Programování

Fibre Channel vs. iSCSI: Válka pokračuje

Na začátku byl Fibre Channel (FC) a bylo to dobré. Pokud jste chtěli skutečný SAN - oproti sdílenému přímo připojenému SCSI úložišti - FC je to, co máte. Ale FC byl strašně drahý, vyžadoval vyhrazené přepínače a adaptéry hostitelské sběrnice a bylo obtížné jej podporovat v geograficky distribuovaných prostředích. Poté, zhruba před šesti nebo sedmi lety, se iSCSI ve velkém zasáhla na trhu malých a středních podniků a pomalu začala stoupat do podniku.

V mezidobí došlo k spoustě špatně informovaných hádek o tom, který z nich je lepší. Někdy debata o iSCSI vs. FC dosáhla úrovně náboženské války.

[Také na .com: Stáhněte si Logan Harbaugh's Archiving Deep Dive a získejte základy dodržování předpisů. | Zjistěte, jak může deduplikace dat zpomalit explozivní růst dat, a to pomocí zprávy Deep Dive Report od Keitha Schultze. ]

Tato bitva byla výsledkem dvou hlavních faktorů: Za prvé, trh úložišť byl rozdělen mezi velké zavedené dodavatele úložišť, kteří investovali značné prostředky do marketingu FC oproti mladším prodejcům s nízkonákladovými nabídkami pouze pro iSCSI. Zadruhé, administrátoři mají rádi to, co vědí, a nedůvěřují tomu, co ne. Pokud provozujete FC SAN po celá léta, pravděpodobně si myslíte, že iSCSI je pomalá, nespolehlivá architektura a dříve by na ní byla spuštěna kritická služba. Pokud jste provozovali iSCSI SAN, pravděpodobně si myslíte, že FC SAN jsou velmi nákladné a je to medvěd, který je třeba nastavit a spravovat. Ani jeden není úplně pravdivý.

Nyní, když jsme asi rok po štěstím po ratifikaci standardu FCoE (FC over Ethernet), to není o moc lepší. Mnoho kupujících stále nechápe rozdíly mezi standardy iSCSI a Fibre Channel. Ačkoli by téma mohlo snadno zaplnit knihu, zde je stručný přehled.

Základy FC

FC je vyhrazená síťová architektura úložišť, která byla standardizována v roce 1994. Dnes je obecně implementována pomocí vyhrazených HBA (adaptéry hostitelské sběrnice) a přepínačů - což je hlavní důvod, proč je FC považována za dražší než jiné technologie síťových úložišť.

Pokud jde o výkon, je těžké překonat nízkou latenci a vysokou propustnost FC, protože FC byl postaven od základu, aby zvládl provoz úložiště. Procesní cykly potřebné pro generování a interpretaci rámců FCP (protokol Fibre Channel) jsou zcela přeneseny do vyhrazených HBA s nízkou latencí. Tím se uvolní CPU serveru, aby zpracovával aplikace, nikoli aby mluvil s úložištěm.

FC je k dispozici v rychlostech 1 Gb / s, 2 Gb / s, 4 Gb / s, 8 Gb / s, 10 Gb / s a ​​20 Gb / s. Přepínače a zařízení podporující rychlost 1 Gb / s, 2 Gb / s, 4 Gb / s a ​​8 Gb / s jsou obecně zpětně kompatibilní s jejich pomalejšími bratry, zatímco zařízení 10 Gb / s a ​​20 Gb / s nejsou, vzhledem k tomu, že používají jiný mechanismus kódování rámců (tyto dva se obecně používají pro propojení mezi přepínači).

Kromě toho je FCP také optimalizován pro zpracování provozu úložiště. Na rozdíl od protokolů, které běží nad TCP / IP, je FCP výrazně tenčí, jednoúčelový protokol, který obecně vede k nižší latenci přepínání. Zahrnuje také integrovaný mechanismus řízení toku, který zajišťuje, že data nebudou odeslána do zařízení (buď úložiště nebo serveru), které není připraveno je přijmout. Podle mých zkušeností dnes nemůžete dosáhnout stejné nízké latence propojení s jiným existujícím protokolem úložiště.

