Am Anfang gab es Fibre Channel (FC), und es war gut. Wenn Sie ein echtes SAN wollten – im Vergleich zu Shared Direct Attached SCSI Storage – ist FC genau das Richtige. Aber FC war furchtbar teuer, erfordert dedizierte Switches und Host-Bus-Adapter, und es war schwierig, in geografisch verteilten Umgebungen zu unterstützen. Dann, vor etwa sechs oder sieben Jahren, traf iSCSI den SMB-Markt in großem Stil und begann langsam seinen Aufstieg in das Unternehmen.
In der Zwischenzeit wurde viel schlecht informiert darüber gestritten, welches besser ist. Manchmal hat die iSCSI-vs-FC-Debatte das Niveau eines Religionskrieges erreicht.
Dies war das Ergebnis von zwei Hauptfaktoren: Erstens wurde der Speichermarkt zwischen großen etablierten Speicheranbietern aufgeteilt, die hohe Investitionen in das FC-Marketing getätigt hatten, und jüngeren Anbietern mit kostengünstigen, nur iSCSI-Angeboten. Zweitens neigen Administratoren dazu, das zu mögen, was sie wissen, und misstrauen dem, was sie nicht wissen. Wenn Sie FC SANs jahrelang ausgeführt haben, werden Sie wahrscheinlich glauben, dass iSCSI eine langsame, unzuverlässige Architektur ist und eher sterben würde, als einen kritischen Dienst darauf auszuführen. Wenn Sie iSCSI-SANs ausgeführt haben, denken Sie wahrscheinlich, dass FC-SANs massiv teuer und schwierig einzurichten und zu verwalten sind. Beides ist nicht ganz richtig.
Jetzt, wo wir etwa ein Jahr nach der Ratifizierung des FCoE-Standards (FC over Ethernet) sind, sieht es nicht viel besser aus. Viele Käufer verstehen die Unterschiede zwischen den iSCSI- und Fibre Channel-Standards immer noch nicht. Obwohl das Thema leicht ein Buch füllen könnte, hier ein kurzer Überblick.
Die Grundlagen von FC
FC ist eine dedizierte Speichernetzwerkarchitektur, die 1994 standardisiert wurde. Heutzutage wird es im Allgemeinen mit dedizierten HBAs (Host-Bus-Adaptern) und Switches implementiert – was der Hauptgrund dafür ist, dass FC als teurer angesehen wird als andere Speichernetzwerktechnologien.
Was die Leistung angeht, ist es schwer, die niedrige Latenz und den hohen Durchsatz von FC zu übertreffen, da FC von Grund auf für den Speicherverkehr entwickelt wurde. Die Verarbeitungszyklen, die zum Generieren und Interpretieren von FCP-Frames (Fibre Channel Protocol) erforderlich sind, werden vollständig auf dedizierte HBAs mit niedriger Latenzzeit ausgelagert. Dadurch wird die CPU des Servers für die Verarbeitung von Anwendungen freigegeben, anstatt mit dem Speicher zu kommunizieren.
FC ist in den Geschwindigkeiten 1 Gbit / s, 2 Gbit / s, 4 Gbit / s, 8 Gbit / s, 10 Gbit / s und 20 Gbit / s erhältlich. Switches und Geräte, die Geschwindigkeiten von 1 Gbit / s, 2 Gbit / s, 4 Gbit / s und 8 Gbit / s unterstützen, sind im Allgemeinen abwärtskompatibel mit ihren langsameren Brüdern, während die Geräte mit 10 Gbit / s und 20 Gbit / s dies nicht sind, da sie einen anderen Frame-Codierungsmechanismus verwenden (diese beiden werden im Allgemeinen für Interswitch-Links verwendet).
Darüber hinaus ist FCP auch für den Speicherverkehr optimiert. Im Gegensatz zu Protokollen, die auf TCP / IP laufen, ist FCP ein deutlich dünneres Einzweckprotokoll, das im Allgemeinen zu einer geringeren Switching-Latenz führt. Es enthält auch einen integrierten Flusskontrollmechanismus, der sicherstellt, dass Daten nicht an ein Gerät (entweder Speicher oder Server) gesendet werden, das nicht bereit ist, sie zu akzeptieren. Nach meiner Erfahrung können Sie mit keinem anderen heute existierenden Speicherprotokoll die gleiche niedrige Verbindungslatenz erreichen.
Doch FC und FCP haben Nachteile – und nicht nur hohe Kosten. Zum einen kann die Unterstützung der Speicherkonnektivität über große Entfernungen teuer sein. Wenn Sie die Replikation auf ein sekundäres Array an einem Remote-Standort konfigurieren möchten, haben Sie entweder das Glück, sich Dark Fiber leisten zu können (sofern verfügbar), oder Sie müssen teure FCIP-Entfernungsgateways erwerben.
