Под протоколами понимаются “правила поведения компьютеров и сетевых устройств, позволяющие им обмениваться данными через сеть”. Если в сети устройства используют разные протоколы, то они не смогут обмениваться данными. Например, человек, который говорит только по-английски, не сможет вести сложные философские дебаты с оппонентом, который говорит только на суахили. На самом деле проблемы могут возникнуть даже в том случае, если один из собеседников говорит на американском варианте английского, а другой – на британском (либо один использует парижский диалект французского языка, а другой – канадский, либо при диалоге испанца и мексиканца). Аналогичным образом сетевые устройства должны “говорить” на одном языке (например, английском) и использовать один и тот же диалект (например, американский вариант английского). Это означает, что требуется соблюдаемое всей индустрией соглашение об официальных стандартах и их применении де-факто.

Протоколы применяются на всех уровнях обмена данными, начиная от физической среды и кабелей, до уровня приложений. При “общении” двух устройств задействуются протоколы разных уровней. Группа протоколов разного уровня называется стеком протокола. Если какой-то протокол из стека работает неправильно, то не будет работать и связь между устройствами.

В этом подразделе описаны протоколы, применяемые сегодня в индустрии хранения. Основной акцент делается на таких сетевых протоколах, как Fibre Channel, и меньше внимания уделяется протоколам уровня приложений, например, xcopy для бессерверного резервного копирования. Это не означает, что протоколы уровня приложений – второстепенные, просто данная книга посвящена проектированию сетей, поэтому она больше ориентирована на сетевые технологии.

SCSI

Протокол Small Computer Systems Interconnect (SCSI) является основной технологией для построения современных инфраструктур хранения. Первоначально он был разработан как протокол для прямого подключения устройств хранения Direct Attached Storage ( DAS) с короткой шиной, напрямую связывающей контроллер SCSI с одним и только одним хостом. В отличие от технологии point-to-point (см. Рис. 2), SCSI позволяет подключить более одного узла хранения, но не намного больше чем один. Дополнительно, остается ограничение на один инициатор. Все это не позволяло строить сколько-нибудь значимые решения. Дальнейшие усовершенствования SCSI увеличили число поддерживаемых узлов на шине и ее длину, а в некоторых случаях даже позволили использовать второй инициатор, однако принципиально новые возможности были реализованы только после появления оптимизированных для сетей хранения протоколов, в том числе Fibre Channel. Современные решения SAN инкапсулируют протокол SCSI на другой транспорт, обычно Fibre Channel.

Такое отображение позволяет использовать стандартизацию SCSI (как официальные стандарты, так и стандарты де-факто для их применения на практике), поэтому вендоры, разрабатывающие решения для подключения к SAN хостов и устройств хранения, ведут проектирование и тестирование на основе стандартов SCSI. Это также снижает риск внедрения таких протоколов SAN, как Fibre Channel, ведь основные протоколы сети тщательно протестированы и обладают высокой стабильностью, поскольку протокол FC в значительной степени унаследовал коды от протоколов SCSI, которые успешно используются на практике уже несколько десятилетий.

Fibre Channel

Основной протокол, используемый сегодня для SAN, - это Fibre Channel. К настоящему времени вендоры поставили многие миллионы портов инфраструктуры Fibre Channel для продукционных применений. Fibre Channel – это единственный протокол, каждый уровень которого спроектирован в расчете на сети хранения, поэтому FC чаще всего используется в SAN как наиболее технологически совершенный.

Стек протоколов Fibre Channel состоит из набора протоколов начиная от физического уровня и до уровня приложений. Этот набор протоколов появился в 1994 году18 и быстро стал стандартом, с которым сравнивали другие протоколы SAN. Fibre Channel используется на практике более десяти лет и успешно применяется для критически- важных приложений – на его долю приходится более 99% всех инсталляций SAN. Доля всех остальных технологий SAN, включая IP SAN, не превышает доли процента инсталляций SAN.

Сначала подсистемы Fibre Channel работали на скорости 250Mbits, но современные сети FC могут использовать скорости 1Gbit, 2Gbits, 4Gbits, 8Gbits или 10Gbits. Кроме определения поведения продуктов и сервисов Fibre Channel стандарты FC определяют инкапсуляцию протоколов высокого уровня (например, SCSI или IP) для их передачи по FC-сетям и инкапсуляцию Fibre Channel для передачи по другим протоколам (например, ATM, SONET/SDH или IP). На Рис. 1 показан стек протоколов Fibre Channel. Отметим, что здесь протоколы распределены по разным уровням. На Рис. 7 с помощью многоуровневости объясняется, как поток данных идет между уровнями Fibre Channel между приложениями на хосте и энергонезависимыми носителями (non-volatile media) в RAID-массиве.

