Sieć SAN (Storage Area Network) jest jedną z kluczowych technologii infrastrukturalnych w przechowywaniu danych i istnieją różne implementacje i standardy wspólne dla różnych przypadków użycia w biznesie. W tym artykule przedstawiamy kluczowe różnice między FC, FCoE i iSCSI, aby pomóc w wyborze najlepszej opcji.
Sieć pamięci masowej jest rozwiązaniem na poziomie bloków danych, które jest używane przez urządzenia pamięci masowej i ich klientów (serwery aplikacji/baz danych/serwery internetowe itp.). SAN operuje na blokach danych, jest więc rozwiązaniem niższego poziomu niż współdzielona sieciowa pamięć masowa, co ma wiele zalet. Sieć SAN jest niezwykle trwała i szybka dzięki niskim opóźnieniom w przesyłaniu danych i skupieniu się na gwarantowanym dostarczaniu bloków danych.
Termin „poziom bloków” można wyjaśnić przez porównanie z napędem USB. Komputer uzyskuje do niego dostęp za pomocą protokołów poziomu bloków za pośrednictwem kabli jako „sieci” transportowej.”
Bloki te to porcja danych binarnych przydzielonych do pamięci masowej. W przypadku napędu USB jest to zwykły blok danych. Z kolei sieć SAN zawiera bloki danych o różnej objętości, rozmieszczone między dyskami twardymi.
Systemy operacyjne łączą te bloki w użyteczny wolumen danych, z systemami plików i plikami/folderami.
Sieci SAN są zbudowane z myślą o odporności na awarie i wydajności:
- Obsługa prostego wielościeżkowania.
- Dostęp do danych na poziomie bloków i niezawodne transfery do użytku z klastrami o wysokiej dostępności.
- Większa szybkość przetwarzania umożliwia wdrażanie systemów o dużych potrzebach w zakresie wejścia/wyjścia.
- Sieć i sprzęt działają rozłącznie, co umożliwia uzyskanie lepszej wydajności serwera.
Kluczowe technologie związane z siecią SAN obejmują:
- Fibre Channel (FC)
- FC over Ethernet (FCoE)
- iSCSI
Poniżej znajduje się przegląd każdej z nich.
Kanał światłowodowy
Kanał światłowodowy to „klasyczny” sposób budowania sieci SAN. Oto jego główne technologie i protokoły:
- Fibre Channel Protocol (FCP) – protokół transferu danych, który przepuszcza polecenia SCSI.
- Infrastruktura światłowodowa – narzędzie do transmisji danych, które jest sparowane z urządzeniami FC.
- Name Service – baza danych dla podłączonych urządzeń. Jest dość podobna do systemu nazw domen (DNS).
- Zestaw usług kontroli przepływu.
Poniższy rysunek ilustruje sieć pamięci masowej oddzieloną od głównej sieci LAN:
Podstawowo „FC SAN” składa się ze sprzętu i przełączników połączonych światłowodami. Ponieważ sieć została opracowana dla urządzeń pamięci masowej o dużym obciążeniu, wykorzystuje silną cykliczną kontrolę nadmiarową (CRC) – funkcję haszującą używaną do tworzenia sumy kontrolnej w celu wykrycia błędów w danych. Sieć ma również mniejszą liczbę retransmisji w porównaniu z TCP/IP i ponownych prób połączeń spowodowanych utratą danych. Typowe prędkości Fibre Channel to 8Gbps, 16Gbps i 32Gbps.
Kanał światłowodowy jest bardziej odizolowany, w porównaniu z sieciami opartymi na TCP-IP, minimalizując w ten sposób problemy z bezpieczeństwem, następstwa złośliwego oprogramowania i błędy ludzkie.
Aby uniknąć zakupu specjalnego sprzętu, można zdecydować się na sieć opartą na Ethernecie. Zbadamy to w następnej sekcji.
Zrozumienie iSCSI
Podstawową koncepcją iSCSI jest po prostu umieszczenie poleceń SCSI wewnątrz typowego kanału TCP/IP. Jeśli masz zwykłą sieć LAN, możesz nawet zainstalować i skonfigurować oprogramowanie iSCSI Target/Initiator na serwerze pamięci masowej i jego klientach, ułatwiając w ten sposób korzystanie z sieci SAN. Umożliwia ono taki sam dostęp do pamięci masowej na poziomie bloków, ale korzysta z konwencjonalnych sieci Ethernet.