Darüber hinaus erfordert die Verwaltung einer FC-Infrastruktur spezielle Fähigkeiten, die die Erfahrung eines Administrators zu einem Problem machen können. Beispielsweise verwendet FC Zoning häufig lange hexadezimale weltweite Knoten- und Portnamen (ähnlich wie MAC-Adressen in Ethernet), was bei häufigen Änderungen an der Fabric mühsam zu verwalten sein kann.
Das Wesentliche an iSCSI
iSCSI ist ein Speichernetzwerkprotokoll, das auf dem TCP/IP-Netzwerkprotokoll aufbaut. Der größte Anspruch von iSCSI, der 2004 als Standard ratifiziert wurde, ist, dass er über die gleiche Netzwerkausrüstung läuft, die den Rest des Unternehmensnetzwerks betreibt. Es benötigt keine spezielle zusätzliche Hardware, was die Implementierung vergleichsweise kostengünstig macht.
Aus Sicht der Leistung hinkt iSCSI FC/FCP hinterher. Wenn iSCSI jedoch ordnungsgemäß implementiert ist, besteht der Unterschied in einigen Millisekunden zusätzlicher Latenz aufgrund des Overheads, der zum Kapseln von SCSI-Befehlen innerhalb des universellen TCP / IP-Netzwerkprotokolls erforderlich ist. Dies kann bei extrem hohen transaktionalen E / A-Lasten einen großen Unterschied machen und ist die Quelle der meisten Behauptungen, dass iSCSI für die Verwendung im Unternehmen ungeeignet ist. Solche Workloads sind jedoch außerhalb der Fortune 500 selten, so dass das Leistungsdelta in den meisten Fällen viel enger ist.
iSCSI belastet auch die CPU des Servers stärker. Obwohl es Hardware-iSCSI-HBAs gibt, verwenden die meisten iSCSI-Implementierungen einen Software-Initiator, der im Wesentlichen den Prozessor des Servers mit der Aufgabe lädt, Speicherbefehle zu erstellen, zu senden und zu interpretieren. Dies wurde auch als wirksames Argument gegen iSCSI verwendet. Angesichts der Tatsache, dass Server heute oft mit deutlich mehr CPU-Ressourcen ausgeliefert werden, als die meisten Anwendungen hoffen können, sind die Fälle, in denen dies einen wesentlichen Unterschied macht, selten.
iSCSI kann sich mit FC in Bezug auf den Durchsatz durch die Verwendung mehrerer 1-Gbit / s-Ethernet- oder 10-Gbit / s-Ethernet-Verbindungen behaupten. Es profitiert auch von TCP / IP, da es über große Entfernungen über vorhandene WAN-Verbindungen verwendet werden kann. Dieses Anwendungsszenario beschränkt sich normalerweise auf die SAN-zu-SAN-Replikation, ist jedoch wesentlich einfacher und kostengünstiger zu implementieren als reine FC-Alternativen.
Abgesehen von Einsparungen durch reduzierte Infrastrukturkosten ist iSCSI für viele Unternehmen viel einfacher zu implementieren. Ein Großteil der Fähigkeiten, die für die Implementierung von iSCSI erforderlich sind, überschneiden sich mit denen des allgemeinen Netzwerkbetriebs. Dies macht iSCSI für kleinere Unternehmen mit begrenztem IT-Personal äußerst attraktiv und erklärt weitgehend seine Beliebtheit in diesem Segment.
Diese einfache Bereitstellung ist ein zweischneidiges Schwert. Da iSCSI einfach zu implementieren ist, kann es auch leicht falsch implementiert werden. Fehler bei der Implementierung dedizierter Netzwerkschnittstellen, bei der Unterstützung von Switching-Funktionen wie Flow Control und Jumbo Framing sowie bei der Implementierung von Multipath-E / A sind häufige Fehler, die zu einer glanzlosen Leistung führen können. In Internetforen gibt es zahlreiche Geschichten über erfolglose iSCSI-Bereitstellungen, die aufgrund dieser Faktoren hätten vermieden werden können.
Fibre Channel over IP
FCoIP (Fibre Channel over Internet Protocol) ist ein Nischenprotokoll, das 2004 ratifiziert wurde. Es ist ein Standard zum Kapseln von FCP-Frames in TCP / IP-Paketen, sodass sie über ein TCP / IP-Netzwerk versendet werden können. Es wird fast ausschließlich zur Überbrückung von FC-Fabrics an mehreren Standorten verwendet, um SAN-zu-SAN-Replikation und -Sicherung über große Entfernungen zu ermöglichen.
