W firmowych centrach danych coraz częściej wdrażane są projekty związane z wirtualizacją i konsolidacją systemów. Staje się to możliwe dzięki dostępności serwerów o coraz większej mocy obliczeniowej, dostarczanej przez wielordzeniowe procesory. Rosnące możliwości przetwarzania danych to również większe zapotrzebowanie na wydajność sieci LAN oraz SAN. Od pewnego czasu toczy się na rynku pamięci masowych rywalizacja pomiędzy protokołami dostępu blokowego Fibre Channel a iSCSI. Jak zakończy się ten pojedynek? Jak wyglądać będzie komunikacja w centrum danych?

FC czy iSCSI?

Ten dylemat pojawia się zawsze, kiedy stajemy przed koniecznością budowy sieci SAN w przedsiębiorstwie. Każda z wymienionych technologii ma zalety i wady, które należy wnikliwie rozważyć przed podjęciem decyzji o wyborze docelowego rozwiązania. Najważniejszym czynnikiem - zwłaszcza w obecnie trudnych ekonomicznie czasach - jest budżet przewidziany na dane rozwiązanie. Jest to nie tylko koszt wdrożenia, lecz także późniejszego użytkowania.

Pod względem cenowym definitywnie zwycięża iSCSI, jako technologia tańsza, działająca na bazie doskonale wszystkim znanego Ethernetu. W przeciwieństwie do FC, nie wymaga zakupu drogich kart HBA, przełączników światłowodowych oraz samych światłowodów. Wykorzystuje tanie dyski SATA oraz SAS i działa na okablowaniu miedzianym kat. 5e.

Jeśli jednak szukamy infrastruktury do obsługi krytycznych aplikacji dla firmy, bez wątpienia wybór pada na technologię Fibre Channel. Podobnie rzecz się ma, gdy bierzemy pod uwagę wymóg maksymalnej niezawodności dla działających systemów. Przełączniki FC klasy director oferują dostępność na poziomie 99,999%. Karty HBA, przełączniki oraz macierze dyskowe przechodzą gruntowne testy, aby uzyskać wymagane certyfikaty niezawodności. Co więcej, w sterownikach urządzeń FC jest implementowana technologia wielościeżkowości (mulitpathing), stanowiąc ważny element niezawodnościowy. Protokół iSCSI znacząco ustępuje pod tym względem FC. Procesy certyfikacji sprzętu iSCSI nie są aż tak rygorystyczne, jak ma to miejsce w przypadku urządzeń Fibre Channel. Na pewno do zalet iSCSI należy zaliczyć łatwość zarządzania taką siecią. Załoga IT posiadająca wiedzę i doświadczenie z zakresu protokołów IP bez trudu poradzi sobie z zadaniami administracyjnymi. Zupełnie odmiennie wygląda zarządzanie siecią SAN opartą na FC. Złożoność Fibre Channel wymusza konieczność zatrudnienia specjalistów lub odpowiedniego przeszkolenia swojego personelu IT, a to generuje dodatkowe koszty. Istotna przewaga iSCSI nad FC to praktycznie nieograniczone odległości, na jakie dane mogą być przesyłane. Pozwala to na wdrażanie tańszego w porównaniu z rozwiązaniem opartym na FC, rozwiązania Disaster Recovery.

FC jest technologią dojrzałą, oferującą obecnie przepustowość na poziomie 2, 4 oraz 8 Gb. Na mapie drogowej rozwoju standardu FC pojawia się również przepustowość 16 Gb, planowana na rok 2011. Początki prac nad protokołem Fibre Channel sięgają 1988 r., ratyfikacja standardu przez instytut ANSI (American National Standards Institute) nastąpiła w 1994 r.

Protokół iSCSI natomiast jest technologią stosunkowo młodą. Został ratyfikowany przez organizację IETF (Internet Engineering Task Force) w 2003 r., jako alternatywa dla protokołu FC. Zarówno jedna, jak i druga technologia wykorzystują polecenia protokołu SCSI. Różnice dotyczą sposobu opakowywania tych komend. Problemem iSCSI jest to, że działa ona na bazie protokołu TCP/IP. Pakiety iSCSI przesyłane przez sieć Ethernet mogą zostać zgubione i wtedy konieczna jest ich retransmisja. Następstwem tego może być odbieranie pakietów w miejscu docelowym (target) w zmienionej kolejności niż zostały wysłane. Występuje to zwłaszcza przy dużym natężeniu ruchu sieciowego. Zatłoczenie, a przez to duże opóźnienia w sieci oraz zamieniona kolejność pakietów, to zjawiska wysoce niepożądane dla aplikacji działających w sieciach SAN. W tym miejscu uwidacznia się ogromna przewaga protokołu Fibre Channel, który w przeciwieństwie do iSCSI, zapewnia dostawy pakietów do miejsca przeznaczenia w sposób gwarantowany i w niezmienionej kolejności.

