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FCoE: ¿el futuro de Fibre Channel?

Tras lo rumores del sector y el interés generado por Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE), junto con el apoyo de la práctica totalidad de los agentes de la industria, es probable que este medio de transporte convergente suplante en última instancia a las redes Fibre Channel existentes. La iniciativa del establecimiento del estándar debe finalizar y ratificarse en abril de 2009. El borrador actual no sufrirá demasiados cambios y muchos proveedores ya preparan sus productos para el nuevo mercado, incluido NetApp (ver información en el lateral).

Si es usuario de la tecnología Fibre Channel, debe comprender y prepararse para la llegada de esta tecnología. En este artículo, trataremos de responder a algunas de las dudas que pueda tener sobre la tecnología FCoE, como las siguientes:

  • ¿Qué es FCoE?
  • ¿Por qué FCoE?
  • ¿Cuáles son las opciones de implantación de FCoE?
  • ¿Cómo debe prepararse?

¿Qué es FCoE?

Fibre Channel sobre Ethernet, o FCoE, es un nuevo protocolo (de transporte) en proceso de convertirse en estándar por medio del comité T11. (T11 es un comité que forma parte del International Committee for Information Technology Standards, INCITS, responsable de las interfaces Fibre Channel.) FCoE transporta marcos Fibre Channel sobre Ethernet incluyéndolos en marcos Ethernet jumbo. Aunque la ratificación del estándar no está prevista hasta finales de 2008, no se prevén cambios en la especificación para esa fecha.

¿Por qué FCoE?

La premisa subyacente de FCoE es consolidar los procesos de I/O permitiendo la coexistencia de distintos tipos de tráfico en la misma conexión, lo que reduce y simplifica el cableado, reduce el número de adaptadores necesarios en cada host y los requisitos de alimentación.

FCoE

Figura 1) Reducción de la complejidad de host con FCoE.

El factor que impulsa la adopción de FCoE es la necesidad de reducir el coste total de propiedad (TCO) al tiempo que se mantienen las inversiones existentes en infraestructura y se conserva la compatibilidad con versiones anteriores de procedimientos y procesos ya establecidos. La convergencia entre Fibre Channel y Ethernet, y la supresión de la necesidad de distintas tecnologías de red augura una considerable reducción de la complejidad de las redes gracias a FCoE.
En un principio, la mayoría de implementaciones de FCoE se realizará en el nivel de host y switch, mientras que los arrays del entorno de gestión seguirán utilizando Fibre Channel en lugar de FCoE. De este modo se mantendrán las inversiones en infraestructura realizadas durante años en Fibre Channel.

La principal característica de FCoE es que permite realizar una migración escalonada de Fibre Channel a Ethernet. Podrá ampliar o reemplazar parte de su red de Fibre Channel con switches Ethernet, lo que le permitirá realizar una transición gradual de una tecnología de red (Fibre Channel) a otra (Ethernet) de la forma más conveniente.
A largo plazo, si el uso de FCoE resulta satisfactorio, puede barajar la actualización de su infraestructura y/o crear nuevos centros de datos, para lo que puede recurrir a arrays de almacenamiento con compatibilidad FCoE nativa. NetApp será compatible de forma nativa con FCoE y seguirá admitiendo Fibre Channel en todos los sistemas de almacenamiento.

En un documento reciente editado conjuntamente por NetApp, QLogic y Nuova Systems (ahora parte de Cisco) se analizan con detalle los beneficios empresariales de la convergencia de redes.

Implementaciones de FCoE

Existen dos formas de implantar FCoE:

  • Mediante un iniciador de hardware con un adaptador de red convergente (CNA) y hardware de destino similar al modelo Fibre Channel existente.


  • Fibre Channel sobre Ethernet

    Figura a) Un CNA admite tanto Fibre Channel como Ethernet en un mismo dispositivo, lo que reduce el número de interfaces de red necesarias.

  • Los proveedores de CNA son los proveedores de FC HBA habituales como Qlogic, Emulex y Brocade, aunque esperamos que otros distribuidores de NIC tradicionales como Intel y Broadcom se sumen a esta iniciativa. De hecho, ambos se han implicado de forma activa en el grupo de trabajo del comité T11 (FC-BB-5) para definir el estándar FCoE.
  • Mediante un iniciador y un destino de software con NIC Ethernet convencionales de 10 GB (10GbE).

    En diciembre de 2007, Intel comercializó un paquete de iniciadores de software para impulsar el desarrollo de soluciones FCoE para Linux®. En los próximos 12 meses se prevé que distintas distribuciones de Linux incluyan controladoras de iniciadores de software FCoE. El objetivo es que las distribuciones de Linux sean compatibles con FCoE de la misma forma que todas las plataformas de sistemas operativos lo son con iSCSI en la actualidad.

  • El razonamiento subyacente es que este tipo de implementaciones de software proporcionarán un elevado rendimiento a un coste menor que las implantaciones de hardware. En lo que respecta a la sobrecarga que sufre el servidor a causa de una implementación de software, como en teoría adquirimos servidores con la esperanza de que las aplicaciones se adecuen a los mismos, existirán numerosos ciclos de CPU disponibles. El mercado iSCSI ha demostrado que esta teoría es correcta incluso en implantaciones de servidores virtualizados.

