【IT168 专稿】在过去的十年中，光纤通道（Fibre Channel）作为一项传输协议技术在网络存储领域取得了极大成功，为厂商和用户提供了全新的存储解决方案：包括更好的块传送性能，高可用存储存取，先进的数据中心备份及数据保护，虚拟化的高层存储服务以及高级管理工具。可以说，近十年来网络存储产品的演变发展，有很大一部分是围绕着光纤协议在存储领域的应用与发展变迁。

    今年是IT168网站成立十周年，我们为大家总结梳理了近十年来光纤网络存储领域的发展简史，列举各个阶段的一些代表性网络存储产品，希望通过我们的梳理，能够让大家把握整个网络存储领域的演变路线，并了解整个网络存储演变历程中，有如暗夜中的明星一般熠熠闪光的技术、厂商和产品。

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1988-1995，光纤前传

    光纤协议的诞生要追溯到1988年，发展至今，已经在存储领域内占据了绝对的主导地位。尽管今天，FCoE、iSCSI等新的协议层出不穷，在传输协议技术上我们有了更多的争议与质疑，但毋庸置疑的是，光纤协议仍然是今天网络存储领域的最主流技术，在可预见的未来，光纤也将持续占据牢固的统治地位。

    但是如果我们将时间的指针回指向20世纪80-90年代的时候，情况却完全不是这样：上世纪80年代末期，RAID理论趋于成熟，工业开放性组件开始逐步冲击大型机计算环境，存储正处于刚从大型机环境中独立出来的萌芽初期。

    一些厂商开始在这个领域进行探索和尝试，但那时候的厂商在构建磁盘阵列的时候基本没有别的选择，那个年代是SCSI协议纵横存储领域的年代，基本所有的厂商都采用SCSI协议来构建存储系统。

    SCSI年代的代表产品有很多，但我们很难找到特别详细的资料，HDS于1995年推出的Freedom Storage 7700，已经是较为成熟的RAID磁盘阵列，也是业界第一款具有冗余部件设计的高可用存储系统，内部连接则主要采用了SCSI协议。

    HDS于1998年推出的7700E，是7700的升级版，最大支持1.6TB容量，号称是当时最快的存储系统，但7700E是通过采用12,030RPM高速磁盘获得性能提升，而不是从内部连接协议和体系架构上来改进产品。

    作为一种共享总线技术，并行SCSI存在着致命的缺陷：一个通道理论上可以连接15个设备，而由于带宽有限和不完善的争用仲裁机制，实际上只能容纳4至6个磁盘驱动器，给磁盘阵列的设计和扩展带来了很大的困难。加上并行技术的种种局限，单一系统内部的磁盘驱动器数量很难超过100个，普遍的中低端的磁盘阵列则仅支持几个至十几个磁盘驱动器。

    而在前端主机接口领域的应用方面，SCSI传输协议最大只能支持25m的传输距离，在机房布置上缺乏一定的灵活性，且完全无法支持主机和盘阵相隔距离较远的应用环境，例如容灾、远程备份等等。同样受限于并行总线技术的局限，SCSI接口所能连接的最大主机数量也受到严重限制。

    基于并行SCSI总线协议在磁盘阵列前端和后端扩展均存在着巨大障碍，从1995年-1997年间，一些存储厂商已经开始尝试在磁盘阵列内部引入光纤协议技术。

1995-1997，萌芽阶段

    光纤协议最初作为一项研究项目诞生于HP、SUN和IBM等公司组成的研究小组实验室中，协议的最早版本于1988年正式公布。

    最早设计光纤协议的开发者们其实并没有考虑到存储领域的应用，而是将光纤作为一种高速的骨干网络技术推出，包括了物理层、链路层、网络层等一系列网络化元素，拓扑上也定义了FC-AL光纤环路、Fibre光纤交换两种结构，希望能够满足包括IP数据网络在内的多种目的。

    曾经有几年，光纤协议的开发者认为这项技术有一天能够取代以太网和FDDI网络，即使到20世纪90年代中期，一些关于光纤协议的研究文献也仍然在讨论光纤协议应用于高速骨干网络的优势和能力，将该技术在存储领域的应用作为不重要的应用领域放在了第二位。

