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2019/06/26

[企業儲存觀察室] Fibre Channel 與 iSCSI(三)

上文接「Fibre Channel 與 iSCSI(二)

當你想要保證物品傳遞的時效時,你會選擇鐵路,還是公路運輸?這就是為什麼即便 FC 成本高,但企業,尤其是資料中心仍然願意為它付出高價的原因。
從 1997 年 1Gb FC 開始應用至今第 6 代 FC,超過 20 年的時間,FC SAN 已經證實它的穩定性、效能與升級路徑,都是可信賴而可預期的,這就是它的最大優勢。
延伸閱讀:「光纖網路儲存仍是企業的主流選擇

圖片來源:Youtube

從理論值來看,iSCSI 與 FC 在效能上相當,如果光纖的速度更快,如 40GbE 對比 32Gb FC,iSCSI 的效能有可能會更好。在測試環境中,不論是從筆者的經驗上或是從網路上可信賴的測試數據看來,iSCSI 在實測上的效能,會略低於 FC 大約 5~15% 不等。Virtual Instruments 使用 DynamiX Enterprise 工具的對比測試數據,iSCSI 的效能則大約只有 FC 的一半多一點,但影片也說了,這有可能是測試用的儲存系統沒有對 iSCSI 進行優化的結果。

「效能優化」是 iSCSI SAN 建置上一個很重要的工作。當你去網路上搜尋 iSCSI 效能時,出現最多的是關於效能優化的結果,相對於 FC,iSCSI 需要更多的優化處理。
SearchStorage 在這篇文章中提到,兩個主要影響 iSCSI 效能因素,一是主機的效能,二是資料區塊大小。雖然資料區塊也會影響 FC 的效能,但 iSCSI 效能受區塊大小的影響較 FC 為大;iSCSI 的效能也會受到主機資源(效能)的影響。這是因為純軟體的 iSCSI initiator 需要大量的處理能力來進行 SCSI 封包的封裝與解封裝的動作,即使是利用硬體如 HBA 卡上的 TOE (TCP/IP Offload Engines) 來加快其處理能力,主機處理器的速度與主記體的資源,還是會限制了 iSCSI 效能的提昇。

關於 iSCSi 的效能優化,都會建議要有獨立的乙太網路;大部份專家的經驗是在共用網路的狀況下,iSCSI 的效能會受到很大程度的影響。其次則是 iSCSI 的效能優化需要儲存與乙太網路兩方人員共同合作,這與前面所提到的問題處理如出一轍,因為 iSCSI 不是「儲存」,是「儲存」+「網路」。
但大部份的企業用戶,根本就沒有意識到 iSCSI 的效能是需要被優化的,更別提企業 IT 部門裡是否有熟悉 iSCSI 的專家,可以協助對 iSCSI SAN 的效能進行優化。

再來則是 iSCSI 所需要的硬體資源,例如主機,也許原本就擔負著其它重要的工作,未必剩下足夠的硬體資源來提供給 iSCSI 使用;或是網路環境,別說不是專用網路,更多則是跨接多個區域網路的網段,每個網段或許本就有其各自的主要功能,說穿了 iSCSI 只是借路經過而已,這樣的網路環境可能連順暢都有問題,更遑論談 iSCSI 的效能優化了。

最後我們來談談應用場景!筆者一貫認為,技術從來就不是二分法,可以一刀切開一邊用這種,另一邊用另外一種;更多的,其實是在一條不同考量的平衡曲線上的選擇。

在適用的建議上,我們試著從光譜的兩端,或是非它不可的應用場景來談。光譜一端是在資料中心裡,已經有完善的 FC SAN 環境,有大量或高速交易需求的資料庫伺服器,或是位於拓璞圖中心、一旦掛點影響層面巨大的應用主機。光譜的另一端則是位於資料中心之外,只有乙太網路,儲存系統又遠在天邊的資料中心裡;或是應用主機分別位於不同的點,又必須要共享儲存時,就是 iSCSI SAN 可以大展身手的場景;iSCSI 一個很大的優勢就是並不一定非要光纖不可,這時的重點當然就不是效能了。

有一種場景是資料中心裡橫向擴展應用,這時就要看儲存的架構了,如果是集中式的儲存,因為要考慮儲存系統故障時備援能力,建議用 FC SAN;如果儲存也具備橫向擴展/備援能力,那就可以使用 iSCSI SAN。在資料中心裡的應用方式,其實是更具彈性的,並且不全然是成本上的考量,更多的反而是緊急狀況時該如何應變?
延伸閱讀:「只有一種儲存網路的可能性?(上)」「只有一種儲存網路的可能性?(下)

至於 FC 與 iSCSI 在未來的發展上,除了光纖速度加快之外,另一個更重要的關注點就在 NVMe-oF 上。如同筆者在「2019 NVMe 產業生態概況」文中談到的,未來最大量的資料需求,會在物件儲存或是橫向擴展的軟體定義儲存之上,也許 NVMe-oFC 會較快實現,但基於乙太網路的 NVMe over RoCE/iWARP/TCP 在佈署的數量上,也許會高於 NVMe-oFC。但離開資料中心,在那些沒有光纖佈署的環境,iSCSI 應該還是有其發展的空間。