Aufgrund der Ineffizienz der Fragmentierung großer FC-Frames in mehrere TCP / IP-Pakete (WAN-Schaltungen unterstützen normalerweise keine Pakete über 1.500 Byte) ist es nicht für eine niedrige Latenz ausgelegt. Stattdessen ist es so konzipiert, dass geografisch getrennte Fibre-Channel-Fabrics verknüpft werden können, wenn Dark Fiber nicht mit nativem FCP verfügbar ist. FCIP ist fast immer in FCIP-Gateways zu finden – im Wesentlichen FC / FCP-zu-FCIP-Bridges – und wird selten, wenn überhaupt, nativ von Speichergeräten als Server-zu-Speicher-Zugriffsmethode verwendet.
Fibre Channel over Ethernet
FCoE (Fibre Channel over Ethernet) ist das neueste Speichernetzwerkprotokoll der Reihe. FCoE wurde im Juni letzten Jahres als Standard ratifiziert und ist die Antwort der Fibre Channel Community auf die Vorteile von iSCSI. Wie iSCSI verwendet FCoE standardmäßige Mehrzweck-Ethernet-Netzwerke, um Server mit Speicher zu verbinden. Im Gegensatz zu iSCSI läuft es nicht über TCP / IP – es ist ein eigenes Ethernet-Protokoll, das im OSI-Modell einen Platz neben IP einnimmt.
Dieses Differential ist wichtig zu verstehen, da es sowohl gute als auch schlechte Ergebnisse hat. Das Gute ist, dass FCoE zwar über dieselben Allzweck-Switches wie iSCSI ausgeführt wird, jedoch aufgrund der Tatsache, dass der TCP / IP-Header nicht erstellt und interpretiert werden muss, eine erheblich geringere Ende-zu-Ende-Latenz aufweist. Das Schlechte ist, dass es nicht über ein TCP / IP-WAN geroutet werden kann. Wie FC kann FCoE nur über ein lokales Netzwerk ausgeführt werden und erfordert eine Bridge, um eine Verbindung zu einer Remote-Fabric herzustellen.
Auf der Serverseite verwenden die meisten FCoE-Implementierungen 10-Gbit / s-Ethernet-FCoE-CNAs (Converged Network Adapters), die sowohl als Netzwerkadapter als auch als FCoE-HBAs fungieren können, wodurch die Kommunikation mit dem Speicher ähnlich wie bei FC-HBAs entlastet wird. Dies ist ein wichtiger Punkt, da die Anforderung eines separaten FC-HBA oft ein guter Grund war, FC ganz zu vermeiden. Im Laufe der Zeit werden Server häufig mit eingebauten FCoE-fähigen CNAs ausgeliefert, wodurch dies im Wesentlichen als Kostenfaktor vollständig beseitigt wird.
Die Hauptvorteile von FCoE können realisiert werden, wenn es als Erweiterung eines bereits vorhandenen Fibre Channel-Netzwerks implementiert wird. Trotz eines anderen physischen Transportmechanismus, dessen Implementierung einige zusätzliche Schritte erfordert, kann FCoE dieselben Verwaltungstools wie FC verwenden, und ein Großteil der beim Betrieb einer FC-Fabric gesammelten Erfahrungen kann auf deren Konfiguration und Wartung angewendet werden.
Alles zusammen
Es besteht kein Zweifel, dass die Debatte zwischen FC und iSCSI weiter wüten wird. Beide Architekturen eignen sich hervorragend für bestimmte Aufgaben. Zu sagen, dass FC gut für Unternehmen ist, während iSCSI gut für KMU ist, ist jedoch keine akzeptable Antwort mehr. Die Verfügbarkeit von FCoE trägt wesentlich dazu bei, das Kosten- und Konvergenzargument von iSCSI zu berücksichtigen, während die zunehmende Verbreitung von 10-Gbit / s-Ethernet und die zunehmende Server-CPU-Leistung das Leistungsargument von FC beeinträchtigen.
Welche Technologie Sie auch für Ihre Organisation implementieren möchten, versuchen Sie, nicht in den Religionskrieg hineingezogen zu werden, und machen Sie Ihre Hausaufgaben, bevor Sie kaufen. Sie werden überrascht sein, was Sie finden.
Dieser Artikel, „Fibre Channel vs. iSCSI: Der Krieg geht weiter,“ ursprünglich erschienen bei InfoWorld.com . Lesen Sie mehr von Matt Prigges Information Overload Blog und verfolgen Sie die neuesten Entwicklungen im Bereich Datenspeicherung und Informationsmanagement unter InfoWorld.com .