    前面提到过，基于SCSI协议的磁盘阵列产品在设计扩展上存在着诸多局限，一些厂商开始探索将光纤引入到存储领域，首先被替换的是前端的主机通道，很快这种光纤主机接口的解决方案就被多数厂商接受，成为光纤在网络存储领域应用的萌芽。

    EMC的Symmetrix系列最早起步于大型机存储，由于率先在大型机存储系统上采用5.25英寸标准磁盘，大幅度降低了成本，在很长一段时间内独步高端存储市场。此前，大型机存储通常都采用专门定制的14英寸机械磁盘作为存储器，价格非常昂贵。

    1997年，EMC首次推出了支持光纤主机接口的Symmetrix 3000/5000，尽管前端主机接口已经向FC迁移，但后端连接却仍然沿用了SCSI连接。而HDS公司Freedom Storage 7700E在1998年最初推出的时候还不支持光纤主机接口，但很快也增加了对光纤接口的支持。

    但是光纤在存储领域的应用决不仅仅满足于前端主机接口的替换上，当前端SCSI接口被光纤取代后，极大的提高了对前端主机的传输性能和传输距离，原来低效率、低速度和短距离的缺点被彻底克服，后端磁盘SCSI总线扩展的局限性就更加充分的暴露出来，为此，厂商也同时在寻求后端磁盘通道的解决方案。

    同样是在1997年，Data General公司的CLARiiON分部大胆地在其FC5000阵列中采用了当时刚出现不久的FC-AL（Fibre Channel Arbitrated Loop，光纤通道仲裁环路）技术，据说性能两倍于同时期的SCSI磁盘阵列。到了1999年，Data General被EMC收购，CLARiiON在后来漫长的岁月中担当起EMC中端旗舰的重任。

1997-2000，奠定基础

    其实1995-1997年间，FC刚刚开始替代SCSI协议的时候，SCSI已经发展至Ultra320，传输速率为320MB/s，FC还处于2Gb速率的时代，传输速率为200MB/s。看起来，应该是SCSI比FC的传输效率更高。但是为什么诸多的厂商宁愿接受当时FC相当于SCSI一半的传输速率，毫不犹豫转向了光纤通路呢？其深层原因还是因为FC在技术指标上的一些独特优势。

    例如一条SCSI总线上16个节点设备已经到可管理的极限了，而单条FC-AL仲裁环的极限却是128节点，这个限制的突破，使得磁盘阵列的后端可以挂接更多的磁盘，很容易就在单台磁盘阵列上实现上TB、几十TB甚至上PB的容量（通过连接扩展柜）。这在SCSI年代是不可想象的，例如我们看到，即使是高端的SCSI存储系统，其最大容量通常也只有几个TB。

    其次，虽然单条FC-AL的速度比一条Ultra 320总线低，但多条总线和多个后端通道可以集成在一个控制器上，而SCSI协议由于是并行传输，接口和线缆都很宽大，想集成在一个狭小的空间非常困难。再加上光纤其他的种种优势，综合起来，基于光纤的磁盘阵列无论在扩展性、性能和可靠性上，相比原来的SCSI阵列都提高了一大步。

    但是在光纤通道向网络存储领域的征服道路上也并非完全一帆风顺，IBM于1990年推出的SSA协议是另外一种高性能硬盘驱动器接口，成为这时期光纤通道最主要的竞争者。IBM在1999年推出的ESS存储系列，以鲨鱼（Shark）的代号更加广为人知，就是一系列基于SSA标准的成功产品。

    其实IBM在存储领域曾经有着极为辉煌的历史，包括1956年推出世界上第一块硬盘RAMAC 305，也包括1988年推出的第一代代号为“Hagar”的工业RAID存储设备，是今天所有磁盘阵列产品的最早雏形。

    蓝色IBM的银鲨（Shark）在存储系统市场上也曾经叱诧一时，以其与大型机运算环境的完美结合在高端市场拥有强劲的竞争力。但是更多的磁盘制造商希望摆脱IBM对整个大型机运算市场的控制，更愿意用一种开放的协议来定义磁盘接口，以希捷为代表的磁盘供应商开始大规模生产光纤接口硬盘，并最终推动光纤协议全面占领网络存储领域。