Ponieważ sieci bazowe (TCP/IP over Ethernet) są przeznaczone do powszechnego użytku, nie ma w nich silnych mechanizmów kontroli przepływu danych ani wbudowanych usług wykrywania pamięci masowej, dlatego większość ustawień, takich jak adresy IP czy widoczność jednostek LUN, należy skonfigurować ręcznie i samodzielnie przystosować sieć do obsługi dużych ilości danych. Dodatkowo należy zakupić adaptery sieciowe z akceleracją sprzętową, aby odciążyć serwer hosta lub klienta od przetwarzania iSCSI.
Aby wdrożyć wysoko obciążoną sieć pamięci masowej, należy wdrożyć dedykowaną sieć opartą na Ethernecie 10 Gb/s (optyczną lub miedzianą) z adapterami z akceleracją sprzętową i przełącznikami sieciowymi obsługującymi większe transfery ramek danych. W tym przypadku utracona zostanie jednak główna zaleta iSCSI – obsługa istniejących sieci i sprzętu.
Zła konfiguracja sieci iSCSI ma bezpośredni wpływ na wydajność, jednak trudno jest wykryć te problemy, ponieważ w grę wchodzi kilka „wspólnych” protokołów i usług.
Jeżeli wybierzesz iSCSI do produkcji, napotkasz również takie ustawienia sprzętowe i sieciowe, jak Flow Control, Jumbo Frames, Spanning Tree, Trunks itd.
FCoE vs. iSCSI
Jest jeszcze jedna technologia SAN oparta na Ethernecie, łącząca zalety obu wyżej wymienionych opcji – Fibre Channel over Ethernet. W przeciwieństwie do iSCSI, nie korzysta ona ze stosu TCP/IP i pozwala protokołowi FC działać wewnątrz bezstratnego Ethernetu:
Główną zaletąFCoE jest izolacja przy jednoczesnym wykorzystaniu zmontowanej sieci Najlepszym przykładem są serwery typu „Blade”: stelaż, który pakuje wiele specjalnych serwerów w jeden element obliczeniowy ze wspólnym zasilaniem, siecią, pamięcią masową i zarządzaniem. Wykorzystanie miedzianych pasów Ethernet i przełączników z obsługą FCoE, pozwala administratorom systemów na zmianę dystrybucji LAN/SAN w zależności od potrzeb biznesowych, w celu zwiększenia skalowalności.
Jeśli używasz sieci o wysokiej wydajności (10Gbps lub lepiej) oraz przełączników i adapterów z obsługą FCoE, technologia ta jest dobrą alternatywą dla klasycznego Fibre Channel (prawie te same zalety, z dodatkiem elastyczności konfiguracji dzięki uniwersalnym warstwom transmisyjnym).
Fibre Channel vs FCoE vs iSCSI: Which is Better for the SAN?
To porównanie Fibre Channel vs FCoE vs iSCSI pomoże Ci podjąć decyzję:
Wnioski
Jeśli prowadzisz infrastrukturę małej firmy lub środowisko testowe, wybierz iSCSI, wykorzystując istniejące sieci i adaptery. Gigabit Ethernet jest wystarczający do pracy z niekrytycznymi, bardziej wymagającymi aplikacjami. Należy jednak pamiętać o rozdzieleniu logicznej „sieci pamięci masowej” i sieci LAN użytkownika, aby zwiększyć wydajność. (Sugerujemy również, co najmniej, włączenie funkcji Jumbo Frames we wszystkich urządzeniach uczestniczących w transmisjach sieci pamięci masowej.)
Rozważając rozwiązania wdrożeniowe pamięci masowej dla wymagających aplikacji, szybko rozwijającego się środowiska lub wykorzystania w systemach klastrowych, wybierz Fibre Channel. Ta technologia jest dobrze znana, a większość Twoich wątpliwości zostanie uwzględniona. W porównaniu z takim samym wdrożeniem FCoE w punkcie zerowym koszty sprzętu są podobne.
Jeśli mamy do czynienia z nowoczesnym sprzętem konwergentnym (np. serwery Blade), najlepszym wyborem jest FCoE, dzięki swojej elastyczności.
Wykorzystaj AWS, Wasabi, Backblaze B2 i lokalną pamięć masową. Eliminacja kosztownych inwestycji w sprzęt. Popraw cele w zakresie czasu odzyskiwania.
.