  • Fibre Channel sobre Ethernet

    Figura 3) Pila de iniciadores de software para FCoE.

¿Qué se conserva?

Para los que ya utilicen Fibre Channel, se mantienen tareas FCoE cotidianas como las de creación de particiones y asignación de LUN, así como eventos estructurales convencionales como la notificación de cambios de estado registrados (RSCN) y la selección de rutas de estado de conexión (FSPF). Esto significa que FCoE es un proceso de migración de protocolo relativamente sencillo. Asumiendo que los cambios suelen ser molestos, el hecho de contar con un protocolo que maximiza las técnicas, procesos e inversiones existentes, y simplifica la transición a Ethernet, supone una ventaja considerable.

Diferencias entre FCoE e iSCSI

FCoE sustituye a la capa TCP/IP utilizada en iSCSI y se basa en mejoras realizadas en la capa Ethernet como las siguientes:

  • Implementación de marcos de pausa adecuados
  • Pausa por prioridad
  • Ausencia de reintentos TCP (tiempo de espera agotado)
  • Ausencia de enrutamiento IP
  • Ausencia de emisiones redundantes (ARP)
Comparativa de nivel de bloques de los distintos protocolos de almacenamiento

Figura 4) Comparativa de nivel de bloques de los distintos protocolos de almacenamiento.

Como FCoE carece de una capa IP, no se puede enrutar de forma intrínseca. Sin embargo, esto no significa que no se pueda enrutar en absoluto. Se pueden realizar enrutamientos FCoE por medio de protocolos ya establecidos como FCIP.

El protocolo iSCSI se puede implementar en redes con pérdida de paquetes y no requiere 10GbE. FCoE requiere 10GbE y una red sin pérdidas con componentes infraestructurales que implementen solicitudes de marcos de pausa y control de flujo de pausa (Pause Flow Control: PFC) por prioridad en función de distintas clases de tráfico asignadas a diferentes prioridades. El concepto que subyace PFC es que, durante períodos de congestión, se permita el tráfico de mayor prioridad y se detenga el de menor prioridad.

Los switches 10GbE también deben ser compatibles con Ethernet de centro de datos (DCE), una versión avanzada de Ethernet que incluye diferentes mejoras como clases de servicio, control de la congestión y gestión reforzada. Asimismo, FCoE requiere compatibilidad con marcos jumbo ya que la carga útil de Fibre Channel es de 2.112 bytes y no se puede distribuir; iSCSI no requiere marcos jumbo.

El futuro de Fibre Channel

Con toda la expectación sobre FCoE, seguramente se pregunte qué va a suceder con Fibre Channel. ¿Se producirá la transición a la tecnología 16Gb o FCoE adoptará un papel principal? ¿Aparecerán nuevos desarrollos gracias a Ethernet (40GbE y 100GbE)? En la actualidad, Fibre Channel de 16Gb está previsto para 2011. En una reciente conferencia de prensa, la FCIA afirmó que apoya "firmemente" el desarrollo de Fibre Channel de 16Gb, así como el de FCoE. Creo que Fibre Channel de 16Gb se hará realidad algún día pero se mantiene la duda de su adopción con respecto a FCoE. Eso todavía está por ver.

¿Qué debe hacer?

Lo que haga ahora depende de su situación. Para los que hayan realizado importantes inversiones en Fibre Channel y no necesiten actualizar en los próximos años, probablemente la mejor solución sea no hacer nada. Si tiene pensado realizar actualizaciones en este período de tiempo, debería tener en cuenta la tecnología FCoE. Como los proveedores actuales de switch FC migrarán su base de clientes a Ethernet, en algún momento tendrá que realizar la transición.

La tecnología le permite resolver multitud de problemas, pero que los distintos grupos dentro de una organización estén en consonancia no es uno de ellos. Uno de los desafíos empresariales a los que se ha enfrentado iSCSI son las diferencias entre los equipos de almacenamiento y de redes por dirimir la propiedad de la red. En implantaciones de Fibre Channel, los de almacenamiento son los dueños; con iSCSI, son los de redes. Para que FCoE tenga éxito, estos dos grupos tendrán que acercar sus posturas y colaborar estrechamente, lo que con toda probabilidad sea el mayor obstáculo que deba salvar la tecnología FCoE.

Si desea obtener información adicional sobre FCoE, le recomiendo el libro de mi colega Silvano Gai Data Center Networks and Fibre Channel over Ethernet (FCoE) (Redes de centros de datos y Fibre Channel sobre Ethernet). El libro analiza los detalles técnicos del protocolo y describe la función de todos los componentes de la pila FCoE.

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Nick Triantos

Nick Triantos
Ingeniero de sistemas de consultoría
NetApp

Miembro del Grupo de ingeniería de sistemas de consultoría de NetApp, Nick está especializado en el desarrollo de NetApp Partner y en la habilitación de productos de virtualización NetApp® y soluciones SAN. Durante más de 15 años, Nick ha desempeñado funciones de ingeniero de sistemas o asistencia, incluida su labor de ingeniero de asistencia de cuentas en HP (grupo de servidores) y asesor técnico de preventa (grupo de almacenamiento). Nick tiene un blog y colabora habitualmente con Tech OnTap.

 
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