打破傳輸協定藩籬的「整合型儲存系統」

FAS270是美商網域（Network Appliance，簡稱NetApp）針對中小企業、分支機構/遠端辦公室設計的入門級儲存系統，雖然外觀看起來並不起眼，和一般3U的磁碟陣列機箱差不多，卻同時支援乙太網路和光纖通通兩種主機介面，以及CIFS、NFS、FCP、iSCSI等多種傳輸協定。它是一臺NAS，也是一臺SAN儲存系統，更精確的說法應該是一臺「整合型儲存系統（Unified Storage）」。

1臺搞定檔案與資料庫伺服器
大多數人對儲存設備的觀念是，NAS和SAN應該是壁壘分明的兩種儲存架構，由於應用範圍不同（NAS用於檔案共享、SAN storage用於資料庫應用），必須使用不同的儲存設備，並分別建置專屬的網路環境（乙太網路和光纖儲存區域網路），然而NetApp的整合型系統卻能夠打破NAS與SAN的界限，在單一儲存系統（甚至是單一磁碟區）上，同時支援NAS的檔案層級（File-level）與SAN的區塊層級（Block-level）資料存取。

以FAS270為例，內建2組GbE乙太網路埠，與1組2Gb光纖通道主機埠，在LAN的環境下，用戶端電腦可透過CIFS、NFS傳輸協定存取FAS270分享的網路資料夾；或是安裝iSCSI initiator驅動程式或iSCSI TOE/HBA網路卡，作為郵件伺服器、資料庫的資料存放空間，在FC SAN的環境下亦然。簡而言之，只需1臺FAS270就可以搞定檔案伺服器和資料庫伺服器所需的儲存服務。

功能強大的Data ONTAP作業系統
FAS270的關鍵技術就在於NetApp開發的Data ONTAP作業系統，從入門級的FAS270到企業級的FAS980，都是採用相同一套作業系統。Data ONTAP的功能非常強大，下面僅簡單介紹幾個主要的功能與技術。

支援異質存取
單一設備提供檔案資料與區塊資料兩種存取方式，支援CIFS、NFS、HTTP、FTP、FCP、iSCSI等傳輸協定，還具備SecureShare跨協定鎖定機制，可確保異質資料共享時，不會破壞資料安全性、相容性與存取效能。

WAFL檔案系統
Data ONTAP採用特殊的隨整寫入檔案結構（Write Anywhere File Layout，WAFL）系統，具備企業級的持續資料存取能力，透過電池保護的NVRAM執行檔案系統的日誌（Journal）功能，並藉由Consistency Points提供檔案系統一致性保證，就算系統突然斷電中止運作，重新啟動後仍可在2分鐘內提供服務，不需執行檔案系統檢查。經過我們針對FAS270進行實機測試，驗證這項功能確實有效，檔案系統和資料並未因不正常關機而損毀。

支援雙Parity RAID
Data ONTAP支援雙Parity的RAID-DP技術，可容許RAID群組在同一時間內2臺硬碟故障，這項技術對於現今容量巨大、但可靠性低落的SATA磁碟陣列來說，相當重要。值得注意的是，雖然近年興起的RAID 6也可支援雙Parity，由於是從RAID 5演化而來的分散式Parity架構，對處理器的運算能力要求較高，效能較差，而RAID-DP採用的是從RAID 4延伸的固定式Parity架構，效能、可靠度和延展性都比RAID 6更理想。我們試著在FAS270運行中，依循抽出其中兩臺硬碟，資料仍可正常存取。

快速、省空間的多樣化快照功能
快照（Snapshot）幾乎是儲存系統的基本功能，Data ONTAP採用的快照技術卻有其獨到之處。在WAFL架構下，每組快照都是完整的唯讀檔案系統，只要複製根目錄（root）就可以產生一份新的唯讀檔案，同時原有使用中的磁碟區塊都會被鎖定，任何新增的資料都會被寫入到未使用的區塊，由於只複製root的緣故，快照產生的檔案比真正的資料要小很多，如此可節省大量儲存空間，快照的速度更是相當快（NetApp宣稱1TB的快照只需數秒鐘）。

此外，Data ONTAP可在每組Volume內建立255份快照，而且執行後仍可連續執行快照，幾乎不影響系統運作效能；每組快照的檔案系統屬性和權限皆被保留，可直接讀取或備份至磁帶；透過簡易的Web GUI介面，用戶端可以自行救回任一時間點的快照檔案，不需在用戶端電腦上安裝程式，亦不需MIS人員協助；MIS人員可隨時刪除任一時間點的快照資料，而不會流失其他既有的備份資料。

除了Snapshot之外，Data ONTAP的快照功能還包括不限容量大小，可在瞬間快速還原檔案系統的SnapRestore；提供無距離限制的1對1、多對多、串聯式非同步鏡射的SnapMirror遠端檔案複製功能；以及透過快照將長時間存放的歷史資料，集中備份至近線儲存的SnapVault。

我們透過FAS270內建的SnapManager主控臺，在Windows平臺上執行CIFS Volume的快照備份後，試著將大量檔案刪除，藉由SnapRestore的回復機制，幾乎是一眨眼的功夫就救回所有檔案，回復速度之快令人印象深刻。

真實應用環境下，FCP與iSCSI效能差異不大
雖然FAS270是一款已經問世超過2年的產品，但是在去年第4季IBM新發的TotalStorage N3700儲存系統，事實上就是FAS270的分身，兩款產品的軟硬體完全相同，由此可見FAS270的技術優勢，稱得上是歷久不衰。不過FAS270畢竟是定位在中小企業用戶的入門級儲存系統，硬體配備等級並不高，不能期待它有突出的效能表現。

在效能測試部分，我們將重心放在大家關心的FC SAN與iSCSI SAN的效能比較上。測試平臺採用Dual Xeon 2.4GHz處理器、4GB記憶體的Windows Server 2003伺服器，安裝Emulex LP11000光纖主機介面卡，以及微軟iSCSI initiator 2.0驅動程式，分別以光纖線和網路跳線直接連至FAS270進行測試，測試工具為IOmeter 2004.07.30。在測試項目的設定部分，我們參考公證測試機構Veritest的設定方式，執行模擬Oracle OLTP資料庫的測試，以及512Byte封包100％循序讀取測試，除了傳輸介面不同之外，所有設定完全相同。

從測試結果中可以發現，在模擬Oracle OLTP資料庫環境下，光纖通道和iSCSI的效能差距不大，頻寬較小的iSCSI（1Gb/s）的IOPS數，甚至還小贏光纖通道（2Gb/s）。不過在純粹比較效能極限的測試項目上，iSCSI明顯較為吃虧，IOPS數的差距較大。

FAS270是目前NetApp在臺灣銷售的儲存系統中，價格次低的產品（另有一款更便宜的FAS250），不到100萬元的預算就可以建置NAS、FC SAN和iSCSI SAN儲存環境，「一臺抵三臺」的C/P值相當高，擴充性、可靠度和資料保護功能也相當受到肯定。文⊙張智鴻