效能直逼FC SAN，iSCSI磁碟陣列進攻主流儲存應用

Equallogic的PS300E是專為支援iSCSI協定設計的磁碟儲存系統，採3U、14Bay的機架式設計，每單元具備14臺500GB SATAII硬碟、2GB 快取記憶體與3個GbE乙太網路埠。系統具備圖像豐富、易於使用的網頁管理介面，並內建差異性資料快照（Auto-Snapshot）、遠端複製（Auto-Replication）等進階功能。

效能接近光纖通道系統
IP SAN系統往往被定位為光纖通道（FC）SAN的一種低價的替代品，是企業無力負擔部署FC SAN的高價時，才會選用的方案。因此IP SAN產品的主要訴求也放在較低的部署費用上，效能則被置於次要的位置。而就基礎架構來說，FC的頻寬已可達2Gb/s或4Gb/s，而透過乙太網路的IP SAN則只有1Gb/s，再加上定位於低價位，因此IP SAN儲存設備多半採用SATA等低價硬碟，在效能上更無法與採用FC介面高性能硬碟的中高階FC SAN產品相比。

而過去iThome對iSCSI磁碟陣列的測試也顯示，同級產品使用iSCSI協定時的效能，比起使用FC介面要低了至少35～40%以上。但Equallogic PS300E的性能表現，即將改變大眾對IP SAN的刻板印象。PS300E是Equallogic PS系列iSCSI儲存陣列的基本機型，具雙控制器，主要應用範圍設定在資料庫、郵件、檔案伺服器或網頁伺服器等應用的線上或近線儲存。

為降低成本，PS300E與低價位FC儲存系統一樣都採用了SATA硬碟，但PS300E每組控制器均含有3個GbE乙太網路埠，當前端同時連接多部伺服器時，PS300E可同時以3個GbE乙太網路埠的頻寬，回應前端伺服器的存取需求，因此Equallogic宣稱PS300E的總傳輸頻寬可達300MB/s。

傳輸速率測試—多部伺服器同時存取，可達到原廠宣稱值
在我們的測試中，當PS300E啟動1個GbE埠，並以1臺雙Xeon 2.4GHz伺服器透過GbE交換器，存取PS300E上1個200GB Volume時，以Iometer執行64KB循序讀取測試，可得到超過100MB/s的傳輸速率，已十分接近GbE網路的傳輸上限（125MB/s）。

若同時再開啟第2個GbE埠，並另外接上1臺雙Xeon 3.0GHz伺服器存取同一個Volume，在這臺伺服器上也執行同樣的64KB讀取測試，則2臺伺服器從PS300E得到的傳輸速率總和將達到200MB/s。

由此可推斷，若再啟動第3個GbE埠與接上第3臺伺服器，則PS300E的傳輸速率就能達到300MB/s的原廠宣稱值。

I/O測試—小區塊資料處理能力接近FC產品
為對照其他3組同級產品的測試數據，我們在相同的1臺雙Xeon 2.4GHz處理器、4GB記憶體的Windows Server 2003 R2測試平臺下，以設為RAID 10的PS300E執行 512Byte區塊讀取測試，由測試結果可看到PS300E的IOPS數值已與光纖通道產品十分接近，每秒可執行近2萬次I/O，稍微領先同級iSCSI產品。

考量到作為對照組的3款磁碟陣列產品均採用1萬轉的FC或Ultra SCSI 320硬碟，而PS300E則只是7200轉的SATA硬碟，當硬碟本身就存在相當性能差距的情況下，PS300E卻能達到與規格較高的對照組產品相近的效能，更顯出PS300E控制器設計的優良。

另外Equallogic的PS系列還能支援多臺系統的串櫃連結功能，藉由結合多臺PS磁碟陣列，即可倍增I/O處理效能與傳輸頻寬，從而達到更高的效能。基本上Equallogic的PS系列磁碟陣列的基本元件都是與PS300E相同的3U機箱，只是高階的產品串接更多組機箱而已（最多可串接32組）。

採用SATA硬碟即有接近FC/SCSI產品的效能
從測試數據可發現，雖然PS300E在512Byte的讀取效能已十分接近同級的FC磁碟陣列，但在100GB樣本資料的備份測試上就遠遜於FC系統，只能達到20MB/s上下的備份速率（開啟1個GbE埠連接1部伺服器），與我們測試過的FC-SATA磁碟陣列至少有30%以上的差距。而原廠表示，若搭配的交換器能支援Jumbo Frame功能，應可在一定程度內解決在大量連續資料讀寫上的瓶頸。

上述的測試結果顯示，iSCSI磁碟陣列的性能優勢主要在於小區塊資料的讀寫，而在大區塊資料或是連續大量資料的存取上，就與FC系統有較大的差距。而在未安裝iSCSI HBA卡，而以軟體驅動程式來執行initiator時也會大幅消耗前端伺服器的處理器資源，不過由於iSCSI HBA卡十分昂貴，相較下微軟等廠商則已有提供免費的iSCSI initiator程式，因此目前看來還是以軟體initiator較具吸引力。

另外由測試數據還可看出，PS300E在Oracle OLTP模擬測試中的表現，與對照組有一定的差距，不過由於測試均採用完全相同的測試平臺，因此OLTP模擬測試的性能瓶頸主要在於儲存裝置的磁碟隨機存取能力上，這方面採用萬轉FC或Ultra SCSI硬碟的對照組，效能超過僅使用7200轉SATA硬碟的PS300E，倒也還在意料之中。

