【IT168 资讯】前言：中端里的中端 

　　与交换机或HBA相比，存储系统的“提速”过程要迟缓许多。君不见，支持8Gb/s FC（8GFC）的交换机和HBA已经推出，而磁盘阵列向4Gb/s FC（4GFC）的转移还没完成呢。

　　相对而言，IBM在4GFC上的态度是非常积极的。蓝色巨人在两年前就已开始出货System Storage DS4800，并由此成为第一个推出4Gb/s FC磁盘阵列的主要SAN厂商。一年之后，高端的DS8000系列和低端的DS3000系列也都进行了从2Gb/s FC向4Gb/s FC的换代，而DS4000系列更是全面转向4GFC。

　　DS4000家族主要特性对比表

 　　在DS4000系列现有的三款产品中，本文的主角DS4700 Express处于承上启下的关键位置。向上看，“小一岁”的DS4700Express继承了DS4800的主要功能，但外形尺寸和性能参数都有所裁减；向下看，如果让DS4700 Express的低端型号（Model 70）仅支持SATA硬盘驱动器，就得到了DS4200 Express，它们之间的血缘关系更为浓厚。

 从远处看，很难将DS4700 Express与DS4200 Express区分开

　　因此，要了解4GFC的发展状况，DS4700 Express是个不错的窗口。在IBM中国公司的帮助下，存储时代从IBM授权分销商北京华商达数据系统科技有限公司（简称“HSD”）借到一台System Storage DS4700 Express Model 70A，与4GFC来了一次“亲密接触”。

控制器：端口数上见分别

　　DS4700 Express有Model 70和Model 72两大型号，其中相对高端的Model 72在配置上与DS4800中最低端的型号Model 80非常接近，包括同样的Cache容量（4Gb）和主机端口数（8个），但驱动器端口数从8个降至4个，因为DS4800支持的硬盘驱动器数量两倍于DS4700 Express的112个。

System Storage DS4700 Express Model 70A（点击图片放大察看细节）

　　我们此次测试的是Cache容量和主机端口数均比Model 72减半的Model 70A。DS4700 Express采用Dual active（双活动）控制器，端口和Cache平均分配到两个控制器上，所以这台Model 70A的每个控制器各有2个主机端口、2个驱动器端口以及1GB内存。

DS4700 Express Model 70A后视图，椭圆框中的是主机接口，圆形框中的是驱动器接口，分属两个控制器（点击图片放大察看细节）

　　DS4700 Express的风扇和电源也采用双冗余、热插拔设计，加上两个控制器，四大部件呈中心对称布置，上面有较为明显的“A”、“B”标识以示区分。

处于拔出状态的风扇/电源模块A和控制器模块B

　　DS4700 Express的控制器主板上有一个DIMM插槽，我们测试的这台Model 70A配有一条DDR PC2700规格的1GB ECC内存，作为控制器的Cache。DS4000全系列的Cache都有备份电池保护，DS4700 Express自然也不例外。这个锂离子电池模块有1.8V和2.5V两种直流输出，电流均为100mA，同样采用热插拔设计，可以单独更换。

DS4700 Express控制器的结构，可以看到位于中部的内存和上方的备份电池模块（点击图片放大察看细节）

处于拔出状态的备份电池模块

　　主机与驱动器端口均支持交换式FC和FC仲裁环路（FC Arbitrated Loop，FC-AL）标准，最高速度达4Gb/s，并向后兼容2Gb/s和1Gb/s。端口连接采用SFP（Small Form-Factor Pluggable）模块，主机与驱动器端口模块被一个串口和两个RJ-45端口分开，其中2个主机端口模块旁边留有再增加2个的空间（Model 72）。

控制器A的驱动器端口（上）和控制器B的主机端口（下），箭头所指处可以看到4Gb/s的连接速度标识，此外还有用于管理的串口和RJ-45端口。两者之间的空地就是为增加2个主机端口而保留的

外形：浓缩得到精华

　　与仅控制器就占用4U机架空间的DS4800相比，在3U机架高度内放入16个3.5英寸硬盘驱动器槽位的DS4700 Express无疑要紧凑得多。不过，DS4700 Express能达到这一水平也离不开DS4800的发展。

　　DS4800可通过DS4000系列存储扩展单元支持多达224个硬盘驱动器，其刚问世时可选的存储扩展单元有两种，分别为使用SATA硬盘驱动器的DS4000 EXP100和使用FC硬盘驱动器的DS4000 EXP710，均采用3U机架规格14个硬盘驱动器槽位的设计，所以需要16个才能达到DS4800的最大驱动器数量

送测的这台DS4700 Express Model 70A配备了3个146GB的4Gb FC硬盘驱动器（点击图片放大察看细节），模块的把手上明确地标出“IBM 4Gb FC, 146GB 15K”

　　由于DS4000 EXP710仅支持2Gb/s FC（2GFC），IBM在2006年2月底宣布推出支持4GFC的DS4000 EXP810存储扩展单元。EXP810允许2Gb/s FC硬盘驱动器模块与4GB/s FC硬盘驱动器模块混载，硬盘驱动器槽位增至16个，从而使DS4800需要连接的存储扩展单元减少到14个。

