IP godzi wszystkich

Protokół iSCSI w zamyśle jego twórców miał stanowić tanią alternatywę dla relatywnie drogiego standardu Fibre Channel. Istotą iSCSI jest bowiem przesyłanie komend SCSI enkapsulowanych w pakietach protokołu IP w sieciach Gigabit Ethernet. Zaletą iSCSI ma być nie tylko niska cena, ale fakt, że jego stosowanie nie wymaga przeprowadzania dodatkowych szkoleń czy narzędzi zarządczych, można bowiem wykorzystać istniejącą w firmach infrastrukturę.

Względnie niski koszt zastosowania systemów iSCSI wymusza nieuchronne kompromisy. Połączenie trzech standardowych technologii jest dobre tylko w teorii. W praktyce iSCSI napotyka wiele problemów, związanych przede wszystkim z charakterystycznymi dla sieci IP opóźnieniami i słabą wydajnością w porównaniu np. z UltraWide SCSI. Część problemów z wydajnością powinny rozwiązać sieci Ethernet o przepustowości 10 Gb/s, jednak ich początkowa cena będzie zapewne stanowić istotną barierę.

Dodatkowych problemów dostarczyła przedłużająca się standaryzacja nowego protokołu. Ostateczną wersję specyfikacji iSCSI zatwierdzono zaledwie przed kilkoma miesiącami. Brak finalnej wersji standardu powodował, że interfejsy iSCSI musiały zapewniać pełną obsługę stosu TCP/IP, co zwykle należy do systemu operacyjnego. Implementowanie w kartach iSCSI funkcji TOE (TCP/IP Offload Engine) powodowało problemy nie tylko z optymalizacją rozkładu obciążenia między kartami iSCSI a procesorami serwera, ale także konflikty podczas określania efektywnych ścieżek routingu. Karty iSCSI często też wywołują konflikty sprzętowe z kartami Gigabit Ethernet.

Systemy oparte na iSCSI jeszcze długo nie zastąpią sieci SAN wykorzystujących Fibre Channel, będą jednak stanowić ich istotne uzupełnienie tam, gdzie decydującym czynnikiem są koszty, a wydajność będzie mieć znaczenie drugorzędne. Potencjalnymi odbiorcami urządzeń iSCSI są przede wszystkim firmy średniej wielkości, chcące uporządkować swoje systemy pamięci masowych bez konieczności inwestowania w infrastrukturę SAN opartą na technologii Fibre Channel. Zdaniem niektórych analityków za kilka lat pamięci masowe iSCSI mogą zdobyć nawet 50% udziału w rynku sieci dla pamięci masowych.

Systemy pamięci masowych z interfejsem iSCSI pojawiły się już w ub.r., pomimo braku oficjalnego standardu. Do pionierów należały firmy: Alacritech, Cenata Networks, EqualLogic, a wśród dużych producentów jako pierwszy IBM zaoferował urządzenia z serii IP Storage 200i. Do grupy producentów wspierających iSCSI dołączyła ostatnio zasłużona w zakresie systemów typu NAS (Network Attached Storage) firma Network Appliance. W jej ofercie pojawiły się m.in. karty iSCSI Intel Pro/1000T IP Storage Adapter oraz sterowniki iSCSI przeznaczone dla macierzy i serwerów NAS z serii FAS900 i F800. Do wejścia na rynek rozwiązań iSCSI szykują się także Hewlett-Packard, Dell, EMC i Hitachi.

Po oficjalnym zatwierdzeniu standardu wsparcie dla iSCSI wyraził także Microsoft. Odpowiednie uaktualnienia do systemów Windows 2000, Windows XP i Windows Server 2003 miały się pojawić nie później niż w ciągu 90 dni od daty zatwierdzenia, a więc powinny być udostępnione lada dzień.