Protokół iSCSI operuje w warstwie 5 modelu ISO/OSI (warstwa sesji). Stanowi odwzorowanie pomiędzy protokołem SCSI a stosem protokołów TCP/IP. Transformacja poleceń SCSI w celu przesłania ich po Ethernecie może być realizowana zarówno sprzętowo, jak i programowo. iSCSI osadza protokół SCSI w niemal niezmienionej formie jako ładunek Protocol Data Unit (PDU) w segmencie TCP.

Przekształcenie jest jednak bardzo skomplikowane i wymaga dużych zasobów CPU. Dla przyspieszenia rozkładu bloków danych na pakiety zaleca się stosowanie adapterów sieciowych wyposażonych w funkcjonalność TCP/IP Offload Engines (TOE). Karty z chipsetem TOE odciążają procesor komputera od przetwarzania stosu TCP/IP.

Są to dedykowane układy do de- i reasemblacji bloków danych pamięci masowej. TCP jest przystosowany do przesyłania ciągłych strumieni bajtów. Nie ma on żadnego mechanizmu do rozpoznawania granic między blokami danych i poleceń w strumieniu danych. Dlatego iSCSI ma w nagłówku pole, w którym podana jest długość bloku poleceń. W celu zapewnienia większego bezpieczeństwa, ze względu na pracę w powszechnie dostępnej sieci, przewidziano w iSCSI zastosowanie protokołu IPSec. Możliwe są też inne zabezpieczenia, łącznie z szyfrowaniem danych.

Natomiast Fibre Channel jest protokołem hybrydowym: sieciowo-kanałowym. Sieciowym, ponieważ potrafi obsługiwać skomplikowane struktury połączeń urządzeń, ustalając trasy pomiędzy nimi. Kanałowym, gdyż potrafi zestawiać kanały z zamkniętym i przewidywalnym mechanizmem transmisji pomiędzy ograniczoną liczbą urządzeń. Raz ustanowiony kanał wymaga niewielkich nakładów pracy do obsługi transferów, wskutek czego jest wysoce efektywny.

Ramka FC składa się z następujących elementów: znacznik początku ramki (SOF), nagłówek ramki, pole danych (zawierające nagłówki opcjonalne), pole sumy kontrolnej (CRC) oraz znacznik końca ramki (EOF).

Zarówno iSCSI, jak i FC mają swoje miejsce na rynku pamięci masowej. Mówiąc o rynkowej rywalizacji między nimi, jak dotychczas można ją określić jako zimną wojnę. Prawdziwa rywalizacja pomiędzy tymi protokołami rozpocznie się wraz ze spadkiem cen wdrażania technologii 10 Gb Ethernet.

Bez wątpienia standard iSCSI over 1 Gb wprowadził sieci SAN pod strzechy. Stały się one dostępne dla firm z sektora małych i średnich przedsiębiorstw (SMB). Możliwość zbudowania sieci SAN z wykorzystaniem iSCSI pozwala mniejszym firmom na implementowanie w swoich systemach wielu funkcjonalności do zabezpieczania danych, takich jak mirroring czy snapshot (kopie migawkowe danych). Każda organizacja ma dziś sieć Ethernet i wdrożenie iSCSI nie wymaga wielkich inwestycji. Cena i oferowane możliwości funkcjonalne pozycjonują iSCSI jako główny trend technologiczny w sektorze małych i średnich przedsiębiorstw zainteresowanych stworzeniem własnej sieci SAN.

Fibre Channel natomiast to technologia przeznaczona dla firm klasy enterprise, które wymagają najwyższego poziomu wydajności i niezawodności do obsługi swoich krytycznych z punktu widzenia biznesu aplikacji. Firmy te zatrudniają odpowiednio wykwalifikowany personel do zarządzania taką infrastrukturą oraz dysponują wystarczającym budżetem do zakupu takiego rozwiązania.