Fibre Channel kontra iSCSI: wojna trwa

Na początku był Fibre Channel (FC) i było dobrze. Jeśli chcesz prawdziwej sieci SAN - w porównaniu do współdzielonej, podłączanej bezpośrednio pamięci masowej SCSI - FC jest tym, co masz. Ale FC był strasznie drogi, wymagał dedykowanych przełączników i adapterów magistrali hosta, i był trudny do obsługi w środowiskach rozproszonych geograficznie. Potem, około sześć lub siedem lat temu, iSCSI w wielkim stylu trafiło na rynek małych i średnich firm i powoli zaczęło wspinać się na rynek przedsiębiorstwa.

W międzyczasie pojawiło się wiele niedoinformowanych sporów o to, który z nich jest lepszy. Czasami debata iSCSI-kontra-FC osiągnęła poziom wojny religijnej.

[Również na .com: Pobierz Archiving Deep Dive Logana Harbaugha i poznaj podstawy zgodności z przepisami. | Dowiedz się, w jaki sposób deduplikacja danych może spowolnić gwałtowny wzrost danych dzięki raportowi Deep Dive Report Keitha Schultza. ]

Ta bitwa była wynikiem dwóch głównych czynników: po pierwsze, rynek pamięci masowych został podzielony między dużych, zasiedziałych dostawców pamięci masowych, którzy dokonali dużych inwestycji w marketing FC, z młodszymi dostawcami oferującymi niedrogie oferty tylko iSCSI. Po drugie, administratorzy zwykle lubią to, co wiedzą, i nie ufają temu, czego nie. Jeśli korzystasz z sieci FC SAN od lat, prawdopodobnie uwierzysz, że iSCSI jest powolną, zawodną architekturą i prędzej umrze, niż uruchomi na niej krytyczną usługę. Jeśli korzystasz z sieci SAN iSCSI, prawdopodobnie myślisz, że sieci FC SAN są bardzo drogie i trudne do skonfigurowania i zarządzania. Żadne nie jest do końca prawdziwe.

Teraz, gdy od ratyfikacji standardu FCoE (FC over Ethernet) minął prawie rok, sytuacja nie jest dużo lepsza. Wielu nabywców nadal nie rozumie różnic między standardami iSCSI i Fibre Channel. Chociaż temat mógłby z łatwością wypełnić książkę, oto krótkie podsumowanie.

Podstawy FC

FC to dedykowana architektura sieciowa do przechowywania danych, która została ustandaryzowana w 1994 roku. Obecnie jest generalnie implementowana z dedykowanymi kartami HBA (adapterami magistrali hosta) i przełącznikami - to jest główny powód, dla którego FC jest uważany za droższy niż inne technologie sieciowe pamięci masowej.

Jeśli chodzi o wydajność, trudno pokonać niskie opóźnienia i wysoką przepustowość FC, ponieważ FC został zbudowany od podstaw do obsługi ruchu pamięci masowej. Cykle przetwarzania wymagane do generowania i interpretowania ramek FCP (protokół Fibre Channel) są całkowicie odciążane do dedykowanych kart HBA o małych opóźnieniach. Zwalnia to procesor serwera do obsługi aplikacji zamiast komunikowania się z pamięcią masową.

FC jest dostępny z szybkością 1 Gb / s, 2 Gb / s, 4 Gb / s, 8 Gb / s, 10 Gb / s i 20 Gb / s. Przełączniki i urządzenia obsługujące prędkości 1 Gb / s, 2 Gb / s, 4 Gb / s i 8 Gb / s są generalnie wstecznie kompatybilne z ich wolniejszymi braćmi, podczas gdy urządzenia 10 Gb / s i 20 Gb / s nie, ze względu na fakt, że używają innego mechanizmu kodowania ramek (te dwa są zwykle używane dla łączy interswitch).

Ponadto FCP jest również zoptymalizowany do obsługi ruchu pamięci masowej. W przeciwieństwie do protokołów działających w oparciu o TCP / IP, FCP jest znacznie cieńszym protokołem przeznaczonym do jednego celu, który generalnie zapewnia mniejsze opóźnienia przełączania. Zawiera również wbudowany mechanizm kontroli przepływu, który zapewnia, że ​​dane nie są wysyłane do urządzenia (magazynu lub serwera), które nie jest gotowe do ich przyjęcia. Z mojego doświadczenia wynika, że ​​nie można osiągnąć takiej samej niskiej latencji połączeń międzysieciowych z żadnym innym istniejącym obecnie protokołem pamięci masowej.