由於小區塊資料存取的主要瓶頸在於處理器的效能（必須負擔更大量的封包拆解作業），為充分發揮PS300E的性能潛力，我們另外在一臺運算能力更強、採用雙Xeon 3.0GHz處理器的微星X2-106S3R伺服器上執行相同的測試，結果PS300E在512Byte循序讀取測試中得到了超過50000的IOPS數值，是我們進行過的SATA磁碟陣列產品測試中的最高紀錄，甚至還高過許多採用FC介面的SATA磁碟陣列。

內建多路徑I/O、自動快照與遠端複製功能
除接近光纖通道的效能外，PS300E的另一個特色是內建了許多其他系統必須選購才有的進階功能，包括多路徑I/O、自動快照與遠端複製等。

多路徑I/O可讓Windows 2000 Server與Server 2003的用戶分別為裝有多片網路卡的伺服器設定存取PS300E的通道，系統將會依照通道狀況自動調整不同通道間的負載，預防單點故障導致系統連接的中斷。遠端複製則可讓PS系列磁碟陣列上的資料，自動複製到網路上任何一個具有標準IP Address位址的PS系列磁碟陣列，可讓用戶藉以建立異地備援機制。

快照功能則可讓用戶以Volume為單位，為每個Volume建立多個不同時間點的磁碟副本。PS系列磁碟陣列最多可容許用戶為每個Volume建立512份快照，而全系統則最多可達到1萬份快照，用戶只要在建立Volume的同時，設定分配給該Volume的快照使用的容量上限即可啟動這項功能。快照的運作可以排程自動執行，或是以手動方式隨時啟動。

由於PS系列的快照是透過紀錄磁碟區塊索引（Index）的方式進行，因此對系統效能的影響不大，在我們的測試中，PS300E執行快照對IO效能造成的影響一般還不到10%。Equallogic的快照技術另一特別之處，在於用戶可將快照屬性設為唯讀或可讀寫，設為可讀寫時還能另外把特定Volume的快照副本分享給其他用戶存取，供其他前端的伺服器作為測試之用。

無論是多路徑I/O、自動快照還是遠端複製，都不是PS300E獨有的功能，幾乎所有大廠的磁碟陣列產品也都能提供這些進階功能，但Equallogic直接把這些功能內建在所有的PS系列磁碟陣列內，用戶無須購買授權即可使用，其餘廠商的產品則多是把這些功能列為選購，用戶需另行購買授權才能啟用，相形下Equallogic買一送多的做法更能吸引用戶。簡易的安裝程序與輕鬆上手的管理介面
PS300E的安裝非常簡單，只要先透過序列埠以文字命令列介面（CLI）登入系統設好IP Address位址，或者是以內附光碟片裡的安裝精靈依指示執行安裝，接下來使用者即可由藉由IP Address位址以瀏覽器登入系統的網頁式管理介面，依序完成磁碟組態設定、創建磁碟區並指定存取路徑後即可開始使用，所有設定也可利用文字命令列介面的指令完成。不管使用哪種方式，安裝與設定都只要10多分鐘就能完成。

Equallogic提供的圖像化管理網頁介面十分具有特色，這套介面除了磁碟陣列產品必備的磁碟組態設定與狀態監控功能外，最令人印象深刻的地方在於親和、直接與易於使用，所有系統的設定與狀態都以易於理解的精緻圖形或表格符號顯示，即使是對儲存系統沒有概念的人員也能輕易上手。介面所提供的磁碟管理功能也相當強大，不管是RAID組態的轉換，還是Volume大小的變更，都能在很短的時間內完成。介面還內建一個效能監控程式，可以圖形即時顯示整體系統或個別元件的存取效能。

IP SAN時代已經來臨
儲存區域網路（SAN）藉由資源使用效率上的優勢，以及配置、管理與擴展方面的彈性，已經成為當前企業儲存基礎架構的主流，然而由於過去SAN慣用的FC介面基礎元件價格過於高昂，以致限制了SAN應用的擴展，只有大型企業才有建立SAN的能力。

故IP SAN的出現，就為SAN的普及帶來新的契機。IP SAN可透過既有的IP網路基礎設備來建構，無須像建構FC SAN般購買昂貴的FC交換器、HBA卡與線材，而管理人員也不用具備FC系統的相關知識，只要具備IP網路概念即可輕易的建構與管理IP SAN，預算有限的用戶也能享受SAN的利益。而在幾種IP SAN體系中，iSCSI由於已完成標準化，技術相對成熟且投入廠商較多，是當前最受矚目的一種IP SAN系統。

就磁碟系統本身的價格來說，像PS300E這種高性能的iSCSI儲存設備價格，並不比走低價路線的FC-SATA磁碟陣列產品便宜，但就整個儲存網路的建置來說，採用iSCSI設備將能節省大量的FC基礎設施建置成本。而對FC SAN而言，即便採用FC-SATA磁碟陣列來降低成本，但配套的FC交換器與HBA卡等仍然是省不掉的費用。

因此對價格較為敏感、不以性能為優先取向的中小企業來說，以iSCSI為基礎的IP SAN相當有吸引力。而即使是性能取向的大型企業，透過高效能的磁碟控制器，IP SAN在某些環境下也能擁有接近FC SAN的效能。如果引進高性能的1.5萬轉SAS硬碟，或是改採10GbE網路基礎架構，還能進一步提昇IP SAN儲存裝置的效能，滿足更高的性能需求。文⊙張明德