Dysk albo taśma

Według IDC napędy ATA mają obecnie aż 87-proc. udział w rynku, SCSI - 11%, a FC tylko 2%. Koszty wytwarzania dysków ATA są znacząco niższe niż napędów SCSI, a zwłaszcza urządzeń z interfejsami Fibre Channel. Różnice w cenie nie wynikają jednak tylko z kosztów interfejsu. Po części jest to wynik różnicy w skali produkcji - w ub.r. na świecie wyprodukowano ok. 160 mln dysków ATA, a tylko 20 mln SCSI. Różne są też metody testowania - testy napędów ATA polegają na sprawdzeniu każdej wyprodukowanej partii, a w przypadku dysków SCSI testowany jest każdy egzemplarz dysku. Jednak tym, co najbardziej różni dyski ATA od urządzeń wyższej klasy, są parametry wydajnościowe i wytrzymałościowe. Standardowe dyski ATA obracają się z prędkością 5400 lub 7200 obr./min. Dyski SCSI i Fibre Channel osiągają szybkość 10-15 tys. obr./min. Wyższe prędkości obrotowe oznaczają wyższe temperatury pracy, a co za tym idzie - wymagają bardziej zaawansowanych mechanizmów korekcji błędów.

Jeszcze do niedawna pomiędzy dyskami ATA a SCSI istniała wyraźna różnica ich zastosowań. Dyski ATA instalowano głównie w komputerach PC, notebookach i najtańszych serwerach. SCSI zaś montowano w stacjach roboczych, serwerach średniej klasy i samodzielnych systemach pamięci masowych. Od kilku lat ten tradycyjny podział się zmienia. Producentom napędów dyskowych udało się w końcu wykreować nowy segment rynku. Urządzenia elektroniczne powszechnego użytku, takie jak magnetowidy cyfrowe, telewizory, przenośny sprzęt audio/wideo itp., są obecnie wyposażane w pamięci dyskowe.

Jednak napędy ATA zaczęto instalować w pamięciach masowych jako tani, a jednocześnie znacznie szybszy niż taśma nośnik dla kopii bezpieczeństwa. Doszło nawet do tego, że w markowych macierzach oferowanych przez EMC (modele Clariion) można obecnie montować zarówno dyski SCSI, jak i ATA. Powstał też segment niedrogich systemów pamięci masowych typu NAS. Mimo to dyski ATA nie będą konkurencją dla dysków SCSI lub FC.

Jak wynika z ankiety InfoWorld Storage Survey przeprowadzonej w USA, w większości przypadków powodem zakupu nowych systemów pamięci masowych jest przede wszystkim wymaganie szybkiego dostępu do informacji. Na drugim miejscu jest wymieniana szybkość odtwarzania systemu po awarii. Jeżeli wierzyć sondażom, prawdziwe starcie odbędzie się zapewne na linii: macierze ATA - biblioteki taśmowe.

Cichy rozgrywający

Bez większego rozgłosu Microsoft stał się znaczącym graczem na rynku oprogramowania dla pamięci masowych i - wg IDC - ma obecnie 30-proc. udział w rynku w 2000 r. oprogramowania dla systemów typu NAS. Sukces godny podziwu, tym bardziej że wprowadzając na rynek oprogramowanie WPN (Windows Powered NAS) Microsoft zaczynał praktycznie od zera. Jednocześnie jeżeli wziąć pod uwagę fakt, że system Windows służy w firmach przede wszystkim do udostępniania plików i drukarek, a rozwiązania NAS celują dokładnie w ten sam segment rynku, sukces wydaje się raczej przesądzony.

Microsoft wprowadził WPN jako ofertę OEM dla producentów pamięci NAS. Na początku skorzystały z niej Hewlett-Packard i Dell Computer, a obecnie również IBM, Iomega, NEC i ponad dziesięć innych firm. WPN jest konkurencją dla firmowych rozwiązań oferowanych przez Network Appliance czy EMC.

Latem br. na rynek ma trafić jego kolejna wersja - WPN 3.0. Podobnie jak system Windows Server 2003, ma być ona wyposażona m.in. w funkcje do tworzenia migawkowych kopii danych (snapshot) i usługi Shadow Copy. Te ostatnie mają na celu przechowywanie na wydzielonym dysku logicznym (shadow volume) informacji o zmianach wprowadzanych w plikach i logach systemowych oraz mechanizmy do ich łatwego wycofywania. Dane o zmianach będą zapisywane w formacie XML i mają zajmować do 10% pojemności zarządzanych dysków.

WPN 3.0 pozwoli ponadto na jednoczesne zarządzanie ośmioma węzłami pamięci, a nie - jak obecnie - dwoma. System będzie też wyposażony w nowy zestaw interfejsów API dla systemów do zarządzania infrastrukturą, aplikacji backupowych oraz wsparcie dla protokołu iSCSI.