【IT168 专稿】在IT界有个摩尔定律，根据摩尔定律的推论：2003年2Gb光纤技术的诞生预示着在两年内会有更快更好的技术来替代它， 2005年，4Gb光纤果然如期而至，并逐步走向应用。

    早在2004年，Brocade、前McData等交换机厂商已经推出了4Gb的光纤交换机，但当时存储系统、HBA卡等相关产品还没有推向市场。步入2006年，各厂商陆续推出4Gb光纤新品，徘徊了一年多的4Gb光纤市场显得热闹非凡，甚至有媒体乐观断言：4Gb光纤时代将引领5年存储市场。那么光纤4Gb普及时代真的即将来临么？4Gb光纤存储未来发展趋势如何？从2Gb到4Gb，有哪些因素会阻挡4Gb普及的步伐？

    本文将从光纤通道的发展历程开始，分析4Gb光纤带给用户的价值？以及光纤4Gb的未来发展趋势。

五层协议实现高速传输
    与以太网通过TCP/IP协议一样，光纤通道也有它的协议栈，光纤协议栈共划分了5层，每一层都有一个清楚的描述，提供不同的功能，且相互之间相互联系，保证数据能够正确、完整、及时的传递给对方。

    FC-0层是描述光纤的物理接口，包括传输介质、发射机和接收机及其接口。FC-1层则描述了8B/10B传送码，该码型可以实现传送的比特流的DC均衡，另外，该编码具有检测某些传送和接收误差的机制。

    FC-2层是信令协议层，他规定了需要传送成块数据的规则和机制。且FC-2层是最为复杂的协议层，它提供了不同类型的服务，分组、排序、检错、传送数据的分段重组，以及协调不同容量的端口之间的通信需要注册服务。

    FC-3层提供了一系列服务是光纤通道节点的多个N端口所公用的。由于必要性限制，故对这层尚未给出明确定义，但是它所提供的功能适用于整个体系结构未来的扩展。FC-4层提供了光纤通道容量到已存在的更上层协议的映射，这些协议包括因特网协议（IP）或者SCSI（小型计算机系统接口）或者FICON（单字节命令编码集或者ESCON）等。

技术瓶颈成为普及障碍
    2Gb光纤通道发展到4Gb光纤通道，其物理层上没有本质的差别，都是采用完全相同的接口标准LC SFP，在未来10Gb光纤通道上还会继续沿用这样的接口标准。这样看来光纤技术从2Gb过渡到4Gb应该是毫不费力的，然而用户关注的是整体存储网络的性能，而不是单纯接口速度的提高，在光纤4Gb的推广中，还有技术瓶颈有待突破。那么我们一起来看一下，阻碍光纤技术发展的瓶颈到底在哪里？

    在所有IT产品中最有技术含量、最有设计难度的芯片，或许会成为4Gb产品发展的障碍，毕竟芯片的研制和投片生产是一个过程，需要众多厂商的支持，在这个过程中设计的失败是难免的。从2Gb到4Gb，带宽翻了一番，在相同大小的芯片上完成速率的倍增需要IC设计提供更高的技术含量。

    但是早在2002年，被Emulex收购的Vixel已经研制出具有20个端口交换功能的芯片，同时支持2Gb的光纤带宽，它对外能提供40Gb的带宽，这种芯片系统的领先设计已经具备很高的水平，足以满足4Gb带宽所需要的设计水平。也正是因为4Gb芯片技术的成熟，才能为今天火热的市场提供了核心技术保障。

    从系统总线来看，从1Gb发展到2Gb时，当时的最常用的是33MHz外频工作的32位PCI总线系统，该条件下的理论带宽最大为1Gb多一点，当时来看PCI总线是瓶颈。但是随着技术的发展，主频在增高、总线在扩展，当发展到66MHz、133MHz外频、64位PCI-X或PCI-E时，总线能够提供足够大的带宽，那么总线发展的速度也不会成为光纤通道发展的瓶颈。

    对于磁盘阵列的存储系统，与服务器连接相连接的光纤HBA卡和存储系统控制器的技术早已是先行一步，HBA卡现在普遍采用了4Gb的，而存储系统控制器接口同时兼容1Gb、2Gb、4Gb甚至绑定构成更高带宽的光纤接口，控制器接口带宽也不是光纤发展的主要问题。

    从上面的分析来看，光纤协议底层物理设备、光纤控制芯片、系统总线带宽、磁盘阵列控制器接口等都不是光纤发展的瓶颈，他们在4Gb光纤发展的道路上已经为4Gb的发展做好了充足的准备，开辟了道路。那么有这么多的外围设备已经准备就绪，到底为何光纤4Gb在不温不火的炒作中徘徊了一年也没有迅速发展起来？

    从光纤通道的来看，为光纤产品提供市场的主要有三方面的产品领域：一是主机端连接设备；二是磁盘端连接设备；三是两者之间连接设备。主机端主要是光纤通道HBA卡，磁盘端主要是控制器的接口和磁盘接口，两者的连接设备就是交换机。这几方面笔者在上述没有涉及到的是磁盘接口。

