ファイバチャネルとiSCSI:戦争は続く

当初はファイバーチャネル(FC)があり、良かったです。真のSANが必要な場合(直接接続された共有SCSIストレージではなく)、FCが最適です。しかし、FCは非常に高価であり、専用のスイッチとホストバスアダプターが必要であり、地理的に分散した環境でサポートすることは困難でした。その後、約6〜7年前、iSCSIはSMB市場に大きな打撃を与え、ゆっくりと企業に参入し始めました。

その間に、どちらが優れているかについて、多くの情報に乏しい論争が見られました。時々、iSCSI-vs.-FCの議論は宗教戦争のレベルに達しました。

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この戦いは、2つの主な要因の結果でした。1つは、ストレージ市場が、低コストのiSCSIのみの製品を提供する若いベンダーに対してFCマーケティングに多額の投資を行った既存の大手ストレージベンダー間で分割されたことです。第二に、管理者は自分が知っていることを好きで、知らないことを信用しない傾向があります。FC SANを何年も実行している場合、iSCSIは低速で信頼性の低いアーキテクチャであり、重要なサービスを実行するよりも早く死ぬと思われるでしょう。iSCSI SANを実行したことがある場合、FC SANは非常に高価であり、セットアップと管理に負担がかかると思われるかもしれません。どちらも完全に真実ではありません。

FCoE(FC over Ethernet)規格が承認されてから、約1年が経過した今、状況はそれほど良くはありません。多くの購入者は、iSCSI標準とファイバーチャネル標準の違いをまだ理解していません。トピックは簡単に本を埋めることができますが、ここに簡単な要約があります。

FCの基礎

FCは、1994年に標準化された専用のストレージネットワークアーキテクチャです。現在、FCは一般に専用のHBA(ホストバスアダプタ)とスイッチで実装されています。これが、FCが他のストレージネットワークテクノロジーよりも高価であると考えられている主な理由です。

パフォーマンスに関しては、FCはストレージトラフィックを処理するためにゼロから構築されているため、FCの低遅延と高スループットに勝るものはありません。FCP(ファイバーチャネルプロトコル)フレームの生成と解釈に必要な処理サイクルは、専用の低遅延HBAに完全にオフロードされます。これにより、サーバーのCPUが解放され、ストレージと通信するのではなく、アプリケーションを処理できるようになります。

FCは、1Gbps、2Gbps、4Gbps、8Gbps、10Gbps、および20Gbpsの速度で利用できます。1Gbps、2Gbps、4Gbps、および8Gbpsの速度をサポートするスイッチおよびデバイスは、一般に低速の同業者と下位互換性がありますが、10Gbpsおよび20Gbpsデバイスは、異なるフレームエンコーディングメカニズムを使用するため、一般的に下位互換性がありません(これら2つは一般的に使用されます)スイッチ間リンクの場合)。

さらに、FCPはストレージトラフィックを処理するようにも最適化されています。TCP / IP上で実行されるプロトコルとは異なり、FCPは非常に薄い単一目的のプロトコルであり、通常、スイッチング遅延が低くなります。また、データを受け入れる準備ができていないデバイス(ストレージまたはサーバー)にデータが送信されないようにする組み込みのフロー制御メカニズムも含まれています。私の経験では、現在存在する他のストレージプロトコルと同じように低い相互接続遅延を実現することはできません。

しかし、FCとFCPには欠点があり、コストが高いだけではありません。1つは、長距離でのストレージの相互接続のサポートにはコストがかかる可能性があることです。リモートサイトのセカンダリアレイへのレプリケーションを構成する場合は、幸運にもダークファイバーを購入できるか(利用可能な場合)、高価なFCIP距離ゲートウェイを購入する必要があります。

さらに、FCインフラストラクチャの管理には専門的なスキルセットが必要であり、管理者に問題が発生する可能性があります。たとえば、FCゾーニングでは、長い16進数のワールドワイドノード名とポート名(イーサネットのMACアドレスと同様)を多用します。これは、ファブリックに頻繁に変更が加えられると、管理が面倒になる可能性があります。

iSCSIの要点

iSCSIは、TCP / IPネットワークプロトコルの上に構築されたストレージネットワークプロトコルです。2004年に標準として承認されたiSCSIの最大の名声は、エンタープライズネットワークの残りの部分を実行するのと同じネットワーク機器上で実行されることです。特に追加のハードウェアを必要としないため、実装が比較的安価になります。

パフォーマンスの観点から、iSCSIはFC / FCPよりも遅れています。ただし、iSCSIが適切に実装されている場合、汎用TCP / IPネットワークプロトコル内にSCSIコマンドをカプセル化するために必要なオーバーヘッドのため、違いは数ミリ秒の追加の遅延になります。これは、非常に高いトランザクションI / O負荷に対して大きな違いを生む可能性があり、iSCSIが企業での使用に適していないというほとんどの主張の原因となっています。ただし、このようなワークロードはFortune 500以外ではまれであるため、ほとんどの場合、パフォーマンスの差ははるかに狭くなります。

