Bloki w pakietach

Technologia iSCSI to naturalny budulec dla małych i średnich sieci SAN oraz mostów pomiędzy odległymi ośrodkami przetwarzania.

Technologia iSCSI to naturalny budulec dla małych i średnich sieci SAN oraz mostów pomiędzy odległymi ośrodkami przetwarzania.

Osoby odpowiedzialne za rozwój informatyki w mniejszych organizacjach wiele słyszały o zaletach sieci SAN opartych na protokole Fibre Channel (FC). No cóż, w codziennej pracy większość z nich może jedynie pomarzyć o scentralizowanym zarządzaniu i dużych wydajnościach podsystemów pamięci masowych. Wysoki początkowy koszt inwestycji oraz konieczność zatrudnienia wykwalifikowanych administratorów znających środowisko Fibre Channel to dla wielu z nich bariera nie do pokonania.

Wśród tej kategorii użytkowników duże nadzieje budziły, trwające już od kilku lat, prace nad standardem iSCSI wykorzystującym sieć Ethernet i protokół TCP/IP do budowy sieci pamięci masowych. Głównym motorem tych prac była wszechobecność sieci Ethernet w przedsiębiorstwach, a podstawowym wymogiem - zachowanie kompatybilności z dotychczas zatwierdzonymi standardami i istniejącą już infrastrukturą.

Standard i wsparcie

Pojedyncze produkty reklamowane jako rozwiązania iSCSI były dostępne na rynku zanim jeszcze standard został zatwierdzony.

Budowano je, opierając się na kolejnych roboczych wersjach specyfikacji i/lub na podstawie wyobrażeń producentów, co do jej ostatecznego kształtu. W takiej sytuacji prawdopodobieństwo wystąpienia problemów z kompatybilnością elementów wyprodukowanych przez różnych dostawców jest niemal pewne, o czym klienci przekonali się nieraz.

W zeszłym roku miały jednak miejsce dwa przełomowe wydarzenia. W lutym 2003 r. komitet Internet Engineering Task Force (IETF) ostatecznie zatwierdził propozycję standardu iSCSI, opisującego procedurę przesyłania rozkazów protokołu SCSI w sieci TCP/IP, a nieco później Microsoft obiecał, że wesprze tę technologię w swoich produktach. iSCSI, jako oficjalny standard, w naturalny sposób niweluje ewentualne obawy związane z kompatybilnością.

Znaczenie deklaracji Microsoftu o wsparciu iSCSI trudno tu przecenić - rozwiązania tej firmy trafiają bowiem do tego samego grona odbiorców, do którego jest adresowana technologia iSCSI. Zapewnienie bezpłatnych sterowników iSCSI dla Windows 2000, XP i Windows Server 2003, a przede wszystkim zaanonsowanie oficjalnego programu certyfikacji rozwiązań sprzętowych i współpracy z niezależnymi procentami oprogramowania powinno doprowadzić do szybkiego zaakceptowania nowej technologii przez użytkowników.

To właśnie poparcie kolosa z Redmond, a nie wysiłki nawet tych najpotężniejszych producentów rozwiązań pamięciowych, będzie kluczowym czynnikiem sukcesu iSCSI. Według szacunków przeprowadzonych przez Gartner Dataquest do 2006 r. możemy się spodziewać wdrożenia aż 1,5 mln serwerów wykorzystujących technologię iSCSI.

iSCSI i reszta świata

Porównanie cech protokołów: iSCSI, FCIP i iFCP

Porównanie cech protokołów: iSCSI, FCIP i iFCP

Protokół TCP/IP jest już używany od dawna w rozwiązaniach typu Network Attached Storage (NAS). Mimo to wprowadzenie nowego standardu nie oznacza bynajmniej wyparcia tych rozwiązań. Protokół iSCSI będzie raczej konkurentem dla rozwiązań SAN budowanych na podstawie technologii Fibre Channel. Z sieciami NAS łączy go jedynie wykorzystanie tego samego środowiska komunikacyjnego (Ethernet i TCP/IP), natomiast filozofia dostępu do danych (bloki, a nie pliki) pozostaje taka sama, jak w klasycznych sieciach SAN. Podstawowe różnice i podobieństwa pomiędzy tymi trzema technologiami są przedstawione na rysunku.

