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Cómo encajan FCoE e iSCSI en su estrategia de almacenamiento

Con la llegada de Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE) ha sido posible consolidar una estructura Ethernet para satisfacer las necesidades de las redes de área local y de almacenamiento. Sin embargo, esto también significa que ahora dispone de dos opciones de SAN que puede usar en redes Ethernet: FCoE e iSCSI. Esto arroja preguntas evidentes sobre cuáles son las diferencias y cuándo debe elegir una u otra.

Diferencias entre FCoE e iSCSI

La capa FCoE sustituye a la capa TCP/IP utilizada en iSCSI (figura 1) y requiere igualmente las mejoras de Ethernet que supone la interconexión mediante puentes del centro de datos (DCB). El grupo de trabajo DCB del IEEE ha ampliado las normas IEEE 802 para satisfacer los requisitos derivados de la coexistencia de diferentes tipos de tráfico en una única red sin que se creen “interferencias en el tráfico”, es decir, sin que un tipo de tráfico interfiera en el flujo del otro.



Figura 1) Comparativa de nivel de bloques de FCoE, iSCSI y otros protocolos de almacenamiento en red.

Puesto que FCoE ha sido diseñado sin la capa Protocolo de Internet (IP), no se puede enrutar de forma intrínseca mediante IP. Sin embargo, se pueden realizar enrutamientos FCoE por medio de protocolos ya establecidos como FCIP. En la tabla 1 se resumen las diferencias entre FCoE e iSCSI.

Tabla 1) Comparación entre FCoE e iSCSI.

Función FCoE iSCSI
Permite que la infraestructura FC existente interactúe directamente con una red Ethernet X  
Aprovecha la estructura de gestión de FC existente sobre Ethernet X  
La red Ethernet sin pérdidas mejora la calidad del servicio
X
X
Aprovecha el conjunto de capacidades de la red Ethernet ubicua X X
Compatible con 1GbE   X
Enrutamiento IP nativo   X

El protocolo iSCSI se puede implementar en redes con pérdida de paquetes y, además, iSCSI se puede ejecutar sobre 1 Gigabit Ethernet (1GbE). FCoE requiere 10 Gigabit Ethernet (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 los distintos tipos de tráfico asignados a diferentes prioridades. El concepto que subyace tras PFC es que, durante períodos de congestión, se permite el flujo del tráfico de mayor prioridad y se detiene el de menor prioridad.

Los switches 10GbE deben ser compatibles con DCB para FCoE, lo que incluye una serie de mejoras para tipos de servicio, control de la congestión y gestión. Asimismo, FCoE requiere el uso de marcos jumbo, ya que la carga útil de FC es de 2.112 bytes y no se puede distribuir; iSCSI no requiere marcos jumbo.

Elegir entre FCoE e iSCSI

Los requisitos infraestructurales de FCoE son más rigurosos que los de iSCSI, lo que puede influir a la hora de elegir definitivamente un protocolo. En algunos casos, su elección de un protocolo puede verse decisivamente influida por la infraestructura que admiten los proveedores de las aplicaciones fundamentales.

Más allá, seguramente elija iSCSI si sus principales objetivos son:

  • Reducción de costes
  • Fácil uso

Probablemente iSCSI funcionará en su infraestructura actual requiriendo pocas actualizaciones. Para cumplir los requisitos de red de FCoE, es posible que deba realizar importantes actualizaciones y, a corto plazo, probablemente necesite también un hardware adaptador de red convergente (CNA). (A largo plazo podrá utilizar las NIC existentes en combinación con un iniciador de software, tal como sucede actualmente con iSCSI).

Dado que iSCSI funciona sobre TCP/IP, la gestión de red le resultará seguramente familiar, lo que facilita la configuración y la gestión. FCoE no utiliza TCP/IP. La gestión es muy similar a la de una SAN FC tradicional, lo que supondrá retos de gestión si no está ya familiarizado con la gestión de una SAN FC.

Por otro lado, es posible que se decante por FCoE si ya dispone de amplia experiencia con entornos SAN Fibre Channel (SAN FC), especialmente si entre sus requisitos se encuentran:

  • Compatibilidad con aplicaciones fundamentales
  • Disponibilidad
  • Máximo rendimiento

Esto no significa que iSCSI no pueda satisfacer sus necesidades en entornos donde estén presentes estos requisitos. Sin embargo, Fibre Channel ha probado su eficacia tras un uso prolongado en entornos SAN críticos; FCoE ofrece características idénticas y total compatibilidad con las SAN FC existentes. Sencillamente sustituye la capa física de Fibre Channel con 10GbE.

Todavía se deben demostrar las ventajas de rendimiento que ofrece FCoE respecto a iSCSI. Ambos pueden utilizar 10GbE, pero TCP/IP puede aumentar la latencia para iSCSI, dando a FCoE una ligera ventaja en cuanto al rendimiento en determinados entornos.

Estas guías coinciden con las prácticas actuales tanto de iSCSI como de SAN FC. Hasta el día de hoy, el punto fuerte de la aplicación de iSCSI es la consolidación de almacenamiento en entornos Windows® claves para las empresas, con la mayor parte de las instalaciones ejecutándose en 1GbE. Las implementaciones de iSCSI se han realizado normalmente en centros de datos de 2 y 3 niveles en empresas grandes, en los centros de datos principales de las empresas de tamaño pequeño/medio y en oficinas remotas.

Las implementaciones de Fibre Channel se presentan principalmente en centros de datos de 1 nivel en empresas grandes y suelen ejecutar aplicaciones fundamentales en entornos UNIX® y Windows. Los ejemplos de cargas de trabajo comunes incluyen almacenamiento de datos, extracción de datos, planificación de recursos empresariales y OLTP.

