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如何让 FCoE 和 iSCSI 适合您的存储策略

以太网光纤通道(Fibre Channel over Ethernet,简称 FCoE)的到来,让在以太光纤上整合以满足存储和局域网需求成为可能。然而,它也意味着您现在拥有两个用于以太网的 SAN 选择: FCoE 和 iSCSI 。这带来了很明显的问题:这两者有何区别,何时您应该选择哪个。

FCoE 与 iSCSI 区别何在

FCoE 层代替了用于 iSCSI 的 TCP/IP 层(见图 1),并且要求对数据中心桥接(Data Center Bridging ,简称 DCB)以太网进行改进。美国电气电子工程师协会(IEEE)的 DCB 工作组已经扩展了 IEEE 802 标准,以满足单一网络上不同流量级别的要求而不至于造成“交通干扰”,这即是说不同流量之间不至于互相争抢。



图 1) FCoE 、 iSCSI 和 其它网络存储协议之间的块级比较

既然 FCoE 的设计无需 IP 层,那么使用 IP 实际上并不是由路由送达。不过, FCoE 路由能够使用 FCIP 等已建立的协议来执行。表 1 总结了 FCoE 和 iSCSI 之间的诸种不同。

表 1) FCoE 和 iSCSI 比较

特征 FCoE iSCSI
实现现有 FC 架构与以太网网络直接接口 X  
利用以太网上的现有 FC 管理构造 X  
无损以太网改善服务质量
X
X
利用无处不在的以太网技巧集 X X
支持 1GB   X
本地 IP 路由   X

iSCSI 协议能够在程序包丢失的网络中实施,并且 iSCSI 能够在 1 GB 以太网上运行。 FCoE 要求 10 GB 以太网和一个无损的网络,其基础架构组件能够基于单独的映射到不同优先级的流量级别,来恰当地实施暂停帧需求和按优先级暂停流程控制(PFC)。 PFC 背后的理念是在拥塞期间,高优先级的流量被允许继续而低优先级的流量则被暂停。

您的 10 GB 交换机将需要 DCB 支持 FCoE ,包括一系列对服务级别、拥塞控制和管理的改进。 FCoE 也要求 Jumbo Frames ,因为 FC 有效负载是 2112 字节并且不能够被中断,而 iSCSI 不需要 Jumbo Frames 。

在 FCoE 和 iSCSI 间做决定

与iSCSI 不同,FCoE 更精密的架构要求将影响到您最终选择哪一协议。在很多情况下,您的协议选择可能由厂商选择支持的架构关键应用来决定。

除此之外,您很可能选择 iSCSI,如果您的原始目标是:

  • 更低的成本
  • 简单易用

iSCSI 很容易运行于新升级的现有架构之上。 FCoE 的网络要求则很可能意味着您将需要重大升级,并且短期内,您很可能需要聚合网络适配器(converged network adapter ,简称 CNA)硬件。(长期看来,您将能像今天的 iSCSI 一样,将现有的 NIC 和软件启动器结合使用。)

因为 iSCSI 运行于 TCP/IP 之上,所以网络管理很可能非常相似,简化了创建和管理。 FCoE 则不使用 TCP/IP 。管理非常类似于传统的 FC SAN ,如果您对管理 FC SAN 不是很熟悉的话,这将对管理提出严峻挑战。

另一方面,如果您已经拥有了 FC SAN 的丰富经验,那么您很可能选择 FCoE ,尤其是当您的要求包括:

  • 支持任务关键型应用
  • 可用性
  • 最大性能

这不能说明 iSCSI 不能满足存在这些需求的环境的要求。尽管如此,光纤通道在任务关键型 SAN 环境中的长期使用已经证明了它自己; FCoE 具有同样的特征,并与现有 FC SAN 完全兼容。它很轻易地代替拥有 10GB 的光纤通道物理层。

iSCSI 上的 FCoE 的性能优势还有待验证。两者都能够运行 10GB ,但是 TCP/IP 会增加 iSCSI 的等待时间,在特定环境给 FCoE 带来较弱的性能优势。

这些指南与针对 iSCSI 和 FC SAN 的现行实施相一致。截至目前, iSCSI 的应用热点是针对关键业务的 Windows® 环境的存储整合,大多数的安装是运行在 1GB 上。 iSCSI 的典型部署是大型机构的二级和三级数据中心以及在小型 / 中型的核心数据中心和远程办公室。

