Chcąc wdrożyć SAN, rezygnowano z dołączanych do serwerów pamięci SCSI i wybierano technologię SAN/FC. Trzeba było jednak liczyć się z tym, że takie rozwiązania są bardzo drogie (przełączniki FC oraz interfejsy HBA - Host Bus Adapter). Około siedmiu lat później pojawiła się technologia iSCSI, wkraczając najpierw do małych firm a następnie do dużych przedsiębiorstw. Wkrótce potem rozgorzała dyskusja: która technologia jest lepsza - FC czy iSCSI?

W sporze istotną rolę odgrywały dwa czynniki. Z jednej strony na rynku działali dostawcy drogich pamięci masowych opartych na technologii FC, a z drugiej - mniejsze firmy, oferujące bardzo tanie (w porównaniu z FC) systemy pamięci masowych wykorzystujące technologię iSCSI.

Po drugie, tak jak wszystkie nowe technologie, również technologia iSCSI przebijała się z trudem na rynek. Administratorzy woleli bowiem inwestować w technologię, którą dobrze znają (FC), a nie w nowość, której przyszłość jest niepewna (iSCSI).

Obecnie sytuacja zmieniła się. Minął rok od ratyfikowania standardu FCoE (FC over Ethernet), dlatego wielu administrator sięga śmielej po inne protokoły niż FC. Trzeba jednak powiedzieć, że wielu użytkowników dalej nie rozumie, czym różnią się standardy FC i iSCSI. Spróbujmy to pokrótce wyjaśnić.

Podstawy FC

FC to architektura dedykowana sieciowym systemom pamięci masowych, uznana za standard w 1994 r. Głównymi elementami sieci SAN/FC są dedykowane interfejsy HBA (Host Bus Adapter) i przełączniki FC. Właśnie dlatego sieci SAN oparte na technologii FC są tak drogie.

Pod względem wydajności, technologia FC nie ma sobie równych, oferując bardzo duże przepustowości i małe opóźnienia. Od początku projektowano ją z myślą o obsłudze systemów pamięci masowych. Większość operacji wykonuje tu adapter HBA, odciążając zdecydowanie układy CPU zainstalowane w serwerze.

Technologia FC ma wiele odmian (zależnie od szybkości): 1, 2, 4, 8, 10 i 20 Gb/s. Przełączniki i systemy pamięci masowych oferujące 2, 4 i 8 Gb/s są zawsze zgodne z urządzeniami i systemami obsługującymi mniejsze szybkości, podczas gdy urządzenia 10 i 20 Gb/s nie oferują takiej funkcjonalności.

FC odpowiednio zoptymalizowano, tak aby obsługiwał maksymalnie efektywnie ruch generowany przez systemy pamięci masowych. Inaczej niż protokoły działające powyżej TCP/IP, protokół FC nie bazuje na TCP/IP i pracuje bardzo szybko, oferując w efekcie bardzo małe opóźnienia przy przetwarzaniu danych. Wspiera też mechanizm kontroli przepływu pakietów, dzięki któremu dane są wysyłane do urządzenia (pamięci czy serwera) tylko wtedy, gdy urządzenie to jest gotowe i na pewno zaakceptuje dane.

Jednak sieci FC mają tez swoje wady. I nie chodzi tu bynajmniej o to, że same sieci SAN są drogie, ale o to, że przesyłanie danych FC na duże odległości jest bardzo kosztowe. I tak np. replikowanie danych między dwoma odległymi fizycznie centrami danych wiąże się najczęściej z konieczności zainstalowania drogich bramek FCIP.

Zarządzanie takim środowiskiem nie należy też do najłatwiejszych zadań. Administrator musi poznać wiele nowych zagadnień i terminów, takich jak np. "FC Zoning", "World Wide Node czy "Port Names". To zupełnie nowe pojęcia niż dobrze znane adresowanie MAC stosowane w sieciach Ethernet.

iSCSI

iSCSI to protokół zaprojektowany z myślą o obsłudze sieciowych systemów pamięci masowych, działający powyżej protokołów TCP/IP, czyli z ich udziałem. Ratyfikowano go w 2004 r. Ma jedną podstawową zaletę: można go stosować w tej samej, standardowej sieci LAN (Ethernet i TCP/IP), którą ma firma. Innymi słowy, decydując się na iSCSI użytkownik nie musi kupować żadnego dodatkowego sprzętu. Połączenia iSCSI są obsługiwane przez standardowe przełączniki Ethernet.

