之類的系統(tǒng)依靠存儲(chǔ)協(xié)議來(lái)促進(jìn)數(shù)據(jù)通信。云存儲(chǔ)平臺(tái)還使用協(xié)議來(lái)提供對(duì)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)的訪問(wèn)。

以下是用于支持網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的七個(gè)最常見(jiàn)的協(xié)議。

1.互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(iSCSI)

iSCSI是一種可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)提供對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的塊級(jí)訪問(wèn)的傳輸層協(xié)議。該協(xié)議在TCP之上起作用，并描述了如何通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或互聯(lián)網(wǎng)傳輸SCSI數(shù)據(jù)包。iSCSI使IT部門(mén)可以建立共享存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，例如存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)。

由于iSCSI使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，因此組織通常會(huì)使用iSCSI，這使其比光纖通道(FC)更便宜、更容易采用。iSCSI可以利用多路徑、巨型幀、數(shù)據(jù)中心橋接(DCB)和其他技術(shù)，可以更遠(yuǎn)距離高速傳輸數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，基于iSCSI的SAN實(shí)施支持高達(dá)25 Gb以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率，而50GbE和100GbE緊隨其后。

目前主要的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括iSCSI、FC、FCoE、NFS、SMB/CIFS、HTTP和NVMe-oF。

2.光纖通道(FC)

光纖通道(FC)是一種高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以有序提供無(wú)損的原始數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)。該技術(shù)定義了多個(gè)通信層，用于使用光纖通道協(xié)議(FCP)傳輸SCSI命令和信息單元。除了SCS之外，光纖通道還能夠與IP和其他協(xié)議互操作。它提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、交換和環(huán)路接口，并可以提供高達(dá)128Gbps的數(shù)據(jù)速率。

創(chuàng)建光纖通道以支持存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)，并解決SCSI和高性能并行接口(HIPPI)的缺點(diǎn)。它提供了可靠且可擴(kuò)展的協(xié)議和接口，具有高吞吐量和低延遲，非常適合共享網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。在與光纖一起使用時(shí)，光纖通道可以支持相距10公里的設(shè)備。但是，光纖通道(FC)網(wǎng)絡(luò)可能很復(fù)雜，并且需要使用專用設(shè)備，例如交換機(jī)、適配器、端口。

3.以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)

以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)協(xié)議使光纖通道(FC)通信可以直接在以太網(wǎng)上運(yùn)行。該協(xié)議使用無(wú)損以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其自身的幀格式將光纖通道(FC)幀封裝在以太網(wǎng)幀中。以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)使局域網(wǎng)(LAN)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)流量可以共享同一物理網(wǎng)絡(luò)，但彼此保持隔離。它與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡、交換機(jī)和電纜以及支持以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)的組件一起使用。以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)可以支持與高速以太網(wǎng)相同的數(shù)據(jù)速率。

通過(guò)以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)，組織可以在整個(gè)數(shù)據(jù)中心使用單一的布線方法，與常規(guī)光纖通道相比，這有助于簡(jiǎn)化管理并降低成本。以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)還保留了常規(guī)光纖通道的一些延遲和流量管理優(yōu)勢(shì)，它可以使用數(shù)據(jù)中心橋接(DCB)來(lái)消除隊(duì)列溢出期間的損失。但是，以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)不能跨路由網(wǎng)絡(luò)(如光纖通道)工作。

4.網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)

網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)既是一種分布式文件系統(tǒng)，也是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于在同一局域網(wǎng)上的設(shè)備之間訪問(wèn)和共享文件。該系統(tǒng)及其協(xié)議通常用于支持網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)是一種低成本的網(wǎng)絡(luò)文件共享選項(xiàng)，它使用戶和應(yīng)用程序能夠訪問(wèn)、存儲(chǔ)和更新遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的文件，就像使用直接連接存儲(chǔ)(DAS)一樣。

網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)使用遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)協(xié)議在客戶端和服務(wù)器之間路由請(qǐng)求。盡管參與的設(shè)備必須支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)，但它們不需要了解網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)信息。但是，遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)可能不安全，因此網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)應(yīng)該僅部署在防火墻后面的受信任網(wǎng)絡(luò)上。盡管Windows支持該協(xié)議，但該協(xié)議主要在Linux環(huán)境中使用。

