基于以太网的ATA标准传输协议介绍
TT中国
Michael Zhang 译
摘要：基于以太网的ATA传输协议（AoE）起初是由几位来自贝尔实验室的技术人员设计的一项开源社区计划。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，这也是一家在AoE存储阵列市场上的大公司。除了Coraid之外，还有另外的一些小公司也支持这项协议，他们都有一些开源存储方面的专家参与其中。
Abstract：
Key words :
通过阅读本文您将了解基于以太网的ATA传输协议（AoE）。之后笔者会向您介绍为什么AoE协议最后会成为Coraid业务的未来展望，以及10个有关ATA在以太网上传输的十个相关知识点。
基于以太网的ATA传输协议（AoE）起初是由几位来自贝尔实验室的技术人员设计的一项开源社区计划。在背后支持AoE的最大公司就是Coraid，这也是一家在AoE存储阵列市场上的大公司。除了Coraid之外，还有另外的一些小公司也支持这项协议，他们都有一些开源存储方面的专家参与其中。
这个协议的支持者声称ATA传输协议以其基本设计上的优越性，可以实现以较低的成本在提升传输的可靠性和性能。基于以太网的ATA传输基本原则就是简单，如同在局域网的传输性能，此外，过去的一些传统意义上对数据存储的假设也将被新协议所取代。
当然，将存储聚合到网络上已经不是什么新鲜的东西：IT架构师们在过去的近20年里，一直都在使用NAS设备，这就是通过NFS或者SMB也是CIFS协议来实现的。如今iSCSI协议也作为光纤交换FC的替代品用于存储区域网络（SAN）上。基于以太网的光纤通道（FCoE）也是将存储聚合到网络上的有力体现，然而这并不是我们的唯一选择，AoE存在的时间其实比FCoE更久。
有关AoE的十项小知识
基于以太网的ATA传输对许多企业级数据存储架构师来说不一定非常熟悉，但是但凡使用过AoE的人都会非常喜欢它。下面我们将一起分享有关AoE的十项小知识：
1）基于以太网的ATA传输协议已经问世十年有余，并且是开放式的标准协议。
2）Coraid公司是这项协议的主要支持者，但是其他的公司仍然会销售一些与之兼容的硬件产品。
3）在不封装的前提下，AoE的客户端会将I/O请求分割成以满足最大传输单元同等长度的大小。
4）基于以太网的ATA传输模式是无连接的传输模式并且不会使用序号，使用的是每个请求的标签来保证I/O传输的正常。
5）目标端或者LUN通常是通过数字来识别存储阵列，而网络可以兼容更多的客户端和目标。
6）包重发也是有这个协议完成的，通过加标记来消除请求“次序打乱”上出现的问题。
7）在不用特殊协议或者配置的情况下，AoE协议可以支持多个主机发起、网络连接和目标端。
8）AoE协议本身并没有安全上的限制：尽管基于网卡地址的访问控制列表已经配置好，但因为他们本身没有有关会话的控制，因此任何人都可以往任何存储系统里面写入数据。
9）基于以太网的ATA传输协议也是不能路由的，因此仅限于本地网络上。
10）从实际角度考虑，几乎任何的硬件都可以用于AoE，从基本的LOM口到客户的交换机再到企业的设备上。
对于基于以太网的光纤通信来说，也许种类繁多差别也不小，然而对于基于以太网的ATA传输协议来说，他们使用的几乎是同一种全新的数据中心协议：这种协议能够实现将现有的ATA存储协议之间转换成为基于以太网的协议而不选择高层协议，如我们所熟悉的基于TCP/IP协议的iSCSI协议等。
基于以太网的ATA传输协议或成为SAS协议的替代品
作为iSCSI和FCoE两种协议的核心部分，SCSI，期初是被设计为在一个可信赖的链路中传输的，而不是在一个多链接不可预测的网络中应用，比如以太网。在FCoE背后使用的技术也仅仅是为了让以太网变得更为可靠也让传输于其上的光纤传输变得更有可预见性，也让iSCSI在TCP协议中传输时一旦出错，可以自己重新尝试连接。
