底层存储协议介绍

在存储系统中，HDD 磁盘和早期 SSD 磁盘的传输协议一般采用AHCI（高级主机控制器接口，Advanced Host Controller Interface）。AHCI 为单队列模式，主机和 HDD/SSD 之间通过单队列进行数据交互。对于 HDD 这种慢速设备来说，主要瓶颈在存储设备，而非 AHCI协议。不同于 HDD 的顺序读写特点，SSD 可以同时从多个不同位置读取数据，具有高并发性。AHCI 的单队列模式成为限制 SSD 并发性的瓶颈。随着存储介质的演进，SSD 盘的 IO 带宽越来越大，访问延时越来越低。AHCI 协议已经不能满足高性能和低延时 SSD 的需求，因此，存储系统迫切需要更快、更高效的协议和接口，NVMe（NVM Express）协议应运而生。

NVMe 协议旨在提高吞吐量和 IOPS，同时降低延迟。基于 NVMe 的驱动器可实现高达 16Gbps 的吞吐量，且当前供应商正在推动 32Gbps 或更高的吞吐量产品的应用。在 IO 方面，许多基于 NVMe 的驱动器，其 IOPS 可以超过 50 万，部分可提供 150 万、200 万甚至1000 万 IOPS。与此同时，延迟持续下降，许多驱动器的延迟低于 20 微秒，部分低于 10 微秒。

在网络协议层，30 年来，存储网络都是以 SCSI（小型计算机系统接口，Small Computer System Interface）协议为基础框架，前端传输网络层一直以 FC（光纤通道，Fiber Channel）网络为主，后端则以 SAS（串行 SCSI 技术，Serial Attached SCSI）网络为主，这构成了服务器间以 IP 为主要互联手段的 IP 存储网络。

iSCSI（Internet Small Computer System Interface，Internet 小型计算机系统接口)是一种由IBM公司研究开发的IP SAN技术，该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合，基于 TCP/IP的协议连接iSCSI服务端（Target）和客户端(Initiator)，使得封装后的SCSI数据包可以在通用互联网传输，最终实现iSCSI服务端映射为一个存储空间（磁盘）提供给已连接认证后的客户端。