Z-SANTM 技术：奇妙的SoIP技术的实现

令SoIP成为现实

    Z-SAN技术利用SoIP的奇妙之处创建了一个高效、强大可扩展的存储平台。

    Z-SAN技术在体系结构方面与光纤通道类似，它们都是使用简单而可靠的“initiator-target”（“源－目标”）读写方式。不过，与需要使用昂贵、专用硬件基础设施的光纤通道定制协议不同，Z-SAN技术使用标准UDP协议来获得同样高水平的效率和响应速度。

    Z-SAN技术结合了与TCP类似的数据包保证方法，但带宽利用率远远超过了90%。磁盘上的数据块被组织为使用简单标识符的地址形式，从而提供了一种高效且可靠的网络存储通信协议，足以支持要求最苛刻的数据中心应用。

    Z-SAN技术的组成

    Z-SAN技术由以下2个关键组件为其提供支持：

※ 客户端驱动程序对文件系统命令进行解释，并将其转换为块级别的Z-SAN网络传输指令。
※ 网络适配器或逻辑控制器接受Z-SAN命令，并将其直接转换为面向磁盘的I/O命令或有效负荷。

    这种简单而优化的方法令Z-SAN技术能够提供一些少有的功能，包括：

※ 将物理磁盘分解为可通过IP进行寻址的虚拟分区；
※ 将IP分区“组合”为跨区卷、条带化卷、镜像卷和拥有奇偶保护功能的逻辑卷；
※ 不使用昂贵的RAID硬件就可以提供其全部功能及性能特征；
※ 可在不降低性能或可管理性的前提下，在数据块级设备上实现全面的文件和卷共享；
※ 分布式控制器架构可对容量和性能进行顺畅和不受限制的扩展。

将物理驱动器分解为可通过IP进行寻址的虚拟分区

    Z-SAN平台将物理磁盘驱动器分解为被称为“IP分区”的逻辑分区。在为磁盘和IP分区指定唯一的IP地址之后，网络中的任何客户端设备都可以对这些地址进行访问。IP分区的优势包括：

※ 可从IP网络中的任何位置直接访问所有IP分区；
※ 可灵活地将IP分区组合为卷和RAID结构的任意组合——无论这些IP分区所在的物理地点如何，而且可以跨多个设备进行这样的组合；
※ 可通过一个单一的广播指令对网络中的设备进行编目和监控；
※ 可将应用的存储需求与物理磁盘和设备的限制分隔开来

IP分区的组合消除了物理边界，提高了可扩展性

    IP分区由一个或更多磁盘驱动器上的一系列LBA组成，通过IP地址对其进行寻址，任何PC客户端都可通过标准IP网络对其进行访问。通过使用标准IP单播或组播模式，Z-SAN对IP分区进行单独或分组编址，并以一个或更多逻辑卷的形式将其呈现在操作系统中。其中，IP分区组可以很简单（只包括一个或两个IP分区），也可以很复杂（包括数千个IP分区）。因为IP网络能够自动和无缝的为Z-SAN指令提供路由，所以这些IP分区组不受磁盘本身所在物理位置的限制。通过组合IP分区，Z-SAN技术可以生成大型卷，而组成这些卷的磁盘可以位于不同的磁盘柜、机房甚至城市。目前，单一分区的最大存储容量可达128PB。

    将IP分区组合为逻辑卷可以提供以下优点：

※ 能够创建大容量逻辑卷，无论存储磁盘在什么位置或尺寸大小；
※ 可灵活创建复杂结构，如镜像卷、条带卷、跨区卷和多重RAID结构；
※ 每当在条带中增加一个新的虚拟组件，都可以令带宽增加（性能也会提升）；
※ 跨条带的高性能数据传输，无需受专用RAID控制器在成本、性能或可扩展性方面的限制；
※ 可自由将不同型号磁盘组合为单一的可用卷。

分布式控制器架构可实现不受限制的调节性能

    Z-SAN技术不需要使用中央RAID控制器作为中间存储模块，而使用一种分布式控制器架构，Z-SAN以配对方式通过IP交换机为每一磁盘匹配一个模块化控制器。Z-SAN平台中的控制器扮演四重角色：

※ 监视与其配对磁盘上的IP分区为目标地址的数据包网络流量；
※ 如果数据包流量以其任意IP分区为目的地，那么就对相关指令进行处理并发出应答信息；
※ 如果数据包的目的地不是属于其IP分区，则以静默的方式丢弃该数据包；
※ 起到DHCP客户端的作用，获取配对磁盘上所有分区的IP地址。

    磁盘的增加显然可以带来更大的存储容量，与此同时也会成比例增加逻辑控制器的数量，进而增加了磁盘阵列的处理能力和智能。分布式控制器架构所独有的优势包括：

※ 磁盘容量的增加可导致性能和智能的线性增加；
※ 控制器相互之间可以进行通信和数据传输，不会给主机带来负担；
※ 无需定制ASIC或其它昂贵的电子设备；
※ 摒弃了有可能成为单故障点的传统控制器，增加了可靠性；
※ 消除了中央RAID控制器带来的传统性能瓶颈和可扩展性限制。

无需RAID控制器的优异硬件RAID技术

    传统RAID控制器提供以下三种主要功能：
※ 将磁盘阵列虚拟为一个或更多的逻辑卷；
※ 计算每段数据所在驱动器和数据块的位置；
※ 进行奇偶计算，支持数据的写入和重建。

    Z-SAN技术将分布式控制器架构与IP分区组合能力结合在一起，这种结合在不需要传统RAID控制器的情况下提供了优异的硬件RAID功能。通过组合IP分区并将一组IP分区以单一逻辑卷的形式呈现在操作系统中，Z-SAN技术可以实现非常复杂的RAID结构。使用Z-SAN技术提供硬件RAID功能所能带来的独特优势包括：

※ 通过使用分布式RAID处理可对RAID组件进行线性扩展，卷的大小几乎不受限制；
※ 可在无需改变网络或RAID配置的情况下重新对RAID结构中的磁盘进行部署；
※ 建立大型可扩展数据条块、镜像和高级RAID结构，不受单一物理设备或地点的限制；
※ 可在RAID结构中混合使用异构驱动器，无需考虑驱动器的制造厂商、存储容量和转速（RPM）如何；
※ 能够管理单一物理磁盘上的数据条块和移动镜像，在不降低可靠性的情况下创建范围更广的数据条块，防范数据丢失。

Z-FS?文件系统可在块设备上实现文件和卷共享

    Z-SAN技术包括一个拥有多个启动程序的文件系统，可在块级设备上实现文件和卷共享。Z-FS文件系统可在不降低性能和可管理性的情况下允许多个用户同时读写文件。Z-FS文件系统基于来自合作伙伴公司DataPlow（www.dataplow.com）的技术，优于传统的基于服务器和NAS的文件共享方法，创造了一个比传统技术更易于管理且扩展成本更低的数据存储环境。

    Z-FS文件系统的优势包括：

※ 高性能文件和卷共享与优异的可管理性相结合；
※ 通过日志提供先进错误恢复功能；
※ 直接多用户访问，不需要访问控制服务器的干预，消除了性能瓶颈；
※ 可在异构计算环境中支持多种常见的操作系统；
※ 自动碎片整理。