Situaciones de implementación

Un análisis más detallado de las posibles situaciones de implementación le ofrecerá información adicional que le ayudará a decidir cuándo y dónde utilizar FCoE y iSCSI.

Situación 1: Centros de datos existentes con alta inversión en almacenamiento FC. Dado que Fibre Channel ha sido la estructura SAN elegida para centros de datos de 1 nivel, los centros de datos de mayor tamaño tienen una red de almacenamiento Fibre Channel dedicada separada. Es posible que este tipo de centros de datos tengan en cuenta las redes FCoE para aprovechar y ampliar las inversiones en la SAN FC y la infraestructura de gestión existentes.

Las transiciones a FCoE comenzarán probablemente en entornos periféricos, donde los nuevos servidores y los switches periféricos se actualizarán para admitir las mejoras de FCoE y DCB, que ofrecen acceso a los datos existentes en el sistema de almacenamiento FC.

Situación 2: Instalaciones de nuevos centros de datos
Con un nuevo centro de datos la elección es más difícil, pues ni FCoE ni iSCSI pueden satisfacer la carga de E/S necesaria. Suponiendo que planifique una infraestructura Ethernet, los factores decisivos son el momento más oportuno para la instalación y la destreza del personal de TI. Si el centro de datos estará disponible en línea ahora o próximamente, iSCSI es la mejor opción. Sin embargo, si el centro de datos no estará disponible en línea hasta dentro de seis meses o más, FCoE es una opción perfectamente viable.

Si cuenta con amplia experiencia en SAN FC, lo más probable es que considere la opción de FCoE, pues puede aprovechar el personal y la experiencia de la que ya dispone. Sin embargo, si su empresa tiene una experiencia reducida en Fibre Channel o ninguna en absoluto, seguramente le interesará aprovechar su experiencia en Ethernet y TCP/IP y se decidirá por iSCSI sobre FCoE.

Situación 3: Centros de datos existentes con un almacenamiento combinado (DAS, FC, NAS) que requiere la consolidación del centro de datos a corto plazo.
Puede planificar la consolidación del centro de datos por cualquiera de los siguientes motivos:

  • Reducir costes mediante virtualización de servidores
  • Reducción del impacto medioambiental (consumo eléctrico y refrigeración)
  • Simplificar la gestión (menos gastos laborales)
  • Mejorar la calidad del servicio para los clientes (accesibilidad a datos, pruebas/desarrollo)
  • Limitaciones de espacio del centro de datos

Por lo general, los criterios que considerará para tomar una decisión girarán en torno al suministro de almacenamiento existente y a las prácticas de gestión de datos. En las redes dedicadas fundamentalmente al almacenamiento en red, iSCSI es una buena elección a la hora de añadir acceso en red a bloques de datos. En entornos dominados por SAN FC, FCoE es una buena elección, pues aprovecha los equipos de gestión e infraestructurales de SAN, las herramientas y capacidades disponibles y ofrece compatibilidad con la infraestructura existente.

Situación 4: Centros de datos de tamaño pequeño y mediano. Para las empresas pequeñas o medianas, la elección entre FCoE e iSCSI depende en gran medida del presupuesto, la destreza del personal de TI y los requisitos de las aplicaciones. iSCSI puede satisfacer los requisitos de rendimiento de la mayoría de aplicaciones empresariales en este segmento, a la vez que supone un buen valor. Incluso donde se requieran bases de datos de alta disponibilidad u orientadas al rendimiento, tanto FCoE como iSCSI son opciones a tener en cuenta.

Situación 5: Instalaciones en oficinas remotas. Dado que las oficinas remotas se encuentran dispersas, iSCSI ofrece los beneficios del enrutamiento IP nativo para cubrir mayores distancias que FCoE, que requiere cierta forma de interconexión mediante puentes en Ethernet. La facilidad de gestión puede ser también un requisito en el caso de oficinas con experiencia de TI local reducida. Por lo tanto, iSCSI probablemente será la mejor opción para las oficinas remotas.

Conclusión

Mientras que FCoE puede crear cierta confusión a corto plazo en el proceso de decisión de si es necesario en su infraestructura y dónde, los beneficios a largo plazo son evidentes. Consolidando sus redes en una única estructura Ethernet puede reducir considerablemente los costes económicos y de gestión de redes sin sacrificar la capacidad de escoger el protocolo más adecuado para su conjunto de aplicaciones.

No importa si se decanta por iSCSI, FCoE o una combinación de las dos opciones para satisfacer sus necesidades, el sistema de almacenamiento unificado de NetApp® es compatible con todos los protocolos de almacenamiento de forma simultánea desde un único sistema de almacenamiento. Con la elección del sistema de almacenamiento NetApp puede disponer de una red de alta seguridad donde podrá desarrollarse su protocolo de almacenamiento.

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Joshua Konkle

Silvano Gai
Docente
Cisco

Silvano tiene más de 27 años de experiencia en ingeniería informática y redes. Ha escrito varios libros sobre conexión de redes y es responsable de 30 patentes. Silvano colaboró en el diseño de varias familias de switches Cisco, incluida la familia de switches de centros de datos Nexus. Actualmente imparte un curso sobre FCoE en la Universidad de Stanford.

Joshua Konkle

Mike McNamara
Gerente ejecutivo, marketing de producto
NetApp

Mike tiene 20 años de experiencia en marketing en la industria informática, 15 de ellos orientados especialmente al almacenamiento. Trabajó en Adaptec, EMC y Hewlett Packard antes de unirse a NetApp hace más de tres años. Además, Mike es el responsable de marketing de Fibre Channel Industry Association (FCIA).

 
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