Ein SAN (Storage Area Network) ist eine der wichtigsten Infrastrukturtechnologien im Bereich der Datenspeicherung, und es gibt verschiedene Implementierungen und Standards für unterschiedliche Geschäftsanwendungen. In diesem Artikel gehen wir auf die wichtigsten Unterschiede zwischen FC, FCoE und iSCSI ein, um Ihnen bei der Auswahl der besten Option zu helfen.
Storage Area Network ist eine Lösung auf Blockebene, die von Speichergeräten und ihren Clients (Anwendungs-/Datenbank-/Web-Server usw.) verwendet wird. SAN arbeitet mit Datenblöcken, ist also eine Lösung auf niedrigerer Ebene als gemeinsam genutzter Netzwerkspeicher, was eine Reihe von Vorteilen bietet. SAN ist extrem langlebig und schnell, da die Latenzzeiten für die Datenübertragung gering sind und der Schwerpunkt auf der garantierten Bereitstellung von Datenblöcken liegt.
Der Begriff „Block-Level“ lässt sich durch den Vergleich mit einem USB-Laufwerk erklären, auf das Ihr PC mit Block-Level-Protokollen über Kabel als Transport-„Netzwerk“ zugreift.
Diese Blöcke sind ein Teil der Binärdaten, die dem Speicher zugewiesen sind. Im Falle eines USB-Laufwerks handelt es sich um einen einfachen Datenblock. SAN wiederum enthält Datenblöcke verschiedener Volumes, die auf Festplatten verteilt sind.
Betriebssysteme kombinieren diese Blöcke zu einem nutzbaren Datenvolumen mit Dateisystemen und Dateien/Ordnern.
SAN-Netzwerke sind auf Fehlertoleranz und Leistung ausgelegt:
- Unterstützung für einfaches Multipathing.
- Datenzugriff auf Blockebene und zuverlässige Übertragungen für den Einsatz mit Hochverfügbarkeitsclustern.
- Höhere Verarbeitungsrate ermöglicht den Einsatz von Systemen mit hohem Input/Output-Bedarf.
- Netzwerk und Hardware arbeiten entkoppelt und ermöglichen so eine bessere Serverleistung.
Zu den wichtigsten SAN-Technologien gehören:
- Fibre Channel (FC)
- FC over Ethernet (FCoE)
- iSCSI
Nachfolgend ein Überblick über die einzelnen Technologien.
Fibre Channel
Fibre Channel ist die „klassische“ Art, ein SAN-Netzwerk aufzubauen. Hier sind die wichtigsten Technologien und Protokolle:
- Fibre Channel Protocol (FCP) – Datenübertragungsprotokoll, das SCSI-Befehle durchlässt.
- Glasfaserinfrastruktur – Datenübertragungswerkzeug, das mit FC-Geräten gekoppelt ist.
- Name Service – eine Datenbank für angeschlossene Geräte. Er ist einem Domain Name System (DNS) sehr ähnlich.
- Satz von Flusskontrolldiensten.
Das folgende Bild zeigt ein vom Haupt-LAN getrenntes Speichernetzwerk:
Grundlegend besteht das „FC SAN“ aus Hardware und Switches, die über Glasfaser verbunden sind. Da das Netzwerk für hochbelastete Speichergeräte entwickelt wurde, verwendet es eine starke zyklische Redundanzprüfung (CRC) – eine Hash-Funktion, die zur Erstellung einer Prüfsumme verwendet wird, um Fehler in Daten zu erkennen. Im Vergleich zu TCP/IP hat das Netzwerk auch weniger Neuübertragungen und Verbindungswiederholungen aufgrund von Datenverlusten. Typische Fibre Channel-Geschwindigkeiten sind 8Gbps, 16Gbps und 32Gbps.
Im Vergleich zu TCP-IP-basierten Netzwerken ist der Fibre Channel stärker isoliert, wodurch Sicherheitsprobleme, Nachwehen von Malware und menschliche Fehler minimiert werden.
Um den Kauf spezieller Hardware zu vermeiden, können Sie sich für ein Ethernet-basiertes Netzwerk entscheiden. Darauf gehen wir im nächsten Abschnitt ein.
iSCSI verstehen
Das Grundkonzept von iSCSI besteht einfach darin, SCSI-Befehle in einen typischen TCP/IP-Kanal einzubinden. Wenn Sie über ein normales LAN verfügen, können Sie sogar eine iSCSI Target/Initiator-Software auf Ihrem Speicherserver und seinen Clients installieren und konfigurieren und so das SAN vereinfachen. Sie ermöglicht den gleichen Speicherzugriff auf Blockebene, verwendet aber herkömmliche Ethernet-Netzwerke.