光纤通道部署主导着大型机构的一级数据中心,一般来讲运行着 UNIX ® 和 Windows 环境里的任务关键型应用。通常的工作负载包括数据仓库、数据挖掘、企业资源规划和 OLTP 。

部署场景

对可能的部署场景进行更细致的考察应该可以提供进一步的指导,以帮助您决定何时何地采用 FCoE 和 iSCSI 。

场景
1 :现有数据中心对 FC 存储进行大笔投资。 因为光纤通道已经成为一级数据中心 SAN 结构的选择,所以大多数的大型数据中心都有一个单独的、专有的光纤存储网络。这样的数据中心很可能考虑 FCoE 网络,以利用和扩展在现有 FC SAN 和管理架构的投资。

向 FCoE 的转换将从边缘开始,在那里,新的服务器和边缘交换器将获得更新,以支持增强的 FCoE 和 DCB ,提供在 FC 存储上的现有数据访问。

场景 2 :新的数据中心安装 。在新的数据中心,选择不那么明确,因为 FCoE 或 iSCSI 都可满足要求的 I/O 负载。假设您在规划一个以太网架构,那么安装时间选择和现有的 IT 人员的技术程度会成为决定因素。如果数据中心现在或未来不久将上线, iSCSI 就是最好的选择。尽管如此,如果数据中心计划在半年或更久的时间上线, FCoE 则是一个可行的选择。

如果您有许多的 FC SAN 知识,您很可能考虑 FCoE ,因为它利用现有的人员和专业技能。尽管如此,如果您的公司光纤通道经验为零或很有限,您很可能利用您的以太网和 TCP/IP 知识并选择 FCoE 上的 iSCSI 。

场景 3 :要求短期内对数据中心进行整合的具有混合存储(DAS FC NAS )的现有数据中心 。您可以基于以下的理由要规划整合:

  • 通过服务器虚拟化降低成本
  • 降低环境成本(电源和制冷)
  • 改善可管理性(降低劳动力成本)
  • 改善客户的服务水平(数据可访问性,测试 / 开发 )
  • 数据中心空间受限

您做决定的标准通常会在现有的存储配置和数据管理实施之间不断变化。在现有的 NAS 主导的网络中, iSCSI 对于增加网络访问到块状数据是一个非常好的选择。在 FC SAN 主导的环境里, FCoE 是一个非常理想的选择,因为它可利用现有 SAN 管理和架构设备、工具和技巧,并提供与现有架构的兼容性。

场景 4 :中小型数据中心。 从小型到中型的企业,是选择 FCoE 还是 iSCSI 很大程度上取决于预算、 IT 人员的能力以及应用的要求。 iSCSI 在该领域可满足大多数业务应用的要求,能够很好地创造价值。即使对于那些要求高可用性或性能导向的数据库的地方, FCoE 和 iSCSI 都是可行的选择。

场景 5 :远程办公室安装 。假设远程办公室是分散的, iSCSI 能够提供原生 IP 路由的好处,比 FCoE 能够满足更长的距离需求, FCoE 则要其某种形式的以太网桥接。此外,易于管理也将是拥有有限本地 IT 知识的办公室的一个要求。因此, iSCSI 将成为远程办公室的最佳选择。

结论

当您要决定是不是或者哪些可以在您的架构里行得通的时候,从短期来看 FCoE 会导致很多疑惑,但是从长远来看收益还是非常清晰的。通过在单一以太网结构上整合网络,可以显著地降低资金和网络管理成本,而不影响为您选择最适合您的应用集的能力。

不管是您选择了 iSCSI 还是 FCoE ,还是两者组合以满足需求, NetApp® 统一存储都能够在单一存储系统上同时支持所有的存储协议。当您的存储协议需要改进的时候,选择 NetApp 解决方案能够提供重要的安全网。

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Joshua Konkle

Silvano Gai
思科
院士

Silvano 在计算机工程和网络领域拥有超过 27 年的丰富经验。他撰写了许多网络方面的专著,拥有 30 项专利。 Silvano 曾是 Nexus 系列数据中心交换机等多个思科交换机系列的架构师。他在美国斯坦福大学讲授 FCoE 课程。

Joshua Konkle

Mike McNamara
NetApp
产品营销高级经理

Mike 拥有计算机行业 20 多年的营销经验,其中 15 年特别专注于存储行业。在 3 年前加入 NetApp 之前,他曾在 Adaptec 、 EMC 和惠普工作。 Mike 还是光线通道行业协会(Fibre Channel Industry Association ,简称 FCIA)的营销董事会成员。

 
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