Προγραμματισμός

Fiber Channel εναντίον iSCSI: Ο πόλεμος συνεχίζεται

Στην αρχή υπήρχε το Fiber Channel (FC), και ήταν καλό. Εάν θέλατε ένα πραγματικό SAN - έναντι κοινόχρηστου αποθηκευμένου χώρου αποθήκευσης SCSI - FC είναι αυτό που έχετε. Αλλά η FC ήταν εξαιρετικά ακριβή, απαιτούσε αποκλειστικούς διακόπτες και προσαρμογείς λεωφορείων υποδοχής και ήταν δύσκολο να υποστηριχθεί σε γεωγραφικά κατανεμημένα περιβάλλοντα. Στη συνέχεια, πριν από περίπου έξι ή επτά χρόνια, το iSCSI έπληξε την αγορά SMB με μεγάλο τρόπο και άρχισε σιγά-σιγά να ανεβαίνει στην επιχείρηση.

Ο χρόνος που μεσολάβησε έχει δει πολλές κακώς διαμάχες για το ποιο είναι καλύτερο. Μερικές φορές, η συζήτηση iSCSI-εναντίον-FC έχει φτάσει στο επίπεδο ενός θρησκευτικού πολέμου.

[Επίσης στο .com: Κατεβάστε το Logan Harbaugh's Archiving Deep Dive και αποκτήστε τις βασικές αρχές της κανονιστικής συμμόρφωσης. | Μάθετε πώς η αντιγραφή δεδομένων μπορεί να επιβραδύνει την εκρηκτική ανάπτυξη δεδομένων με την έκθεση Deep Dive του Keith Schultz. ]

Αυτή η μάχη ήταν αποτέλεσμα δύο κύριων παραγόντων: Πρώτον, η αγορά αποθήκευσης χωρίστηκε μεταξύ μεγάλων κατεστημένων προμηθευτών αποθήκευσης που είχαν πραγματοποιήσει μεγάλη επένδυση στο μάρκετινγκ FC έναντι νεότερων προμηθευτών με χαμηλού κόστους, προσφορές μόνο για iSCSI. Δεύτερον, οι διαχειριστές τείνουν να αρέσουν ό, τι γνωρίζουν και να μην εμπιστεύονται αυτό που δεν τους αρέσει. Εάν έχετε εκτελέσει FC SANs για χρόνια, είναι πιθανό να πιστεύετε ότι το iSCSI είναι μια αργή, αναξιόπιστη αρχιτεκτονική και θα πεθάνει νωρίτερα από το να εκτελέσετε μια κριτική υπηρεσία σε αυτό. Εάν έχετε εκτελέσει iSCSI SANs, πιθανότατα πιστεύετε ότι τα FC SANs είναι μαζικά ακριβά και αρκούδα για ρύθμιση και διαχείριση. Ούτε είναι αλήθεια.

Τώρα που είμαστε περίπου ένα χρόνο κάτω από τον ρυθμό μετά την επικύρωση του προτύπου FCoE (FC over Ethernet), τα πράγματα δεν είναι πολύ καλύτερα. Πολλοί αγοραστές εξακολουθούν να μην καταλαβαίνουν τις διαφορές μεταξύ των προτύπων iSCSI και Fiber Channel. Αν και το θέμα θα μπορούσε εύκολα να γεμίσει ένα βιβλίο, εδώ είναι μια γρήγορη μείωση.

Οι βασικές αρχές της FC

Η FC είναι μια αποκλειστική αρχιτεκτονική δικτύωσης αποθήκευσης που τυποποιήθηκε το 1994. Σήμερα, εφαρμόζεται γενικά με αποκλειστικούς HBA (προσαρμογείς διαύλου κεντρικού υπολογιστή) και διακόπτες - που είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο η FC θεωρείται ακριβότερη από άλλες τεχνολογίες δικτύωσης αποθήκευσης.

Όσον αφορά την απόδοση, είναι δύσκολο να ξεπεράσουμε το χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και την υψηλή απόδοση του FC, επειδή η FC κατασκευάστηκε από το μηδέν μέχρι να χειριστεί την κυκλοφορία αποθήκευσης. Οι κύκλοι επεξεργασίας που απαιτούνται για τη δημιουργία και την ερμηνεία των πλαισίων FCP (Fiber Channel Protocol) εκφορτώνονται εξ ολοκλήρου σε ειδικά HBA χαμηλού λανθάνοντος χρόνου. Αυτό ελευθερώνει την CPU του διακομιστή για να χειρίζεται εφαρμογές και όχι να μιλάει για αποθήκευση.

