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[企業儲存觀察室] 超級資料中心!還是超級黑洞?(上)

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2019/06/17

[企業儲存觀察室] Fibre Channel 與 iSCSI(一)

這篇我們來談一談光纖通道 Fibre Channel 和 iSCSI,這兩個在資料中心常見的儲存網路通訊協定。起因是來自於一位讀者的顧問服務需求,因為類似的狀況在筆者的經驗中,已經不是第一次了,所以這次就來跟大家分享一下吧!筆者稍微在網路上搜尋了一下,發現有不少介紹 FC 和 iSCSI 的文章,但似乎沒有任何一篇文章有觸及到核心問題:在實際運作的選擇上,應該要考慮到哪些因素?

圖片來源:Wikipedia

儲存或 IT 的技術通常都會有不同的選擇,但如果只是考慮會不會工作 (work)?那這世界就太簡單了,但事實上一定不是這樣的。

本文不在於從規格上介紹這兩者有什麼不同之處,有興趣的讀者可以自行在網路上找到一堆文章參考。本文的目的在於從兩個類似的通訊協定不同之處,來分析它們在應用的實務上,(尤其是使用 iSCSI 時)會碰到什麼問題?該如何發揮其優勢?以及最佳的應用場景是什麼?該注意些什麼?
從發展起源來看,FC 是來自於儲存系統,iSCSI 則來自於網路。因此從一開始兩者的的出發點就不相同,這也註定了兩者在應用上的考量點,必然也是不同的。
筆者要先坦承,因為自身的經驗主要都在 FC 領域,行文時也許偶爾會顯露出 FC 優於 iSCSI,但事實上很多狀況是因為 iSCSI 被誤用或環境不適用,並非 iSCSI 不好!

接續上一代的 SCSI 匯流排技術,FC 思考的是如何建構一個安全與高效能的共享儲存網路,所以它的目標是「儲存網路」。因此 FC 簡化網路的通訊協定,只有 5 層架構,以強化的 CRC、較不會遺失資料的順序方式傳遞封包來避免重送,同時也內建冗餘 SAN 的能力。因此它需要專門的網路,包括網路連接界面卡與交換器都是專用的,就只是為了儲存系統的資料傳遞,當然相對的,成本也就比較高。
另外 FC 有一個傳遞輸保證的特性,所有的光纖設備都必須要「登入」網路,並且確定資料傳輸的接收與發送雙方都已經備妥了,才會開始傳送封包。這就跟打電話一樣,必須要雙方都在線上,才能開始通話。

而 iSCSI 思考的則是如何在 TCP/IP 的乙太網路之上,建構一個也可以傳輸儲存資料封包的共用網路,所以它的目標是「網路儲存」。因此它使用標準的 OSI 7 層式網路架構,所有的資料驗證與重送機制都是使用乙太網路的標準。但因為它是共享網路,(理論上)不需要另外、專屬的網路與交換器,因此可以降低很多成本;而且只要 TCP/IP 網路可以連到的地方,不論是經過 router 還是 WAN,是透過衛星還是 WIFI,都可以建構一個網路儲存的環境。
但因為乙太網路的特性,資料封包會在網路裡會以最佳方式傳遞,只有在接收方沒有收到封包時,才會通知發送方傳送。這種傳遞方式類發簡訊或是寄信,接收方不會預知有訊息要進來,發送方也不會知道什麼時候訊息會被完整的收到?
而後續的 iSCSI 通訊協定標準修訂,其實也都是為使它可以更好的支援儲存網路。

不論是 FC 或是 iSCSI,都可以建構出一個儲域網路 (Storage Area Network, SAN),所以 SAN 可以是 FC SAN,也可以是 iSCSI SAN。當看到這裡時,我想大部份的讀者應該對 FC 與 iSCSI 的適用的場景有一些基本的想法了。

但是為什麼很多人,特別是應用開發人員或使用者,都會覺得這兩者好像差別不太但又差別很大呢?的確,從應用或作業系統的角度看,兩者都可以傳遞 SCSI 命令到儲存端,幾乎所有的作業系統或 Hypervisor 也都有支援,所以從上層來看,兩者的確差別不大。
而差別很大是因為兩者底層的網路架構完全不同,所以在資料中心維運的實務上,兩者可以說是截然不同、兩個世界的東西,在成本上更是截然不同。

如前文所說的,FC 源起於儲存,所以不論是儲存系統,FC 網路、交換器,或是主機端的光纖通道連接界面卡,都屬於儲存供應商維護的範圍,簡單說,合格的儲存工程師必須要一個人就可以搞定這些事情。而 iSCSI 離開儲存系統後,全部屬於 TCP/IP 乙太網路的領域,因此必須要儲存與網路兩方的專業人員共同合作,才能建構出一個好的 iSCSI 環境,或是找出問題在哪裡?

未完,待續⋯⋯下文接「Fibre Channel 與 iSCSI(二)