W ubiegłych latach zostały również powołane inne komitety IETF, które pracują równolegle nad podobnymi standardami (FCIP oraz iFCP), pozwalającymi na wykorzystanie sieci IP do obsługi urządzeń pamięciowych. Choć produkty zbudowane na podstawie tych protokołów są również już od jakiegoś czasu dostępne, to ze względu na mniejszą uniwersalność pozostaną zapewne rozwiązaniami niszowymi (patrz porównanie w tabeli). Zarówno FCIP, jak i iFCP wykorzystują jednocześnie, choć w nieco różny sposób, oba protokoły podstawowe: Fibre Channel i TCP/IP. Ich stosowanie ma więc sens jedynie wtedy, gdy w infrastrukturze występują już urządzenia FC, np. do łączenia odrębnych, oddalonych od siebie sieci FC.

Grunt dla iSCSI został już dobrze przygotowany przez od kilku lat trwającą ekspansję rozwiązań zbudowanych na podstawie Fibre Channel. Osoby odpowiedzialne w firmach za rozwój technologii informatycznych miały czas na oswojenie się z samą koncepcją sieci pamięci masowych i określenie ewentualnych korzyści wynikających z ich stosowania, choć często nie dysponowały odpowiednim budżetem oraz kompetencjami w dziedzinie technologii Fibre Channel. Nowa technologia ma szansę zmienić tę sytuację.

Zarządzanie jak w LAN-ie

Budowa sieci SAN opartej na technologii Fibre Channel powoduje powstanie odrębnego środowiska sieciowego, z własnym protokołem, urządzeniami oraz narzędziami do zarządzania całością, i wymaga zatrudnienia administratorów o nowych kompetencjach. Duże instytucje zwykle stać na zatrudnienie specjalistów, ewentualnie na wykupienie usług firmy zewnętrznej.

Dla mniejszych to zwykle poważny problem. W grę wchodzą wysokie koszty zatrudnienia i przeszkolenia nowego administratora, a następnie utrzymanie jego kompetencji na wysokim poziomie. Jeśli opiekuje się on relatywnie prostą instalacją i nie ma wielu okazji do podnoszenia swoich kwalifikacji przy rozwiązywaniu konkretnych problemów, wydatek taki jest raczej słabo uzasadniony.

Wdrożenie sieci SAN wykorzystującej protokół iSCSI pozwala uniknąć takich dylematów. Administratorzy sieci LAN, mający jakiekolwiek doświadczenie z systemami pamięci masowych, z powodzeniem poradzą sobie z jej budową i skonfigurowaniem. Nawet jeśli ze względu na chęć uniknięcia problemów wydajnościowych czy zapewnienia bezpieczeństwa obie sieci będą od siebie odseparowane, niezbędne umiejętności, doświadczenie i narzędzia wciąż pozostają te same.

Obecnie używane narzędzia służące do administrowania sieciami TCP/IP zachowują swoją przydatność w środowisku sieci SAN opartej na iSCSI. Dla uzyskania pełnej funkcjonalności powinny one jednak zostać uzupełnione charakterystyczną dla iSCSI usługą qasi-DNS - iSCSI Storage Name Services.

Wydajność i bezpieczeństwo

Pytanie o wydajność nowej technologii jest zapewne najpoważniejszym dylematem, jaki staje przed przyszłymi użytkownikami. Obecnie sieci Fibre Channel przesyłają dane z nominalną prędkością 1 lub 2 Gb/s. W praktyce ich wydajność nie odbiega znacznie od wydajności łączy Gigabit Ethernet.

Obsługa protokołów iSCSI i TCP/IP jest znacznie bardziej złożona i angażuje sporą część mocy obliczeniowej serwera. Problem ten starają się rozwiązać producenci kart sieciowych, stosując do ich konstrukcji specjalizowane układy TOE (TCP/IP Offload Engine), które przejmują na siebie wykonanie większości operacji związanych z obsługą protokołów. Relacje użytkowników wskazują, że wydajność tych rozwiązań jest więcej niż zadowalająca.