4GB FC接口、15000RPM、146GB的Cheetah 15K.4，IBM的标志很显眼（点击图片放大察看细节）

　　随后推出的DS4700 Express直接坐享EXP810带来的好处，而不用面对EXP710或EXP100。其实DS4700 Express可以说相当于集成了控制器的EXP810，只需再连接6个EXP810，便能达到支持112个硬盘驱动器的上限。如果用750GB的SATA硬盘驱动器，DS4700 Express的总容量可达84TB，而即便是300GB的FC硬盘驱动器，也有33.6TB之多。EXP810的另一大贡献是，让DS4700 Express和DS4800都成为了“端到端的4GB/s FC存储系统”。

　　DS4700 Express和DS4000 EXP810的磁盘背板均为FC接口，通过所谓的“增强磁盘驱动器模块”（Enhanced Disk Drive Modules，E-DDM）来实现对FC硬盘驱动器和SATA硬盘驱动器的支持。E-DDM的奥妙在于其超出“正常需要”的长度和特别设计的螺丝孔位，使得SATA硬盘驱动器的固定位置相对靠近模块的把手，为其在接口端争取到安装FC-SATA桥接电路板的空间。

供DS4700 Express使用的500GB SATA硬盘（左）和146GB FC硬盘（右），可以看到SATA硬盘在模块上的位置更靠近把手，另一侧则安装了FC-SATA桥接电路板（点击图片放大察看细节）

　　FC-SATA桥接电路板的核心是Sierra Logic（该公司已于一年前被Emulex收购）出品的BR-2401嵌入式路由/桥接芯片，在FC一侧支持双端口（Dual port）和1/2/4 Gbps全双工操作，而SATA一侧则支持NCQ（本机命令排队）功能和1.5/3 Gbps自动速度协商。因此，即使E-DDM上安装的是SATA硬盘驱动器，在磁盘阵列的控制器看来，也仍然是标准的FC硬盘驱动器，从而解决了不同类型硬盘驱动器混用的问题。与另一种廉价FC磁盘解决方案——FATA硬盘驱动器——相比，这种方式让磁盘阵列供应商可以从大量的SATA硬盘驱动器中选择，有助于进一步降低成本。

使用FC-SATA桥接的SATA硬盘（上）和“货真价实”的FC硬盘（下），红色圆圈中即Sierra Logic的BR-2401嵌入式路由/桥接芯片（点击图片放大察看细节）

　　相对而言，要想让2Gb/s FC与4GB/s FC硬盘驱动器共存更为不易。IBM提供的资料显示，2Gb/s FC硬盘驱动器不能在DS4700 Express的4GB/s内部环境中正常工作。为此DS4700 Express的前面板上设置了一个能够在4GB/s和2Gb/s之间切换的连接速率开关，如果系统中存在2Gb/s FC硬盘驱动器，可以将开关拨到2Gb/s一侧，令所有的硬盘驱动器都工作在2Gb/s的模式下。应该说，在硬盘驱动器数量较少的情况下，这种牺牲性能以换取兼容性的做法还是可以接受的。

管理：功能与易用兼顾

　　中端磁盘阵列的应用范围最广，可能面对的环境也非常复杂，需要在功能和易用性上都有很好的表现，因此配套的管理软件就显得格外重要，而DS4700 Express没有让我们失望。

　　整个DS4000系列都通过IBM System Storage DS4000 Storage Manager进行管理，我们使用的是最新的Version 9.23（详细版本号为09.23.35.02）。以其100MB的安装包来说，对Windows系统倒也不算是沉重的负担，遗憾的是目前还没有中文版本。

IBM System Storage DS4000/FAStT Storage Manager 9的主界面，右键菜单将较为重要的管理功能集中在一起（点击图片察看清晰大图）

　　软件运行时显示“IBM System Storage DS4000/FAStT Storage Manager 9”的名称，以下简称“Storage Manager 9”。Storage Manager 9可以通过两种途径管理DS4000系列，即经由数据通路的In-Band（带内）方式和经由串口或RJ-45端口的Out-Band（带外）方式，我们测试时采用了带内管理。

存储子系统管理窗口，分为逻辑/物理磁盘和映射两大视图

　　管理存储子系统（Manage Storage Subsystem）是Storage Manager 9最重要的功能，该窗口中的逻辑/物理视图（Logical/Physical View）让用户能够创建逻辑磁盘，并对逻辑和物理磁盘进行管理，还可以查看DS4000系列磁盘阵列各部分的状态。映射视图（Mappings View）显示主机、HBA和逻辑磁盘之间的映射关系，用户可以把逻辑磁盘分配给需要的主机。当然，所有的功能项都可以在菜单栏上找到。

Storage Manager 9主程序的任务助手窗口

　　为了让软件更易于使用，Storage Manager 9提供了名为“任务助手”（Task Assistant）的向导功能，在该窗口中可以选择（自动或手动）添加存储子系统，为其命名或更名，以及进行管理。