Το FC είναι διαθέσιμο σε ταχύτητες 1Gbps, 2Gbps, 4Gbps, 8Gbps, 10Gbps και 20Gbps. Οι διακόπτες και οι συσκευές που υποστηρίζουν ταχύτητες 1Gbps, 2Gbps, 4Gbps και 8Gbps είναι γενικά συμβατές προς τα πίσω με τους πιο αργούς αδελφούς τους, ενώ οι συσκευές 10Gbps και 20Gbps δεν οφείλονται στο γεγονός ότι χρησιμοποιούν διαφορετικό μηχανισμό κωδικοποίησης πλαισίου (αυτά τα δύο χρησιμοποιούνται γενικά για διασυνδέσεις μεταξύ).

Επιπλέον, το FCP είναι επίσης βελτιστοποιημένο για τη διαχείριση της κυκλοφορίας αποθήκευσης. Σε αντίθεση με τα πρωτόκολλα που τρέχουν πάνω από το TCP / IP, το FCP είναι ένα πολύ λεπτότερο πρωτόκολλο μιας χρήσης που γενικά οδηγεί σε χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο μεταγωγής. Περιλαμβάνει επίσης έναν ενσωματωμένο μηχανισμό ελέγχου ροής που διασφαλίζει ότι τα δεδομένα δεν αποστέλλονται σε μια συσκευή (είτε αποθήκευση είτε διακομιστή) που δεν είναι έτοιμη να τα αποδεχτεί. Σύμφωνα με την εμπειρία μου, δεν μπορείτε να επιτύχετε την ίδια χαμηλή καθυστέρηση διασύνδεσης με οποιοδήποτε άλλο πρωτόκολλο αποθήκευσης που υπάρχει σήμερα.

Ωστόσο, η FC και η FCP έχουν μειονεκτήματα - και όχι μόνο υψηλό κόστος. Το ένα είναι ότι η υποστήριξη της διασυνδεσιμότητας αποθήκευσης σε μεγάλες αποστάσεις μπορεί να είναι δαπανηρή. Εάν θέλετε να διαμορφώσετε την αναπαραγωγή σε δευτερεύουσα συστοιχία σε έναν απομακρυσμένο ιστότοπο, είτε είστε αρκετά τυχεροί για να αποκτήσετε σκοτεινές ίνες (εάν είναι διαθέσιμος) είτε θα πρέπει να αγοράσετε ακριβές πύλες απόστασης FCIP.

Επιπλέον, η διαχείριση μιας υποδομής FC απαιτεί ένα εξειδικευμένο σύνολο δεξιοτήτων, το οποίο μπορεί να κάνει την εμπειρία διαχειριστή ένα ζήτημα. Για παράδειγμα, η ζώνη FC κάνει μεγάλη χρήση μεγάλων δεκαεξαδικών World Wide Node και Port ονόματα (παρόμοια με τις διευθύνσεις MAC στο Ethernet), τα οποία μπορεί να είναι πόνο στη διαχείριση εάν γίνονται συχνές αλλαγές στο ύφασμα.

Το nitty-gritty στο iSCSI

Το iSCSI είναι ένα πρωτόκολλο δικτύωσης αποθήκευσης που έχει δημιουργηθεί πάνω από το πρωτόκολλο δικτύωσης TCP / IP. Επικυρωμένο ως πρότυπο το 2004, ο μεγαλύτερος ισχυρισμός του iSCSI για φήμη είναι ότι τρέχει πάνω από τον ίδιο εξοπλισμό δικτύου που τρέχει το υπόλοιπο εταιρικό δίκτυο. Δεν απαιτεί συγκεκριμένα επιπλέον υλικό, γεγονός που το καθιστά συγκριτικά φθηνό για εφαρμογή.

Από την άποψη της απόδοσης, το iSCSI υστερεί έναντι των FC / FCP. Αλλά όταν το iSCSI εφαρμόζεται σωστά, η διαφορά φτάνει σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου πρόσθετου λανθάνοντος χρόνου λόγω του γενικού κόστους που απαιτείται για την ενσωμάτωση εντολών SCSI στο πρωτόκολλο δικτύωσης TCP / IP γενικής χρήσης. Αυτό μπορεί να κάνει μια τεράστια διαφορά για εξαιρετικά υψηλά φορτία συναλλαγών I / O και είναι η πηγή των περισσότερων ισχυρισμών ότι το iSCSI είναι ακατάλληλο για χρήση στην επιχείρηση. Τέτοιοι φόρτοι εργασίας είναι σπάνιοι εκτός του Fortune 500, ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις το δέλτα επιδόσεων είναι πολύ μικρότερο.