    随着开放处理平台的日益兴盛，大型机时代也逐步走向没落，SSA协议标准相比光纤通道显然在开放性上存在劣势，IBM的Shark系列也最终放弃了自己的SSA标准，转向了光纤协议，并逐步演化成今天的DS系列。

    光纤的标准一旦确定，更多的公司开始在这个领域发挥创新。2000年，HDS公司发布了第一代基于Hi-Star光纤交换架构的存储系统Lightning 9900。Hi-Star架构是HDS秉承多年大型主机的设计理念推出的架构，将众多大型主机中的成熟、高效的技术应用于存储系统之上，奠定了HDS高端存储系统的体系架构基础，一直沿用至今。 

 

    Lighting 9900只是HDS基于Hi-star架构的第一代产品，一经推出立刻受到高端用户的认可，随后的几代产品迅速在高端存储市场打开了局面。HDS Lightning 9900V是这一架构的第二代产品，在性能和扩展性上有了更大的提高，并与IBM Shark系列，EMC Symmetrix系列在高端市场逐步形成了三足鼎立的局面。这一竞争局面到今天虽然有了微妙的变化，但大体仍然保持着势力的平衡。

2000-2003：走向繁荣

    到了2000年的时候，HDS的Lightning 9900系列前端和后端已经全面完成从SCSI到光纤的过渡，IBM的Shark系列前端实现了FC、SCSI、SSA以及Ficon多种接口协议的支持，后端采用自己独特的SSA连接协议，但SSA本身是一种高性能磁盘通道协议，因此即使Shark在后端不支持光纤通道，也仍然在高端市场拥有广泛的市场认可度。

    只有EMC Symmetrix系列，虽然在前端已经实现了光纤主机接口的支持，但后端仍然沿用了老旧的SCSI协议技术，在中高端市场的竞争中不免处于劣势。

    其实，最后一代基于SCSI总线协议的Symmetrix 8000已经支持到了384块磁盘，使用扩展性极为有限的并行SCSI总线协议实现整体系统384快磁盘的支持，实际上是一项庞大而复杂的工程，就总体成本而言，基于SCSI的EMC Symmetrix相比IBM Shark以及HDS Lightning未必就占有优势。但在高端存储系统中沿用过时的技术，仍然使EMC Symmetrix系列受到业界的质疑和诟病。

    到了2003年，EMC第一款基于直连矩阵架构的高端光纤存储系统终于问世，后端首次在其高端阵列中采用了FC-AL的连接方式，在业界看来，这一产品的发布对于EMC来说显然有些拖延和滞后，所幸这款产品很快得到了市场的认可。EMC也在产品命名上强调了该产品基于FC的高端品质：DMX系列是Direct Matrix Architecture的简写，代表“直连矩阵架构”，并行SCSI可无法做到。

    就像HDS的Hi-star架构一样，DMX架构成为EMC高端产品线的架构基础，几经升级和修改一直延续到今天，直至2009年（今年）EMC发布更新的v-max架构。新发布的v-max架构将与DMX架构一起成为EMC高端产品线的两大产品系列。

    尽管姗姗来迟，但EMC总算是彻底完成从SCSI到FC的过渡，此时光纤通道已经成为中高端磁盘阵列不二之选，FC的两种架构，一个称霸前端，一个雄踞后端，牢牢把持网络存储领域的核心地位。光纤通道正式迎来了在网络存储领域的辉煌鼎盛时代。

    在这一阶段值得一提的事件还包括，EMC收购Data General公司后，于2002年正式推出第一代中端产品线，CLARiiON CX200、CX400和CX600，此后，CLARiiON系列也几经升级换代，推出了包括CX300/500/700、CX3、以及最新CX4多个系列的产品，但基本架构仍然沿用了最早Data General公司的产品雏形。
   
    HDS也在2002年对第一代Hi-Star进行了改进，在原有Hi-Star结构基础上提高核心运算能力，增加内部通道数量和带宽，升级前后端控制器上的CPU，推出了基于Hi-Star II结构的9900V高端存储系统，该系统的性能、扩展性、可靠性等全面超过9900，成为HDS公司又一个成功的高端存储系统，在当时的存储市场极具影响力，是极为经典的一代高端存储系统。