    说到磁盘接口，所有的4Gb产品除了磁盘外，其它的产品都是纯粹的电子设备，电子设备是通过电器信号来实现，它的速率和延迟跟机械设备不在一个数量级上。给大家举一个不是很贴切的例子，电子在一秒中能够绕地运行8圈，而要是做最快的交通工具飞机也要几十个小时。这就是机械与电子的差别。磁盘的内部结构采用机械臂来查询数据，因此这是4Gb最为严重的一个技术瓶颈。

市场竞争挤压发展空间

    任何技术、产品的发展都要受到市场的影响，4Gb光纤通道技术也不例外。2Gb发展到4Gb的技术很快实现了，但是相关的产品及市场没有能够随着技术发展而迅速发展起来。其一固然是光纤技术本身还有尚未突破的瓶颈。另外一方面，磁盘市场技术的多样化也给光纤技术带来巨大的压力，SAS、iSCSI等技术正不断取得突破，纷纷争抢光纤存储市场的蛋糕。

    首先我们看SAS给4Gb光纤带来的威胁：SAS脱胎于SCSI，是串行SCSI技术，在主机端会有众多的厂商兼容。在主机端，SAS采用了点到点的连接方式，每个SAS端口提供3Gb带宽，四个端口能够提供高达12Gb的带宽，它是4Gb光纤的3倍，这种方式不仅提高了高可靠性和容错能力，同时也增加了系统的整体性能。在磁盘端，SAS协议的交换域能够提供16384个节点，而光纤环路最多提供126个节点。

    磁盘的扩展性是SAS的另一个显著优点。SAS磁盘阵列一般会兼容SATA硬盘，针对不同的业务应用范围，在磁盘端选择不同的存储介质，按需降低了用户成本。同时SAS产品的成本从芯片级开始，成本都远远低于FC，两者构架一个网络所需要的成本会有几个数量级的差别。那用户为什么还要一定选择4Gb FC呢？

    光纤市场的另外一个敌人则是iSCSI。iSCSI技术经过几年的发展，逐渐成熟起来，相关iSCSI的产品也在市场上紧俏起来。iSCSI技术突破了距离的限制，利用已经成熟的以太网络发展了存储区域网络。随着以太网的发展，10Gb带宽逐渐发展、成熟，在特定的行业、特定的用户应用下，管理成本和维护成本都在降低的条件下，iSCSI网络存储是值得用户尝试的选择。

    更为重要的是国际上众多厂商支持iSCSI技术，如IBM、EMC、Cisco、HP、Microsoftware等主流存储厂商、软件厂商等，他们在iSCSI技术和产品上投入了巨额的资金用以研发和推广。在当前IT行业被少数几个大公司掌控的时代，这些大公司的投入的首要目的是追求投资回报，只有投资资金取得回收效益，才能满足他们更好的发展，因此在用户对技术、方案比较迷茫的前提下，大公司的行动随时牵动市场的发展的方向。

未来发展需冷静看待
    尽管4Gb目前还存在一些自身缺陷和市场威胁，但光纤4Gb仍然取得了长足的发展，今天4Gb存储产品与2Gb存储产品之间的价格门槛已经基本消除。在与2Gb光纤产品价格相差不大的情况下，用户即可购买到4Gb光纤产品。从这个现象看，光纤4Gb即将成为光纤存储的主流标准。

    但是光纤4Gb绝对不是简简单单的Double 2Gb光纤存储的效能，除了传输速率，硬盘读写速度也是制约存储系统整体速度的重要因素。这个因素不但制约4Gb 光纤的发展，同样也制约下一代10Gb 光纤技术发展。只有当整体网络性能提升后，用户才能真正享受到4Gb带来的便利和快捷。用户只有正确认识4Gb光纤存储的实际意义，购买过程中才不会过于盲目。

    下一代光纤存储的宠儿将是10Gb，现在断言10Gb 光纤何时成为热点还为时尚早，然而10Gb光纤的实现对目前的4Gb乃至2Gb相比也并没有突出的技术突破。如果用户有深层的需求，各厂商大力支持推广，10Gb光纤在技术上相信很快能够得以实现。

    但是由于SAS和iSCSI技术的发展，两者在扩展性、连接距离、容错性等方面起到了很好的互补作用，同时两者带来的成本远远低于4Gb FC的成本，一些存储厂商放弃了纯粹4Gb FC全光纤阵列的发展，改为重点发展SAS产品，譬如Xyratex。专门从事iSCSI方案构建IP SAN的公司也比比皆是，像Intransa、huawei3com等。这也是很多厂商在推广光纤4Gb后，并不急于开发10Gb光纤产品的原因。

    由于SAS和iSCSI的发展，给予用户更多的选择，对于光纤存储市场的需求自然下降。光纤存储市场受到极大的威胁和挤压，并且这种侵蚀的范围在扩展。缺乏用户需求层面的支持正是光纤技术从2Gb发展到4Gb步履缓慢的重要原因，4Gb姗姗来迟有着深层次的原因，用户还需冷静看待光纤4Gb的发展！