Přesto FC a FCP mají nevýhody - a nejen vysoké náklady. Jedním z nich je, že podpora propojení úložiště na velké vzdálenosti může být nákladná. Pokud chcete nakonfigurovat replikaci na sekundární pole na vzdáleném místě, máte buď štěstí, že si můžete dovolit tmavé vlákno (pokud je k dispozici), nebo si budete muset zakoupit drahé vzdálené brány FCIP.

Správa infrastruktury FC navíc vyžaduje specializovanou sadu dovedností, která může administrátorovi způsobit problém. Například FC zónování těžce využívá dlouhé hexadecimální názvy světových uzlů a portů (podobně jako MAC adresy v Ethernetu), což může být obtížné zvládnout, pokud jsou v struktuře prováděny časté změny.

Hloupý na iSCSI

iSCSI je síťový protokol úložiště postavený na síťovém protokolu TCP / IP. Největším požadavkem na slávu iSCSI, který byl ratifikován jako standard v roce 2004, je to, že běží přes stejné síťové zařízení, které provozuje zbytek podnikové sítě. Specificky nevyžaduje žádný další hardware, takže je jeho implementace poměrně levná.

Z hlediska výkonu iSCSI zaostává za FC / FCP. Ale když je iSCSI implementováno správně, rozdíl se scvrkává na několik milisekund dodatečné latence kvůli režii potřebné k zapouzdření příkazů SCSI v univerzálním síťovém protokolu TCP / IP. To může znamenat obrovský rozdíl pro extrémně vysoké transakční I / O zátěže a je zdrojem většiny tvrzení, že iSCSI není vhodný pro použití v podniku. Taková pracovní vytížení jsou mimo Fortune 500 vzácná, takže ve většině případů je delta výkonu mnohem užší.

iSCSI také více zatěžuje CPU serveru. Ačkoli hardwarové HBA iSCSI HBA existují, většina implementací iSCSI používá softwarový iniciátor - v podstatě načítá procesor serveru s úkolem vytvářet, odesílat a interpretovat příkazy úložiště. To také bylo použito jako účinný argument proti iSCSI. Avšak vzhledem k tomu, že servery se dnes často dodávají s podstatně větším množstvím zdrojů CPU, než ve které většina aplikací může doufat, případy, kdy to přináší jakýkoli podstatný rozdíl, jsou jen zřídka.

Rozhraní iSCSI si může u FC zachovat vlastní propustnost díky použití více ethernetových spojení 1 Gb / s nebo 10 Gb / s. Výhodou je také to, že je TCP / IP v tom, že jej lze použít na velké vzdálenosti prostřednictvím stávajících spojení WAN. Tento scénář použití je obvykle omezen na replikaci SAN-to-SAN, ale je podstatně snazší a levnější na implementaci než alternativy pouze pro FC.

Kromě úspor díky sníženým nákladům na infrastrukturu je pro mnoho podniků mnohem jednodušší implementovat iSCSI. Velká část dovedností potřebných k implementaci překrytí iSCSI s obecným provozem v síti. Díky tomu je iSCSI extrémně atraktivní pro menší podniky s omezeným počtem zaměstnanců IT a do značné míry vysvětluje jeho popularitu v tomto segmentu.

Toto snadné nasazení je dvojsečný meč. Protože iSCSI je snadné implementovat, je také snadné implementovat nesprávně. Selhání implementace pomocí vyhrazených síťových rozhraní, zajištění podpory funkcí přepínání, jako je řízení toku a rámování jumbo, a implementace vícecestných I / O jsou běžné chyby, které mohou mít za následek nevýrazný výkon. Na internetových fórech je spousta příběhů o neúspěšném nasazení iSCSI, kterým by se dalo z těchto faktorů zabránit.