Jednak FC i FCP mają wady - i to nie tylko wysoki koszt. Po pierwsze, obsługa wzajemnych połączeń pamięci masowej na duże odległości może być kosztowna. Jeśli chcesz skonfigurować replikację do dodatkowej macierzy w odległej lokalizacji, albo masz szczęście, że możesz sobie pozwolić na ciemne włókno (jeśli jest dostępne), albo będziesz musiał kupić drogie bramki dystansowe FCIP.

Ponadto zarządzanie infrastrukturą FC wymaga specjalistycznego zestawu umiejętności, co może sprawić, że administrator będzie miał problem. Na przykład, podział na strefy FC w dużym stopniu wykorzystuje długie szesnastkowe nazwy węzłów i portów World Wide Node (podobne do adresów MAC w sieci Ethernet), co może być uciążliwe w przypadku częstych zmian w strukturze.

Podstawy iSCSI

iSCSI to protokół sieciowy pamięci masowej zbudowany na podstawie protokołu sieciowego TCP / IP. Ratyfikowany jako standard w 2004 r., Największym powodem do sławy iSCSI jest to, że działa na tym samym sprzęcie sieciowym, co reszta sieci przedsiębiorstwa. Nie wymaga specjalnie żadnego dodatkowego sprzętu, co czyni go stosunkowo niedrogim w implementacji.

Z punktu widzenia wydajności, iSCSI pozostaje w tyle za FC / FCP. Ale jeśli iSCSI jest prawidłowo zaimplementowany, różnica sprowadza się do kilku milisekund dodatkowego opóźnienia ze względu na obciążenie wymagane do hermetyzacji poleceń SCSI w ramach ogólnego protokołu sieciowego TCP / IP. Może to mieć ogromne znaczenie w przypadku ekstremalnie dużych obciążeń we / wy transakcyjnych i jest źródłem większości twierdzeń, że iSCSI nie nadaje się do użytku w przedsiębiorstwie. Takie obciążenia są jednak rzadkie poza Fortune 500, więc w większości przypadków różnica wydajności jest znacznie węższa.

iSCSI powoduje również większe obciążenie procesora serwera. Chociaż istnieją sprzętowe karty HBA iSCSI, większość implementacji iSCSI używa inicjatora programowego - zasadniczo ładuje procesor serwera zadaniem tworzenia, wysyłania i interpretowania poleceń pamięci masowej. Zostało to również wykorzystane jako skuteczny argument przeciwko iSCSI. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że obecnie serwery są często dostarczane ze znacznie większymi zasobami procesora niż większość aplikacji może mieć nadzieję na wykorzystanie, przypadki, w których powoduje to jakąkolwiek istotną różnicę, są nieliczne.

Protokół iSCSI może utrzymać się z FC pod względem przepustowości dzięki zastosowaniu wielu łączy Ethernet 1 Gb / s lub Ethernet 10 Gb / s. Korzysta również z tego, że jest TCP / IP, ponieważ może być używany na duże odległości za pośrednictwem istniejących łączy WAN. Ten scenariusz użycia jest zwykle ograniczony do replikacji SAN-to-SAN, ale jest znacznie łatwiejszy i tańszy w implementacji niż alternatywy tylko dla FC.

Oprócz oszczędności wynikających z obniżonych kosztów infrastruktury, wiele przedsiębiorstw uważa, że ​​iSCSI jest znacznie łatwiejsze do wdrożenia. Wiele umiejętności wymaganych do wdrożenia iSCSI pokrywa się z umiejętnościami związanymi z ogólną obsługą sieci. To sprawia, że ​​iSCSI jest niezwykle atrakcyjny dla mniejszych przedsiębiorstw z ograniczoną liczbą personelu IT i w dużej mierze wyjaśnia jego popularność w tym segmencie.

Ta łatwość użycia to miecz obosieczny. Ponieważ iSCSI jest łatwy do zaimplementowania, jest również łatwy do wdrożenia nieprawidłowo. Brak implementacji przy użyciu dedykowanych interfejsów sieciowych, zapewnienie obsługi funkcji przełączania, takich jak sterowanie przepływem i ramkowanie jumbo, oraz implementacja wielościeżkowego wejścia / wyjścia to częste błędy, które mogą skutkować niską wydajnością. Na forach internetowych krążą liczne historie o nieudanych wdrożeniach iSCSI, których można było uniknąć z powodu tych czynników.