存储子系统管理的任务助手窗口

　　存储子系统管理也有任务助手窗口，列出了配置存储子系统、定义主机、创建新存储分区、映射添加的逻辑驱动器以及改变默认的主机类型等常用功能。

部件信息窗口显示电池、接口模块（SFPs）、电源-风扇组件和温度传感器的状态及相关数据

　　考虑到DS4000系列所处的典型应用环境中往往具有不止一台磁盘阵列，寻找需要管理的系统或驱动器并非易事，Storage Manager 9提供了定位存储子系统或物理驱动器的功能，选择后对应的存储子系统或硬盘驱动器模块前方的指示灯会不停闪烁，引导用户发现其所处的确切位置，以避免诸如“误拔出完好硬盘驱动器导致数据丢失”等悲剧的发生，体现出人性化的一面。

定位存储子系统（上）和定位驱动器（下）

测试平台、软件和方法简介

　　DS4700 Express Model 70A的测试在强氧科技为存储时代定制的服务器平台上进行。这个服务器平台的核心是基于Intel 5000P芯片组的Supermicro X7DB8主板，目前只安装了一颗3.0GHz双核Intel Xeon 5050处理器，以及2GB DDR2-667 ECC FB-DIMM内存。操作系统采用微软Windows Server 2003 R2简体中文企业版，安装在Ultra320 SCSI接口的Maxtor Atlas 10K Ⅳ硬盘上。

强氧科技定制服务器平台配置

　　为了保证测试的平稳进行，强氧科技为这台服务器配备了3个500W的ABLECOM SP502-TC热插拔冗余电源。高大的立式机箱提供了7个3.5英寸和3个5.25英寸驱动器仓位，使其能同时胜任内部存储和外部存储的测试。

　　QLogic 4GB/s FC HBA

　　测试4GB/s FC存储系统，主机端当然离不开4GB/s FC HBA。考虑到大多数用户的使用情况，我们将目标锁定在FC HBA市场上收入和端口份额都业内知名的QLogic。QLogic公司向我们提供了x4 PCI Express接口的SANblade QLE2462和PCI-X 2.0接口的SANblade QLA2462，均为双端口。

　　由于Supermicro X7DB8不支持PCI-X 2.0，我们以QLE2462作为测试的主力，直接连接DS4700 Express Model 70A进行测试。驱动程序为Windows Server 2003 STOR Miniport Driver v9.1.4.15，管理软件是SANsurfer FC HBA Manager v5.0.0 build 17。

性能：4GB小试锋芒

　　不管是厂商还是分销商，为DS4700 Express这样的机器配满磁盘，专供媒体评测，都有太多需要克服的困难，我们能够得到配有3个硬盘驱动器的DS4700 Express Model 70A已属不易。不过，3个硬盘驱动器也确实有点少，给我们的测试——特别是性能测试——带来了很多不便。

　　无论如何，4GB/s FC的能力还是要检验一下的。那么，3个硬盘驱动器是否能够产生必须用上4GB/s数据通道的输出量呢？这3个硬盘驱动器是第四代15000RPM产品，持续数据传输率最高可达90MB/s，乘以3便是270MB/s，超过了2Gb/s FC所能提供的带宽（约200MB/s）。也就是说，如果将这3个硬盘驱动器组成RAID 0，应该能够达到我们的目的。

　　果然，在读取数据块的尺寸达到256KB的时候，采用RAID 0配置的这台DS4700 Express Model 70A的输出就超过了200MB/s，随后又跨越250MB/s，最终接近260MB/s。而在将FC端口的速度降低到2Gb/s之后，测试成绩最高也没能超过185MB/s，2Gb/s FC确实成为了瓶颈。

　　不知是不是硬盘驱动器太少的缘故，RAID 5配置的顺序读取性能不太令人满意，只与单个硬盘驱动器的效果相当。不过，在随机读取测试中，RAID 5的表现并不逊于RAID 0，并发任务数为16之后的IOPS就达到了725左右，接下来几乎不再变化，看来DS4700 Express Model 70A的随机访问能力应该还有继续提高的余地

　　感受：4GFC走入SMB

　　刚问世时并非端到端4GB/s FC架构（后端驱动器端口仍为2Gb/s）的DS4800能够成为最早在市场上取得成功的4GFC存储系统，抢占先机和出色的设计缺一不可。而DS4700 Express不仅采用了端到端4GB/s FC架构，还有着更大的目标市场，应该说都是普及的有利因素，但我们也应该看到，竞争对手的数量已不可同日而语。

　　DS4700 Express继承了DS4800的主要功能，对其目标客户而言已经足够强大，这也使得易用性成为我们关注的重点，毕竟中低端用户的IT专业知识相对缺乏。可喜的是，DS4700 Express的软硬件设计都较为人性化，既有明确的标示和向导，也有很多帮助防止误操作的措施，尽力避免用户因处理不当而陷入迷惑，甚至造成不可挽回的后果。笔者相信，即使是缺乏FC使用经验的中小型企业（SMB）用户，同样能够较为轻松地部署和管理DS4700 Express，并从此进入4GB的时代