Fibre Channel vs. iSCSI: la guerra continua

All'inizio c'era Fibre Channel (FC), ed era buono. Se volevi una vera SAN, rispetto allo storage SCSI collegato direttamente condiviso, FC è quello che hai. Ma FC era terribilmente costoso, richiedeva switch dedicati e adattatori bus host ed era difficile da supportare in ambienti distribuiti geograficamente. Poi, circa sei o sette anni fa, iSCSI ha raggiunto in grande stile il mercato delle PMI e ha iniziato lentamente la sua ascesa nell'impresa.

Il tempo intercorso ha visto molte discussioni male informate su quale sia il migliore. A volte, il dibattito iSCSI contro FC ha raggiunto il livello di una guerra di religione.

[Anche su .com: scarica Archiving Deep Dive di Logan Harbaugh e ottieni i fondamenti della conformità normativa. | Scopri come la deduplicazione dei dati può rallentare la crescita esplosiva dei dati con il Deep Dive Report di Keith Schultz. ]

Questa battaglia è stata il risultato di due fattori principali: in primo luogo, il mercato dello storage è stato diviso tra i grandi fornitori di storage storici che avevano fatto un forte investimento nel marketing FC contro i fornitori più giovani con offerte a basso costo solo iSCSI. In secondo luogo, gli amministratori tendono ad apprezzare ciò che sanno e diffidano di ciò che non sanno. Se utilizzi SAN FC da anni, è probabile che tu creda che iSCSI sia un'architettura lenta e inaffidabile e che morirebbe prima che eseguire un servizio critico su di essa. Se hai eseguito SAN iSCSI, probabilmente pensi che le SAN FC siano estremamente costose e difficili da configurare e gestire. Nessuno dei due è del tutto vero.

Ora che siamo a circa un anno di distanza dalla ratifica dello standard FCoE (FC over Ethernet), le cose non sono molto migliori. Molti acquirenti ancora non comprendono le differenze tra gli standard iSCSI e Fibre Channel. Sebbene l'argomento possa facilmente riempire un libro, ecco una rapida carrellata.

I fondamenti di FC

FC è un'architettura di rete di archiviazione dedicata che è stata standardizzata nel 1994. Oggi, è generalmente implementata con HBA (adattatori bus host) e switch dedicati, motivo principale per cui FC è considerata più costosa di altre tecnologie di rete di archiviazione.

Per quanto riguarda le prestazioni, è difficile battere la bassa latenza e l'elevato throughput di FC, perché FC è stato creato da zero per gestire il traffico di archiviazione. I cicli di elaborazione necessari per generare e interpretare i frame FCP (protocollo Fibre Channel) vengono scaricati interamente su HBA dedicati a bassa latenza. Ciò libera la CPU del server per gestire le applicazioni piuttosto che parlare con l'archiviazione.

FC è disponibile con velocità di 1 Gbps, 2 Gbps, 4 Gbps, 8 Gbps, 10 Gbps e 20 Gbps. Switch e dispositivi che supportano velocità di 1 Gbps, 2 Gbps, 4 Gbps e 8 Gbps sono generalmente retrocompatibili con i loro fratelli più lenti, mentre i dispositivi 10 Gbps e 20 Gbps non lo sono, poiché utilizzano un diverso meccanismo di codifica dei frame (questi due sono generalmente utilizzati per collegamenti interswitch).

Inoltre, FCP è anche ottimizzato per gestire il traffico di archiviazione. A differenza dei protocolli che vengono eseguiti su TCP / IP, FCP è un protocollo monouso notevolmente più sottile che generalmente si traduce in una latenza di commutazione inferiore. Include anche un meccanismo di controllo del flusso integrato che garantisce che i dati non vengano inviati a un dispositivo (archiviazione o server) che non è pronto ad accettarli. Nella mia esperienza, non è possibile ottenere la stessa bassa latenza di interconnessione con nessun altro protocollo di archiviazione esistente oggi.

