【IT168 资讯】在上一篇文章中，我们解释了存储工业中一些比较普通却少有人知的术语，包括FCIP、iFCP、SoIP、NDMP和SMI-S等。今天我们继续看另外4个缩略语：IB（InfiniBand）、FSPF、VI和DAFS。

　　有关总线架构的一点知识

　　首先让我们来了解一下总线架构。回顾I/O架构的发展历程并不困难，在20世纪80年代末期，XT8088上首次出现了8位扩展槽，从此以后，我们又陆续看到了16位ISA（Industry Standard Architecture，工业标准架构）总线、32位总线、IBM PS/2系统上的MCA（Micro Channel Architecture，微通道架构）、EISA（Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准结构），以及随之在1992年推出的VESA（Video Electronics Association，视频电子标准协会）。所有这一切把我们带入今天32位PCI（Peripheral Component Interconnect，外围设备互连）总线以及最近64位PCI扩展（PCI-X）总线的时代。

　　那么I/O架构的过去和现今的存储需求又有什么关系呢？说实话关系可大了。1992年以来，PCI总线一直是标准的服务器总线架构，不过看看I/O总线的发展历程，显然I/O的发展与其它技术（如CPU能力和内存带宽等）相比是有些太平静了。CPU能力的提升已经超过了I/O总线的发展，因而造成了性能的不匹配和系统瓶颈问题。

　　目前在许多企业中，IPC（InterProcess Communication，进程间通信）或集群卡、光纤通道卡，以及众多其它高带宽卡在单一服务器上的广泛应用使得PCI总线抬不起头来。PCI采用的是共享总线架构，因此所有与总线相连的设备都必须共享特定的带宽，这就意味着总线上的设备越多，每台设备所享用的带宽就越少。

　　现在PCI在服务器中的应用受到限制并不仅仅是因为它的速度，同时还因为它的可伸缩性小、故障容限（fault tolerance）水平低。对PCI进行扩展需要在主板上安装昂贵而笨拙的桥接芯片；而说到故障容限，大多数情况下当PCI扩展卡出现故障时，服务器必须离线才能更换扩展卡，这就会造成单点故障，并且服务器很可能当机。

　　InfiniBand

　　因此我们开发了InfiniBand（IB），这种I/O架构旨在弥补PCI总线的不足之处，满足现代企业对I/O的需求。InfiniBand的交换式fabric（光纤通道网络）架构采用了截然不同的设计方法，其能力不会再象共享总线一样受到限制。

　　InfiniBand是点对点交换式I/O架构，每个InfiniBand通信链路仅在两台设备间扩展，因而通信路径任一端的设备都对全部数据路径拥有独家访问权。要扩展到点对点通信以外，可以使用交换机。

　　交换机互连即可创建一个通信fabric，而且随着交换机增多，InfiniBand fabric的总带宽也增加。另外，交换机越多，冗余能力也越强，因为设备之间有了更多数据路径。下表强调了PCI共享总线与InfiniBand fabric之间的不同之处。

　　所以如果InfiniBand能够解决PCI的不足，那么是不是也可以代替PCI呢？虽然最初曾有些人认为InfiniBand会导致PCI的终结，但实际上它只是要解决一些PCI所不能处理问题。

　　InfiniBand致力于解决服务器技术的I/O问题，而不是PC机。另外InfiniBand fabric也不支持消费层客户扩展卡的安装，因而也被划归到服务器领域，而不适合于个人用户。

　　在总结上述对InfiniBand的讨论之前，让我们回顾一下构成InfiniBand fabric的三个主要组件，它们是：

　　·HCA（Host Channel Adapter，主机通道适配器）：HCA是直接安装在服务器内部的接口，提供处理器、InfiniBand fabric和服务器内存之间的通信。可以利用PCI插槽为服务器添加HCA，或者集成在系统主板上。

　　·TCA（Target Channel Adapter，目标通道适配器）：TCA适配器允许I/O设备（如磁带存储等）作为独立于主机之外的fabric的一部分。TCA利用I/O控制器指定网络协议（以太网、光纤通道或SCSI）。

　　·交换机：交换机是HCA和TCA的连接点，通过查看路由报头并将数据发送至正确地点来调整数据流。一组相连的交换机即可成为fabric。

　　FSPF

　　现在我们不说InfiniBand了，不过仍未脱离fabric的领地，我们要说的是FSPF（Fabric Shortest Path First，fabric最短路径优先）协议。存储网络利用冗余的互连交换机创建完美的网状fabric，这对确保高可用性、高性能和负载平衡是至关重要的。

　　当数据在fabric网络上传输时，也可以在冗余的路径或路由上传输。FSPF协议提供了一个可以有效选择路由的通用机制，换句话说，FSPF可以识别fabric中两个交换机之间的非常好的路径，然后更新路由表以便利用该路径。

　　那些从事IP网络工作的人显然会注意到，FSPF和OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）这两个以太网路由协议的名称很相似，FSPF确实是OSPF的衍生词，两者都是链路状态协议。

　　FSPF是FCP（Fibre Channel Protocol，光纤通道协议）的一部分，设计合理的fabric需要熟悉FSPF，以便消除瓶颈，提供足够的带宽，以及削减连接成本。

　　VI

　　VI（Virtual Interface，虚拟接口）最初是由英特尔、微软和康柏等业界巨擘创立的标准，旨在将计算机集群互连，因此VI曾被用于为集群软件提供通用接口，而无须考虑所采用的网络技术。另外，VI现在可以帮助削减网络通信带来的管理费用。

　　VI标准指定了一组硬件、固件和操作系统驱动程序，它们互相作用提升了整个网络通信的效率。在应用中，VI提供两大主要功能：减小CPU负载和反应时间，为此，VI允许直接内存到内存的数据传输。内存到内存的数据传输即数据直接在缓冲器之间传输，无须进行常规的协议处理。另外VI也允许直接访问应用，使应用程序能够直接将数据传输任务排序到与VI兼容的网络接口，无须操作系统参与。

　　DAFS

　　谈到VI我们正好来说一下DAFS（Direct Access File System，直接访问文件系统）。DAFS是一种协议，利用VI为集群应用服务器提供内存到内存的数据传输。通过VI架构和内存到内存的数据传输，DAFS消除了操作系统带来的数据管理费用。

　　这里先介绍一点背景知识，TCP/IP会消耗系统资源，因为在数据包通过TCP/IP协议栈时需要占用大量的CPU处理能力。DAFS则无须消耗如此高额的CPU管理费用而能够传输同样的数据包。

　　其中的原理是绕过协议栈和操作系统，直接将数据放在网络链路上。数据从应用缓冲区直接传输给VI NIC（网络接口卡），在此过程中，整个网络的利用率减小，应用吞吐量下降，这样的数据流即可减除处理器的大量负载。

　　在这两篇存储基础知识中，我们简单介绍了目前存储工业中一些流行缩略语。当然，这些仅仅是管中窥豹，因为还有大量其它的缩略语，而且每天还不断产生新的词汇。