Da die zugrundeliegenden Netzwerke (TCP/IP over Ethernet) für den allgemeinen Gebrauch konzipiert sind, gibt es keine strengen Datenflusskontrollen oder eingebaute Speichererkennungsdienste, weshalb Sie die meisten Einstellungen wie IP-Adressen oder LUN-Sichtbarkeit manuell vornehmen und das Netzwerk für große Datenmengen selbst anpassen müssen. Darüber hinaus müssen Sie hardwarebeschleunigte Netzwerkadapter erwerben, um die iSCSI-Verarbeitung von einem Host-Server oder -Client zu entlasten.
Um ein hochbelastetes Speichernetzwerk zu implementieren, sollten Sie ein dediziertes 10-Gbit/s-Ethernet-basiertes Netzwerk (entweder optisch oder kupferbasiert) mit hardwarebeschleunigten Adaptern und Netzwerk-Switches einsetzen, die größere Datenrahmenübertragungen unterstützen. In diesem Fall verlieren Sie jedoch den Hauptvorteil von iSCSI – die Unterstützung bestehender Netzwerke und Hardware.
Eine schlechte Konfiguration des iSCSI-Netzwerks wirkt sich direkt auf die Leistung aus, allerdings ist es schwierig, diese Probleme zu erkennen, da mehrere „gängige“ Protokolle und Dienste beteiligt sind.
Sie werden auch mit Hardware- und Netzwerkeinstellungen wie Flow Control, Jumbo Frames, Spanning Tree, Trunks usw. konfrontiert, wenn Sie sich für iSCSI in der Produktion entscheiden.
FCoE vs. iSCSI
Es gibt noch eine weitere Ethernet-basierte SAN-Technologie, die die Vorteile der beiden vorgenannten Optionen vereint – Fibre Channel over Ethernet. Im Gegensatz zu iSCSI verwendet sie nicht den TCP/IP-Stack und lässt das FC-Protokoll innerhalb des verlustfreien Ethernets ablaufen:
Der Hauptvorteil von FFCoE besteht darin, dass es isoliert ist, während es ein zusammengesetztes Netzwerk verwendet. Das beste Beispiel dafür sind „Blade“-Server: ein Rack, das eine Menge spezieller Server in einem Stück Computer mit gemeinsamer Stromversorgung, Netzwerk, Speicherung und Verwaltung zusammenfasst. Durch die Verwendung von Kupfer-Ethernet-Lanes und Switches mit FCoE-Unterstützung können Systemadministratoren die LAN/SAN-Verteilung je nach Geschäftsanforderungen ändern, um die Skalierbarkeit zu verbessern.
Wenn Sie Hochleistungsnetzwerke (10Gbps oder mehr) und FCoE-fähige Switches und Adapter verwenden, ist diese Technologie eine gute Alternative zum klassischen Fibre Channel (fast dieselben Vorteile, mit dem Zusatz der Konfigurationsflexibilität durch universelle Übertragungsschichten).
Fibre Channel vs. FCoE vs. iSCSI: Was ist besser für das SAN?
Dieser Vergleich von Fibre Channel vs. FCoE vs. iSCSI hilft Ihnen bei der Entscheidungsfindung:
Fazit
Wenn Sie eine kleine Unternehmensinfrastruktur oder eine Testumgebung betreiben, sollten Sie sich für iSCSI entscheiden und vorhandene Netzwerke und Adapter verwenden. Für nicht unternehmenskritische, anspruchsvollere Anwendungen ist Gigabit-Ethernet ausreichend. Denken Sie jedoch daran, das logische „Speichernetzwerk“ und das Benutzer-LAN zu trennen, um die Leistung zu verbessern. (Wir empfehlen außerdem, zumindest Jumbo Frames auf allen Geräten zu aktivieren, die an Übertragungen im Speichernetzwerk beteiligt sind.)
Wenn Sie Speicherimplementierungslösungen für anspruchsvolle Anwendungen, eine schnell wachsende Umgebung oder die Verwendung mit Clustersystemen in Betracht ziehen, wählen Sie Fibre Channel. Diese Technologie ist bekannt, und die meisten Ihrer Bedenken werden berücksichtigt. Im Vergleich zur gleichen Zero-Point-Implementierung von FCoE sind die Hardwarekosten ähnlich.
Wenn es um moderne konvergente Hardware geht (z. B. Blade-Server), ist FCoE dank seiner Flexibilität die beste Wahl.
Nutzen Sie AWS, Wasabi, Backblaze B2 und lokalen Speicher. Eliminieren Sie teure Hardware-Investitionen. Verbessern Sie die Wiederherstellungszeitziele.