基于以太网的ATA传输协议相比而言，就更像是为以太网设计的产品。AoE并不是基于连接的，因此如果在网络上I/O可以包含更多的数据包和链接，性能自然也会更好一些。AoE协议有着它自己的类似于TCP协议的拥塞避免系统，并且能很好的用于改变网络情况。
将Coraid公司的产品用于大规模存储
使用这项技术的主要案例是用于成本低廉、容量较大的存储上。基于以太网的ATA传输的客户端可以实现无缝的将存储映射到多个存储阵列中，并且相比于FCoE和iSCSI协议或者NFS协议而言，所需要的运算资源也相对较少。这大大的简化了存储阵列、主机驱动并且也显著的降低了成本。
我所遇到过的少数的AoE用户将它作为SAS的替代品用于卷存储管理中，比如能够将Coraid公司的阵列放在一起实现海量数据存储。与此同时，他们也会大量宣传在可扩展性方面的特性，并且声称他们能做到将以太网的每一条链路都充分利用起来。
一家金融公司的管理员抱怨说，他可以以臭名昭著来形容基于以太网的ATA传输协议，他说，“它扩张的速度简直是太可怕了，就好像把所有的应用和数据全部都捆绑在了一起。”
在俄亥俄州某市的一个使用Coraid EtherDrive产品的案例中，我们能够看到基于以太网的ATA传输协议的妙用，在案例中他们使用了这项技术满足了随着校区扩大多媒体文件存储的需求。这就成为了一个以AoE技术赢得客户的经典案例。
基于以太网的ATA传输协议的命运注定已经和Coraid公司的前景联系在了一起。我们不去考虑技术上的局限性，这对于一家企业来说，将他们的命运放在一个不太常见且适用范围也很局限的协议上是否是一个明智的决定？这是一个值得我们考虑的问题。
Coraid公司比其他人都更能坚持，新的管理团队最近也获得了一笔新的风投。Coraid公司的存储阵列价格相对低廉，并且实施起来也不会非常复杂。虽然在新旧存储系统中进行迁移切换可能或带来相应的风险然而基于以太网的ATA传输协议在作为解决方案与SAS、iSCSI或者FC整合起来并不是一件难事情。
在基于以太网ATA传输协议的支持和整合性上仍有挑战
服务器上的支持是一个可以考虑的问题。软件驱动也许到处都有，但是基于以太网的ATA传输协议并不是广泛支持的，除了我们所知的Linux和OpenBSD操作系统之外。VMware的ESX操作系统在AoE的高可用性和扩展性方面是一个很好的平台，但却没有合适ESX操作系统的驱动程序。与之相仿，存储虚拟化方面和数据保护系统方面也并不是直接支持基于以太网的ATA传输协议，目前所支持的知名产品仅有赛门铁克公司的Veritas Storage Foundation。
更严重的问题是在和其他产品的兼容性上。VMWare管理员希望能够让vCenter和vStorage的API能够与之相兼容，然而并没能实现。Coraid存储阵列也缺乏精简配置、重复数据删除功能以及分层存储的功能。公司也许会反击说，价格上有这么大的优势在其他方面自然也不会那么全面，但如果连快照和复制功能都没有的话，那么确实很让人担忧了。
在去年的时候Coraid公司发布了一系列基于10GbE速率的SAN产品，这个系列的产品能够在同一套系统上支持SAS、SATA和SSD协议，推出这款产品的意义在于针对虚拟化市场以及云存储环境。这几款Coraid产品都是基于较高的性能平台的。除此之外，Coraid公司也有自己的入门级的SR系列存储阵列产品，入门级的产品中仅能支持SATA协议和千兆以太网。
然而，如果基于以太网的ATA传输协议需要获得更多的市场任何，除了在廉价的存储成本之外还需要做很多的努力。但由于实现的平台是基于开源社区，并且公司相对年轻，是否能实现这个目标，目前还是一个未知数。
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