Tuttavia FC e FCP hanno degli svantaggi e non solo un costo elevato. Uno è che supportare l'interconnettività dello storage su lunghe distanze può essere costoso. Se desideri configurare la replica su un array secondario in un sito remoto, o sei abbastanza fortunato da permetterti la fibra spenta (se disponibile) o dovrai acquistare costosi gateway a distanza FCIP.

Inoltre, la gestione di un'infrastruttura FC richiede un set di competenze specializzate, che potrebbero rendere problematica l'esperienza dell'amministratore. Ad esempio, la suddivisione in zone FC fa un uso massiccio di nomi esadecimali lunghi di World Wide Node e di porte (simili agli indirizzi MAC in Ethernet), che possono essere difficili da gestire se vengono apportate frequenti modifiche alla struttura.

Il nocciolo di iSCSI

iSCSI è un protocollo di rete di archiviazione basato sul protocollo di rete TCP / IP. Ratificato come standard nel 2004, la più grande fama di iSCSI è che funziona sulle stesse apparecchiature di rete che gestiscono il resto della rete aziendale. Non richiede specificamente alcun hardware aggiuntivo, il che lo rende relativamente poco costoso da implementare.

Dal punto di vista delle prestazioni, iSCSI è in ritardo rispetto a FC / FCP. Ma quando iSCSI viene implementato correttamente, la differenza si riduce a pochi millisecondi di latenza aggiuntiva a causa del sovraccarico richiesto per incapsulare i comandi SCSI all'interno del protocollo di rete TCP / IP generico. Ciò può fare un'enorme differenza per carichi di I / O transazionali estremamente elevati ed è la fonte della maggior parte delle affermazioni secondo cui iSCSI non è adatto per l'uso in azienda. Tuttavia, tali carichi di lavoro sono rari al di fuori di Fortune 500, quindi nella maggior parte dei casi il delta delle prestazioni è molto più ristretto.

iSCSI pone anche un carico maggiore sulla CPU del server. Sebbene esistano HBA iSCSI hardware, la maggior parte delle implementazioni iSCSI utilizza un iniziatore software, che essenzialmente carica il processore del server con il compito di creare, inviare e interpretare i comandi di archiviazione. Anche questo è stato utilizzato come argomento efficace contro iSCSI. Tuttavia, dato che i server oggi vengono spesso forniti con molte più risorse della CPU di quanto la maggior parte delle applicazioni possa sperare di utilizzare, i casi in cui questo fa qualsiasi tipo di differenza sostanziale sono pochi e rari.

iSCSI può reggere il confronto con l'FC in termini di throughput attraverso l'uso di più collegamenti Ethernet da 1 Gbps o Ethernet da 10 Gbps. Inoltre beneficia dell'essere TCP / IP in quanto può essere utilizzato su grandi distanze attraverso i collegamenti WAN esistenti. Questo scenario di utilizzo è solitamente limitato alla replica da SAN a SAN, ma è notevolmente più semplice e meno costoso da implementare rispetto alle alternative solo FC.

A parte i risparmi grazie alla riduzione dei costi infrastrutturali, molte aziende trovano iSCSI molto più facile da implementare. Gran parte delle competenze richieste per implementare iSCSI si sovrappongono a quelle del funzionamento generale della rete. Ciò rende iSCSI estremamente interessante per le piccole imprese con personale IT limitato e spiega in gran parte la sua popolarità in quel segmento.

Questa facilità di distribuzione è un'arma a doppio taglio. Poiché iSCSI è facile da implementare, è anche facile da implementare in modo errato. La mancata implementazione utilizzando interfacce di rete dedicate, per garantire il supporto per funzioni di commutazione come il controllo del flusso e il jumbo framing e per implementare l'I / O multipath sono errori comuni che possono comportare prestazioni scarse. Le storie abbondano sui forum Internet di implementazioni iSCSI non riuscite che avrebbero potuto essere evitate a causa di questi fattori.