5.服務(wù)器消息塊/公用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)(SMB/CIFS)

服務(wù)器消息塊(SMB)是一種客戶端-服務(wù)器通信協(xié)議，使用戶和應(yīng)用程序可以訪問(wèn)遠(yuǎn)程服務(wù)器上的存儲(chǔ)和其他網(wǎng)絡(luò)資源。因?yàn)樗琼憫?yīng)請(qǐng)求協(xié)議，所以它在客戶端和服務(wù)器之間傳輸多個(gè)消息以建立連接。服務(wù)器消息塊(SMB)在應(yīng)用程序?qū)由线\(yùn)行，并且可以在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。與網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)一樣，該協(xié)議通常用于網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)。

自從首次推出以來(lái)，已經(jīng)發(fā)布了多種服務(wù)器消息塊(SMB)。最早的一個(gè)是公用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)。它是由微軟公司引入的，被稱為易用型協(xié)議，該協(xié)議存在一些漏洞，并且容易出現(xiàn)延遲問(wèn)題。即使這樣，它仍被Windows、Linux和Unix等操作系統(tǒng)所接受。后來(lái)的服務(wù)器消息塊(SMB)使公用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)幾乎已過(guò)時(shí)。即使如此，服務(wù)器消息塊(SMB)和公用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)的術(shù)語(yǔ)也經(jīng)常互換使用，盡管公用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)只是單個(gè)服務(wù)器消息塊(SMB)的實(shí)現(xiàn)。

6.超文本傳輸協(xié)議(HTTP)

HTTP通常不被認(rèn)為是一種存儲(chǔ)協(xié)議，但是它通常通過(guò)RESTful API和標(biāo)準(zhǔn)HTTP/HTTPS請(qǐng)求來(lái)支持對(duì)Amazon S3、Google Cloud Storage和Microsoft Azure等云存儲(chǔ)服務(wù)的訪問(wèn)。Amazon S3已經(jīng)成為云對(duì)象存儲(chǔ)的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)在由內(nèi)部部署存儲(chǔ)系統(tǒng)(包括NAS)支持，從而鞏固了HTTP作為存儲(chǔ)協(xié)議的作用。

HTTP是在TCP/IP之上運(yùn)行的全球互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序協(xié)議。它提供了一組在HTTP端點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)的規(guī)則，這些端點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求和接收響應(yīng)。該協(xié)議基于客戶端-服務(wù)器模型，得到了廣泛的支持和實(shí)施。大多數(shù)編程語(yǔ)言都包含HTTP請(qǐng)求功能，這使得幾乎所有應(yīng)用程序都可以使用基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)。

7. NVMe存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(NVMe-oF)

NVMe-oF建立在NVMe規(guī)范的基礎(chǔ)之上，是一種高速存儲(chǔ)協(xié)議，用于跨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(如以太網(wǎng)、光纖通道和InfiniBand)訪問(wèn)固態(tài)存儲(chǔ)。NVMe-oF定義了一種通用架構(gòu)，用于使用基于NVMe消息的命令與存儲(chǔ)系統(tǒng)接口。該協(xié)議可以支持許多NVMe設(shè)備，同時(shí)可以擴(kuò)展NVMe設(shè)備及其子系統(tǒng)之間的距離。

NVM Express公司表示，NVMe-oF協(xié)議的90%與基本NVMe相同，后者是為通過(guò)外圍組件互連Express總線直接連接到計(jì)算機(jī)的SSD硬盤(pán)設(shè)計(jì)的。像NVMe一樣，NVMe-oF可以更好地利用閃存驅(qū)動(dòng)器的固有速度，該速度通常受更傳統(tǒng)的協(xié)議和接口的限制。提供全閃存陣列的存儲(chǔ)供應(yīng)商正在迅速采用NVMe-oF，以支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型工作負(fù)載和高性能計(jì)算。許多人認(rèn)為NVMe-oF將最終成為企業(yè)存儲(chǔ)的事實(shí)上的協(xié)議。李睿譯

原文標(biāo)題：七種常見(jiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的比較

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