Fibre Channel přes IP

FCoIP (Fibre Channel over Internet Protocol) je specializovaný protokol, který byl ratifikován v roce 2004. Jedná se o standard pro zapouzdření rámců FCP v paketech TCP / IP, aby mohly být dodávány přes síť TCP / IP. Používá se téměř výlučně k přemostění FC tkanin na více místech, aby byla umožněna replikace a zálohování SAN-to-SAN na velké vzdálenosti.

Kvůli neefektivnosti fragmentace velkých rámců FC na více paketů TCP / IP (obvody WAN obvykle nepodporují pakety přes 1 500 bajtů), není postaven tak, aby měl nízkou latenci. Místo toho je vytvořen tak, aby umožňoval propojení geograficky oddělených vláken Fibre Channel, když není k dispozici tmavé vlákno, aby to bylo možné pomocí nativního FCP. FCIP se téměř vždy nachází v FC distančních branách - v zásadě mosty FC / FCP-to-FCIP - a je zřídka, pokud je někdy používán nativně úložnými zařízeními jako metoda přístupu serveru k úložišti.

Fibre Channel přes Ethernet

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) je nejnovější síťový protokol úložiště. Standard FCoE, který byl ratifikován jako standard v červnu loňského roku, je odpovědí komunity Fibre Channel na výhody iSCSI. Stejně jako iSCSI používá FCoE k připojení serverů s úložištěm standardní víceúčelové sítě Ethernet. Na rozdíl od iSCSI neběží přes TCP / IP - je to jeho vlastní ethernetový protokol, který v modelu OSI zabírá místo vedle IP.

Tento rozdíl je důležité pochopit, protože má dobré i špatné výsledky. Dobré je, že i když FCoE běží nad stejnými univerzálními přepínači jako iSCSI, zaznamenává výrazně nižší latenci mezi koncovými body kvůli skutečnosti, že hlavičku TCP / IP není třeba vytvářet a interpretovat. Špatné je, že jej nelze směrovat přes TCP / IP WAN. Stejně jako FC, FCoE může běžet pouze přes místní síť a vyžaduje most pro připojení ke vzdálené struktuře.

Na straně serveru většina implementací FCoE využívá 10Gbps ethernetové FCoE CNA (Converged Network Adapters), které mohou fungovat jako síťové adaptéry i FCoE HBA - odlehčují práci s úložištěm podobně, jako to dělají FC HBA. To je důležitý bod, protože požadavek na samostatný FC HBA byl často dobrým důvodem, proč se FC úplně vyhnout. Postupem času se servery mohou běžně dodávat s vestavěnými CNA podporujícími FCoE, což je v zásadě zcela odstraní jako nákladový faktor.

Primární výhody FCoE lze realizovat, když je implementováno jako rozšíření již existující sítě Fibre Channel. Přesto, že má odlišný fyzický transportní mechanismus, který vyžaduje několik dalších kroků k implementaci, může FCoE používat stejné nástroje pro správu jako FC a mnoho zkušeností získaných při provozu struktury FC lze použít na jeho konfiguraci a údržbu.

Dáme to dohromady

Není pochyb o tom, že debata mezi FC a iSCSI bude nadále zuřit. Obě architektury jsou skvělé pro určité úkoly. Nicméně říkat, že FC je dobré pro podnik, zatímco iSCSI je dobré pro SMB, již není přijatelnou odpovědí. Dostupnost FCoE jde dlouhou cestou k tomu, abychom se dostali k argumentu nákladů a konvergence iSCSI, zatímco rostoucí prevalence 10Gbps Ethernet a zvýšení výkonu procesoru serveru je do argumentu FC.

Bez ohledu na to, jakou technologii se rozhodnete pro svou organizaci zavést, zkuste se nenechat vtáhnout do náboženské války a udělat si domácí úkol, než si koupíte. Možná vás překvapí, co najdete.

Tento článek „Fibre Channel vs. iSCSI: Válka pokračuje“ se původně objevil na .com. Přečtěte si více z blogu Matta Prigge Information Overload a sledujte nejnovější vývoj v oblasti ukládání dat a správy informací na .com.