Fibre Channel su IP

FCoIP (Fibre Channel over Internet Protocol) è un protocollo di nicchia ratificato nel 2004. È uno standard per l'incapsulamento di frame FCP all'interno di pacchetti TCP / IP in modo che possano essere spediti su una rete TCP / IP. Viene utilizzato quasi esclusivamente per il bridging di fabric FC in più siti per consentire la replica e il backup da SAN a SAN su lunghe distanze.

A causa dell'inefficienza della frammentazione di frame FC di grandi dimensioni in più pacchetti TCP / IP (i circuiti WAN in genere non supportano pacchetti superiori a 1.500 byte), non è progettato per essere a bassa latenza. Invece, è costruito per consentire il collegamento di tessuti Fibre Channel geograficamente separati quando la fibra spenta non è disponibile per farlo con FCP nativo. FCIP si trova quasi sempre nei gateway a distanza FC - essenzialmente bridge FC / FCP-to-FCIP - ed è raramente, se non mai, utilizzato in modo nativo dai dispositivi di archiviazione come metodo di accesso dal server allo storage.

Fibre Channel su Ethernet

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) è il più recente protocollo di rete di archiviazione del gruppo. Ratificato come standard nel giugno dello scorso anno, FCoE è la risposta della community Fibre Channel ai vantaggi di iSCSI. Come iSCSI, FCoE utilizza reti Ethernet multiuso standard per connettere i server con lo storage. A differenza di iSCSI, non funziona su TCP / IP: è il suo protocollo Ethernet che occupa uno spazio accanto a IP nel modello OSI.

Questo differenziale è importante da capire in quanto ha risultati sia buoni che cattivi. Il vantaggio è che, anche se FCoE viene eseguito sugli stessi switch generici di iSCSI, presenta una latenza end-to-end significativamente inferiore a causa del fatto che non è necessario creare e interpretare l'intestazione TCP / IP. Il problema è che non può essere instradato su una WAN TCP / IP. Come FC, FCoE può essere eseguito solo su una rete locale e richiede un bridge per connettersi a un'infrastruttura remota.

Sul lato server, la maggior parte delle implementazioni FCoE fa uso di 10Gbps Ethernet FCoE CNA (Converged Network Adapters), che possono agire sia come adattatori di rete che come HBA FCoE, scaricando il lavoro di comunicazione con lo storage in modo simile al modo in cui lo fanno gli HBA FC. Questo è un punto importante in quanto il requisito per un HBA FC separato era spesso un buon motivo per evitare del tutto l'FC. Con il passare del tempo, i server possono comunemente essere forniti con CNA compatibili con FCoE integrati, eliminando sostanzialmente questo come fattore di costo.

I vantaggi principali di FCoE possono essere realizzati quando viene implementato come estensione di una rete Fibre Channel preesistente. Nonostante abbia un meccanismo di trasporto fisico diverso, che richiede alcuni passaggi aggiuntivi per l'implementazione, FCoE può utilizzare gli stessi strumenti di gestione di FC e gran parte dell'esperienza acquisita nel funzionamento di un fabric FC può essere applicata alla sua configurazione e manutenzione.

Mettere tutto insieme

Non c'è dubbio che il dibattito tra FC e iSCSI continuerà a imperversare. Entrambe le architetture sono ottime per determinati compiti. Tuttavia, affermare che FC è buono per le aziende mentre iSCSI è buono per SMB non è più una risposta accettabile. La disponibilità di FCoE contribuisce notevolmente a intaccare l'argomento dei costi e della convergenza di iSCSI, mentre la crescente prevalenza di 10 Gbps Ethernet e l'aumento delle prestazioni della CPU del server consumano l'argomento delle prestazioni di FC.

Qualunque sia la tecnologia che decidi di implementare per la tua organizzazione, cerca di non farti risucchiare dalla guerra di religione e fai i compiti prima di acquistare. Potresti essere sorpreso da ciò che trovi.

Questo articolo, "Fibre Channel vs. iSCSI: la guerra continua", è apparso originariamente su .com. Leggi di più sul blog di Matt Prigge sul sovraccarico delle informazioni e segui gli ultimi sviluppi nell'archiviazione dei dati e nella gestione delle informazioni su .com.