Το iSCSI τοποθετεί επίσης μεγαλύτερο φορτίο στη CPU του διακομιστή. Παρόλο που υπάρχουν hardware iSCSI HBA, οι περισσότερες εφαρμογές iSCSI χρησιμοποιούν ένα πρόγραμμα εκκίνησης λογισμικού - ουσιαστικά φορτώνουν τον επεξεργαστή του διακομιστή με την εργασία δημιουργίας, αποστολής και ερμηνείας εντολών αποθήκευσης. Αυτό έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ως αποτελεσματικό επιχείρημα κατά του iSCSI. Ωστόσο, δεδομένου του γεγονότος ότι οι διακομιστές σήμερα αποστέλλουν συχνά με πολύ περισσότερους πόρους CPU από ό, τι οι περισσότερες εφαρμογές μπορούν να ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν, οι περιπτώσεις στις οποίες αυτό κάνει οποιοδήποτε είδος ουσιαστικής διαφοράς είναι λίγα και πολύ μεταξύ τους.

Το iSCSI μπορεί να διατηρήσει το δικό του με FC όσον αφορά την απόδοση μέσω της χρήσης πολλαπλών συνδέσμων Ethernet 1Gbps ή 10Gbps. Επίσης επωφελείται από το να είναι TCP / IP, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες αποστάσεις μέσω υφιστάμενων συνδέσμων WAN. Αυτό το σενάριο χρήσης συνήθως περιορίζεται στην αναπαραγωγή SAN-to-SAN, αλλά είναι πολύ πιο εύκολο και λιγότερο ακριβό να εφαρμοστεί από εναλλακτικές λύσεις μόνο για FC.

Εκτός από την εξοικονόμηση μέσω μειωμένου κόστους υποδομής, πολλές επιχειρήσεις βρίσκουν το iSCSI πολύ πιο εύκολο να αναπτυχθεί. Μεγάλο μέρος του σετ δεξιοτήτων που απαιτείται για την εφαρμογή του iSCSI επικαλύπτεται με αυτό της γενικής λειτουργίας του δικτύου. Αυτό καθιστά το iSCSI εξαιρετικά ελκυστικό για μικρότερες επιχειρήσεις με περιορισμένο προσωπικό πληροφορικής και εξηγεί σε μεγάλο βαθμό τη δημοτικότητά του σε αυτόν τον τομέα.

Αυτή η ευκολία ανάπτυξης είναι ένα δίκοπο σπαθί. Επειδή το iSCSI είναι εύκολο να εφαρμοστεί, είναι επίσης εύκολο να εφαρμοστεί λανθασμένα. Η αποτυχία υλοποίησης με χρήση αποκλειστικών διεπαφών δικτύου, η διασφάλιση υποστήριξης για εναλλαγή λειτουργιών όπως ο έλεγχος ροής και το jumbo framing, και η εφαρμογή πολλαπλών διαδρομών I / O είναι κοινά λάθη που μπορούν να οδηγήσουν σε αδιάφορη απόδοση. Οι ιστορίες αφθονούν σε φόρουμ Διαδικτύου για ανεπιτυχείς αναπτύξεις iSCSI που θα μπορούσαν να είχαν αποφευχθεί λόγω αυτών των παραγόντων.

Fiber Channel μέσω IP

Το FCoIP (Fiber Channel over Internet Protocol) είναι ένα εξειδικευμένο πρωτόκολλο που επικυρώθηκε το 2004. Είναι ένα πρότυπο για την ενσωμάτωση πλαισίων FCP σε πακέτα TCP / IP, ώστε να μπορούν να αποσταλούν μέσω δικτύου TCP / IP. Χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για τη γεφύρωση υφασμάτων FC σε πολλές τοποθεσίες για να επιτρέψει την αναπαραγωγή και δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας SAN-to-SAN σε μεγάλες αποστάσεις.

Λόγω της αναποτελεσματικότητας του κατακερματισμού μεγάλων πλαισίων FC σε πολλαπλά πακέτα TCP / IP (τα κυκλώματα WAN συνήθως δεν υποστηρίζουν πακέτα άνω των 1.500 bytes), δεν είναι κατασκευασμένο για χαμηλό λανθάνοντα χρόνο. Αντίθετα, είναι κατασκευασμένο για να επιτρέπει τη σύνδεση υφασμάτων καναλιού ινών με γεωγραφικό διαχωρισμό όταν οι σκοτεινές ίνες δεν είναι διαθέσιμες για να το κάνουν με το φυσικό FCP. Το FCIP βρίσκεται σχεδόν πάντα σε πύλες απόστασης FC - ουσιαστικά σε γέφυρες FC / FCP-to-FCIP - και σπάνια χρησιμοποιείται ποτέ από τις συσκευές αποθήκευσης ως μέθοδος διακομιστή στην αποθήκευση.