Fibre Channel over IP

FCoIP (Fibre Channel over Internet Protocol) to niszowy protokół ratyfikowany w 2004 r. Jest to standard enkapsulacji ramek FCP w pakietach TCP / IP, dzięki czemu mogą być przesyłane przez sieć TCP / IP. Jest używany prawie wyłącznie do mostkowania sieci szkieletowych FC w wielu lokalizacjach w celu umożliwienia replikacji SAN-SAN i tworzenia kopii zapasowych na duże odległości.

Ze względu na nieefektywność fragmentacji dużych ramek FC na wiele pakietów TCP / IP (obwody WAN zwykle nie obsługują pakietów przekraczających 1500 bajtów), nie jest zbudowany tak, aby zapewniał małe opóźnienia. Zamiast tego jest zbudowany tak, aby umożliwić łączenie oddzielonych geograficznie tkanin Fibre Channel, gdy ciemne włókno nie jest dostępne, aby to zrobić z natywnym FCP. FCIP jest prawie zawsze spotykany w bramach dystansowych FC - zasadniczo mostach FC / FCP-FCIP - i rzadko, jeśli w ogóle, jest używany natywnie przez urządzenia pamięci masowej jako metoda dostępu do serwera do pamięci masowej.

Fibre Channel over Ethernet

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) to najnowszy protokół sieciowy pamięci masowej. FCoE, ratyfikowane jako standard w czerwcu ubiegłego roku, jest odpowiedzią społeczności Fibre Channel na korzyści płynące z iSCSI. Podobnie jak iSCSI, FCoE wykorzystuje standardowe wielofunkcyjne sieci Ethernet do łączenia serwerów z pamięcią masową. W przeciwieństwie do iSCSI, nie działa przez TCP / IP - jest to własny protokół Ethernet zajmujący miejsce obok IP w modelu OSI.

Ta różnica jest ważna do zrozumienia, ponieważ przynosi zarówno dobre, jak i złe skutki. Zaletą jest to, że chociaż FCoE działa na tych samych przełącznikach ogólnego przeznaczenia, co iSCSI, ma znacznie mniejsze opóźnienie od końca do końca, ponieważ nagłówek TCP / IP nie musi być tworzony i interpretowany. Złe jest to, że nie może być routowany przez WAN TCP / IP. Podobnie jak FC, FCoE może działać tylko w sieci lokalnej i wymaga mostu do łączenia się ze zdalną siecią szkieletową.

Po stronie serwera większość implementacji FCoE wykorzystuje karty CNA 10 Gb / s Ethernet FCoE (konwergentne karty sieciowe), które mogą działać zarówno jako karty sieciowe, jak i karty HBA FCoE - odciążając pracę związaną z rozmową z pamięcią masową, podobnie jak karty HBA FC. Jest to ważna kwestia, ponieważ wymóg posiadania oddzielnego FC HBA był często dobrym powodem do całkowitego uniknięcia FC. W miarę upływu czasu serwery mogą być zwykle dostarczane z wbudowanymi kartami CNA obsługującymi technologię FCoE, co zasadniczo eliminuje to jako czynnik kosztowy.

Podstawowe korzyści FCoE można osiągnąć, wdrażając je jako rozszerzenie istniejącej sieci Fibre Channel. Pomimo innego fizycznego mechanizmu transportu, który wymaga kilku dodatkowych kroków do wdrożenia, FCoE może korzystać z tych samych narzędzi do zarządzania, co FC, a wiele z doświadczenia zdobytego w obsłudze sieci FC można zastosować do jej konfiguracji i konserwacji.

Kładąc wszystko razem

Nie ma wątpliwości, że debata między FC a iSCSI będzie nadal szalała. Obie architektury są świetne do niektórych zadań. Jednak stwierdzenie, że FC jest dobre dla przedsiębiorstw, a iSCSI jest dobre dla małych i średnich firm, nie jest już akceptowalną odpowiedzią. Dostępność technologii FCoE znacznie przyczynia się do uwzględnienia argumentów dotyczących kosztów i konwergencji iSCSI, podczas gdy rosnąca popularność sieci Ethernet 10 Gb / s i zwiększająca się wydajność procesora serwera wpływa na argument wydajności FC.

Niezależnie od technologii, którą zdecydujesz się wdrożyć w swojej organizacji, staraj się nie dać się wciągnąć w wojnę religijną i odrób pracę domową przed zakupem. Możesz być zaskoczony tym, co znajdziesz.

Ten artykuł „Fibre Channel kontra iSCSI: wojna trwa” pierwotnie ukazał się na stronie .com. Przeczytaj więcej na blogu Matta Prigge'a Information Overload i śledź najnowsze osiągnięcia w zakresie przechowywania danych i zarządzania informacjami na .com.