また、iSCSIはサーバーのCPUに大きな負荷をかけます。ハードウェアiSCSIHBAは存在しますが、ほとんどのiSCSI実装はソフトウェアイニシエーターを使用します。基本的に、ストレージコマンドの作成、送信、および解釈のタスクをサーバーのプロセッサにロードします。これは、iSCSIに対する効果的な議論としても使用されています。ただし、今日のサーバーには、ほとんどのアプリケーションが使用できるよりもはるかに多くのCPUリソースが搭載されていることが多いため、これによって実質的な違いが生じるケースはほとんどありません。

iSCSIは、複数の1Gbpsイーサネットまたは10Gbpsイーサネットリンクを使用することで、スループットの点でFCを維持できます。また、既存のWANリンクを介して長距離で使用できるという点でTCP / IPであるという利点もあります。この使用シナリオは通常、SANからSANへのレプリケーションに限定されていますが、FCのみの代替手段よりも実装が大幅に簡単で安価です。

インフラストラクチャコストの削減による節約は別として、多くの企業はiSCSIの導入がはるかに簡単であると感じています。iSCSIの実装に必要なスキルセットの多くは、一般的なネットワーク操作のスキルセットと重複しています。これにより、iSCSIはITスタッフが限られている中小企業にとって非常に魅力的であり、そのセグメントでの人気を大きく説明しています。

この展開のしやすさは両刃の剣です。iSCSIは実装が簡単なため、誤って実装することも簡単です。専用のネットワークインターフェイスを使用した実装、フロー制御やジャンボフレーミングなどのスイッチング機能のサポートの確保、マルチパスI / Oの実装の失敗は、パフォーマンスの低下につながる可能性のある一般的な間違いです。これらの要因のために回避できた可能性のある、失敗したiSCSI展開のインターネットフォーラムには多くの話があります。

IPを介したファイバチャネル

FCoIP(Fiber Channel over Internet Protocol)は、2004年に承認されたニッチなプロトコルです。これは、FCPフレームをTCP / IPパケット内にカプセル化して、TCP / IPネットワーク経由で出荷できるようにするための標準です。これは、SANからSANへのレプリケーションと長距離のバックアップを可能にするために、複数のサイトでFCファブリックをブリッジするためにほぼ排他的に使用されます。

大きなFCフレームを複数のTCP / IPパケットにフラグメント化することは非効率的であるため(WAN回線は通常1,500バイトを超えるパケットをサポートしていません)、低遅延になるようには構築されていません。代わりに、ネイティブFCPでダークファイバーを使用できない場合に、地理的に離れたファイバーチャネルファブリックをリンクできるように構築されています。FCIPは、ほとんどの場合、FCディスタンスゲートウェイ(基本的にFC / FCPからFCIPへのブリッジ)にあり、サーバーからストレージへのアクセス方法としてストレージデバイスによってネイティブに使用されることはめったにありません。

ファイバチャネルオーバーイーサネット

FCoE(Fibre Channel over Ethernet)は、最新のストレージネットワーキングプロトコルです。昨年6月に標準として承認されたFCoEは、iSCSIの利点に対するファイバーチャネルコミュニティの答えです。 iSCSIと同様に、FCoEは標準の多目的イーサネットネットワークを使用してサーバーをストレージに接続します。 iSCSIとは異なり、TCP / IP上では実行されません。これは、OSIモデルのIPの隣のスペースを占める独自のイーサネットプロトコルです。

この差異は、良い結果と悪い結果の両方があるため、理解することが重要です。良い点は、FCoEがiSCSIと同じ汎用スイッチ上で実行されている場合でも、TCP / IPヘッダーを作成して解釈する必要がないため、エンドツーエンドの遅延が大幅に減少することです。悪い点は、TCP / IPWANを介してルーティングできないことです。 FCと同様に、FCoEはローカルネットワーク上でのみ実行でき、リモートファブリックに接続するにはブリッジが必要です。

サーバー側では、ほとんどのFCoE実装が10GbpsイーサネットFCoE CNA(コンバージドネットワークアダプター)を使用します。これは、ネットワークアダプターとFCoE HBAの両方として機能し、FCHBAと同様にストレージとの通信作業をオフロードします。これは重要なポイントです。個別のFCHBAが必要なため、FCを完全に回避する理由が多いからです。時間が経つにつれて、サーバーは通常、FCoE対応のCNAが組み込まれた状態で出荷され、コスト要因としてこれを完全に排除します。

FCoEの主な利点は、既存のファイバーチャネルネットワークの拡張として実装された場合に実現できます。実装にいくつかの追加手順を必要とする異なる物理トランスポートメカニズムがあるにもかかわらず、FCoEはFCと同じ管理ツールを使用でき、FCファブリックの操作で得られた経験の多くをその構成と保守に適用できます。

すべてを一緒に入れて

FCとiSCSIの間の議論が激しさを増し続けることは間違いありません。どちらのアーキテクチャも、特定のタスクに最適です。ただし、FCはエンタープライズに適しているのに対し、iSCSIはSMBに適していると言うことは、もはや受け入れられない答えです。FCoEの可用性は、iSCSIのコストとコンバージェンスの議論に大きく影響しますが、10Gbpsイーサネットの普及とサーバーCPUのパフォーマンスの向上は、FCのパフォーマンスの議論に影響を及ぼします。

組織に実装することを決定したテクノロジーが何であれ、宗教戦争に巻き込まれないようにし、購入する前に宿題をするようにしてください。あなたはあなたが見つけたものに驚くかもしれません。

この記事「ファイバチャネルとiSCSI:戦争は続く」は、もともと.comに掲載されていました。MattPriggeのInformationOverloadブログの詳細を読み、.comでデータストレージと情報管理の最新の開発をフォローしてください。