Usytuowanie protokołu iSCSI Jeśli chodzi o wydajność, nie ma co ukrywać, że iSCSI ustępuje FC. Jednak w przypadku prawidłowego wdrożenia technologii iSCSI, różnice nie są duże (opóźnienia przy obsługiwaniu danych są wtedy większe co najwyżej o kilka milisekund). Jednak w przypadku bardziej wymagających aplikacji (np. transakcje wykonywane w trybie online), nawet taka niewielka różnica jest istotna. Dla mniej wymagających aplikacji nie jest to duże utrudnienie.

Protokół iSCSI obciąża układy CPU serwera w dużo większym stopniu niż FC. Chociaż istnieją już interfejsy HBA wspierające protokół iSCSI, większość implementacji iSCSI bazuje na rozwiązaniach programistycznych, które muszą być obsługiwane przez układy CPU. To właśnie ta cecha iSCSI jest często wykorzystywana przez jej przeciwników. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że serwery najnowszych generacji dysponują silnymi, wielordzeniowymi układami CPU, argument ten traci na znaczeniu.

iSCSI można wdrażać w sieciach Ethernet 1 Gb/s i 10 Gb/s. Ponieważ korzysta on z usług protokołów TCP/IP, ma w porównaniu z FC tę przewagę, że może przesyłać dane na duże odległości przez sieci WAN. Najczęściej są to aplikacje replikujące dane w trybie SAN-to-SAN.

Technologia iSCSI jest szczególnie atrakcyjna dla małych firm, ponieważ jest oparta na powszechnie znanych standardach sieciowych. To duże ułatwienie dla każdego administratora znającego Ethernet i sieci IP.

Fiber Channel over IP

FCoIP łączy odległe sieci FC FCoIP (Fiber Channel over Internet Protocol) to niszowy protokół, ratyfikowany w 2004 r. Pracuje w ten sposób, że zagnieżdża (kapsułkuje) ramki FC w pakietach TCP/IP, tak iż mogą być one przesyłane przez sieci IP. Jest stosowany właściwie tylko do łączenia (celem replikowania danych) odległych od siebie fizycznie sieci SAN.

Operacja dzielenia długich ramek FC na mniejsze części i kapsułkowania ich w wielu pakietach TCP/IP powoduje, że protokół FCoIP nie pracuje zbyt efektywnie i opóźnienia są tu dość duże.

Fibre Channel over Ethernet

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) to najnowszy ze wszystkich omawianych tu protokołów. Ratyfikowany jako standard w połowie 2009 r., rywalizuje z technologią iSCSI. Podobnie jak iSCSI, FCoE korzysta z usług standardowych sieci Ethernet. Inaczej jednak niż iSCSI, FCoE nie korzysta z protokołów TCP/IP.

Zaletą technologii FCoE są małe opóźnienia, ponieważ nie korzysta ona z protokołów TCP/IP (chociaż wykorzystuje usługi tych samych przełączników Ethernet, co iSCSI). Wadą jest natomiast to, że nie pozwala ona przesyłać pakietów przez sieci WAN oparte na protokołach TCP/IP. Podobnie jak FC, protokół FCoE może być stosowany tylko w obrębie lokalnych sieci komputerowych.

Jeśli chodzi o serwery, większość wdrożeń FCoE jest oparta na adapterach Ethernet 10 Gb/s FCoE CNA (Converged Network Adapter), które pełnią rolę standardowego adaptera sieciowego oraz adaptera HBA FCoE . To istotna zaleta tego rozwiązania.

Technologia FCoE pokazuje swoje zalety wtedy, gdy jest implementowana w środowiskach Fiber Channel. Pomimo tego, że FCoE korzysta z innych fizycznych mechanizmów transportujących pakiety (Ethernet), administrator może zarządzać połączeniami FCoE używając tych samych programistycznych narzędzi, które są stosowane w środowiskach FC.

Podsumowanie
Nie ma wątpliwości, że dyskusja o tym, czy protokół FC jest lepszy od protokołu iSCSI, a może odwrotnie - będzie trwać. Obie architektury mają bowiem swoje wady i zalety. Jednak twierdzenie, iż technologie FC sprawdza się lepiej w dużych przedsiębiorstwach i korporacjach, a iSCSI powinno się stosować wyłącznie w małych i średnich firmach, nie znajduje już uzasadnienia.

Biorąc pod uwagę fakt, że użytkownicy masowo wdrażają sieci Ethernet 10 Gb/s, a serwery mają coraz silniejsze procesory, argumentacja, iż sieci FC pracują szybciej niż iSCSI, nikogo już nie przekonuje. Jeśli dodamy do tego, że na rynek wchodzi coraz więcej rozwiązań wykorzystujących technologię FCoE, każdy dyrektor działu IT powinien się dobrze zastanowić zanim podejmie decyzję: czy mamy trwać przy FC, czy może jednak postawić na nowszą technologię, opartą na Ethernecie.

źródło:

Janusz Chustecki, IDG News Service