Fiber Channel μέσω Ethernet

Το FCoE (Fiber Channel over Ethernet) είναι το νεότερο πρωτόκολλο δικτύωσης αποθήκευσης της δέσμης. Επικυρωμένο ως πρότυπο τον Ιούνιο του περασμένου έτους, το FCoE είναι η απάντηση της κοινότητας Fiber Channel στα οφέλη του iSCSI. Όπως το iSCSI, το FCoE χρησιμοποιεί τυπικά δίκτυα πολλαπλών χρήσεων Ethernet για τη σύνδεση διακομιστών με χώρο αποθήκευσης. Σε αντίθεση με το iSCSI, δεν τρέχει μέσω TCP / IP - είναι το δικό του πρωτόκολλο Ethernet που καταλαμβάνει χώρο δίπλα στην IP στο μοντέλο OSI.

Αυτή η διαφορά είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό καθώς έχει και καλά και κακά αποτελέσματα. Το καλό είναι ότι, παρόλο που το FCoE τρέχει με τους ίδιους διακόπτες γενικής χρήσης που κάνει το iSCSI, αντιμετωπίζει σημαντικά χαμηλότερη καθυστέρηση από άκρο σε άκρο λόγω του γεγονότος ότι η κεφαλίδα TCP / IP δεν χρειάζεται να δημιουργηθεί και να ερμηνευτεί. Το κακό είναι ότι δεν μπορεί να δρομολογηθεί μέσω TCP / IP WAN. Όπως το FC, το FCoE μπορεί να τρέξει μόνο μέσω ενός τοπικού δικτύου και απαιτεί μια γέφυρα για να συνδεθεί με ένα απομακρυσμένο ύφασμα.

Από την πλευρά του διακομιστή, οι περισσότερες εφαρμογές FCoE χρησιμοποιούν 10Gbps Ethernet FCoE CNAs (Converged Network Adapters), τα οποία μπορούν να λειτουργήσουν τόσο ως προσαρμογείς δικτύου όσο και ως FCoE HBAs - εκφορτώνοντας το έργο της συνομιλίας με τον χώρο αποθήκευσης παρόμοιο με αυτόν που κάνουν τα FC HBA. Αυτό είναι ένα σημαντικό σημείο, καθώς η απαίτηση για ένα ξεχωριστό FC HBA ήταν συχνά ένας καλός λόγος για να αποφύγετε εντελώς την FC. Με την πάροδο του χρόνου, οι διακομιστές ενδέχεται συνήθως να αποστέλλονται με ενσωματωμένα CNA με δυνατότητα FCoE, αφαιρώντας ουσιαστικά αυτό ως παράγοντα κόστους εξ ολοκλήρου.

Τα βασικά οφέλη του FCoE μπορούν να επιτευχθούν όταν υλοποιηθεί ως επέκταση ενός προϋπάρχοντος δικτύου Fiber Channel. Παρά το γεγονός ότι έχει διαφορετικό μηχανισμό φυσικής μεταφοράς, ο οποίος απαιτεί μερικά επιπλέον βήματα για την εφαρμογή, το FCoE μπορεί να χρησιμοποιήσει τα ίδια εργαλεία διαχείρισης με το FC και μεγάλο μέρος της εμπειρίας που αποκτήθηκε από τη λειτουργία ενός υφάσματος FC μπορεί να εφαρμοστεί στη διαμόρφωση και τη συντήρησή του.

Συνδυάζοντας τα όλα μαζί

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η συζήτηση μεταξύ FC και iSCSI θα συνεχίσει να μαίνεται. Και οι δύο αρχιτεκτονικές είναι εξαιρετικές για ορισμένες εργασίες. Ωστόσο, λέγοντας ότι το FC είναι καλό για επιχειρήσεις ενώ το iSCSI είναι καλό για SMB δεν είναι πλέον αποδεκτή απάντηση. Η διαθεσιμότητα του FCoE πηγαίνει πολύ προς την κατεύθυνση της κατανάλωσης του επιχειρήματος κόστους και σύγκλισης του iSCSI, ενώ η αυξανόμενη επικράτηση των Ethernet 10Gbps και η αύξηση της απόδοσης του διακομιστή εξυπηρετεί το επιχείρημα απόδοσης της FC.

Όποια τεχνολογία κι αν αποφασίσετε να εφαρμόσετε για τον οργανισμό σας, προσπαθήστε να μην απορροφηθείτε από τον θρησκευτικό πόλεμο και να κάνετε την εργασία σας πριν αγοράσετε. Μπορεί να εκπλαγείτε από αυτό που βρίσκετε.

Αυτό το άρθρο, "Fiber Channel εναντίον iSCSI: Ο πόλεμος συνεχίζεται", αρχικά εμφανίστηκε στο .com. Διαβάστε περισσότερα για το ιστολόγιο υπερφόρτωσης πληροφοριών του Matt Prigge και ακολουθήστε τις τελευταίες εξελίξεις στην αποθήκευση δεδομένων και στη διαχείριση πληροφοριών στο .com.