В этом примере приложение на хосте генерирует блок данных, который записывается на массив. Оно «говорит» об этом ОС, которая в свою очередь передает эту информацию драйверу HBA. Обычно драйвер получает указатель на область памяти, куда записаны

данные, а не сами данные (это улучшает эффективность). Драйвер HBA "говорит" аппаратуре HBA где взять данные и куда их записать, в результате перемещение данных между памятью и сетью выполняет только HBA без использования ресурсов центрального процессора. HBA считывает блок данных из ОЗУ основной системы, инкапсулирует данные через уровни FC и пересылает в сеть поток пакетов. На другом конце сети RAID-массив выполняет аналогичные операции для записи данных на нужный диск (или диски). В этом случае данные никогда не приходят к приложению в "сыром" виде - они отображаются с помощью аппаратно реализованного менеджера томов (например, RAID 5), который определяет, на какие физические диски нужно записать конкретные блоки данных из потока. Как опция, промежуточная сеть может содержать линки MAN или WAN и в таком случае FC может инкапсулироваться через IP, SONET/SDH или ATM. Это не заменяет многоуровневую архитектуру FC, а только дополняет её. Аналогичным образом, тот же HBA, который передает SCSI по Fibre Channel в данном примере может передавать IP по FC на уровне FC-4. При этом трафики IP и SCSI будут обрабатываться параллельно21. В большинстве приложений SAN использует «родной» Fibre Channel для передачи SCSI (FCP), что позволяет получить очень эффективный стек протоколов.

Когда данные попадают в SAN, то они состоят из потока пакетов. На Рисунке показана структура пакетов FC на высоком уровне.

Как видно из этой диаграммы, пакет начинается с разделителя начала пакета, короткого заголовка и 2 килобайт содержания пакета, где обычно записаны данные SCSI. Разумеется, большинство современных файловых систем используют блоки данных больше 2 килобайт, поэтому Fibre Channel использует механизм группировки до 65 килобайт данных в последовательность (sequence). В предыдущем примере было показано, как HBA извлекает блок данных непосредственно из ОЗУ и упаковывает их в пакеты. Последовательность пакетов является базовой единицей при передаче данных с использованием аппаратного ускорения, поэтому более сотни мегабайт данных можно передать через Fibre Channel HBA и при этом загрузка центрального процессора будет такая же, как при передаче только одного пакета Ethernet без применения аппаратного ускорения. Fibre Channel позволяет даже объединять последовательности в один обмен (exchange). Обычно каждая операция SCSI (чтения или записи) отображается в один exchange

Линки ISL и IFL

Линк Inter-Switch Link (ISL) соединяет два коммутатора в фабрику Fibre Channel. ISL крайне важны для проектирования SAN - если они не используются, то SAN состоит из изолированных между собой коммутаторов, что существенно ограничивает  возможности подключения, поскольку тогда SAN, строго говоря, не является полноценной сетью.Для формирования ISL между двумя коммутаторами, для которых приобретены лицензии фабрики, требуется только соединить их кабелем. Большинство коммутаторов оддерживает U_Port - стандарт автоматического согласования типов портов, поэтому порты коммутаторов на обоих концах линка автоматически превращаются в E_Port и формируется ISL.

Имеются стандартные сервисы и протоколы ISL для обеспечения “наименьшего общего кратного” сети и у каждого ведущего поставщика оборудования SAN есть уникальный набор расширений для реализации более сложных функций. Например, Brocade поддерживает режим “native” ISL, улучшающий масштабируемость, безопасность, RAS и управляемость. Обычно эти усовершенствования реализуются на уровне сервисов фабрики, хотя один из вендоров для этого применяет отличный от стандартного заголовок пакетов.

Линки Inter-Fabric Link (IFL) похожи на ISL. В них используются те же стандарты, что и в ISL, и обычно поддерживаются те же фирменные усовершенствования вендоров. На стороне фабрики в IFL линк по-прежнему формируются с помощью E_Port. Разница в том, что IFL соединяет коммутатор FC и маршрутизатор FC-FC, а не два коммутатора. В соответствии со своим названием IFL обеспечивает поток данных между фабриками для формирования Meta SAN (см. ниже), а ISL – передачу трафика и сервисов между коммутаторами в одной фабрике.

Для катастрофоустойчивых решений можно удлинять ISL и IFL на большие расстояния. Теоретически, они могут охватывать весь земной шар, но на практике из-за ограниченной мощности лазера максимальное расстояние не превышает ста километров. Максимальное расстояние можно увеличить вдвое с помощью мультиплексоров active wave division, например, шасси DWDM, а при расстояниях свыше 200 км используются шлюзы протоколов ATM, SONET/SDH или FCIP.

Сравнение фабрики с SAN и Meta SAN

Можно связать много узлов Fibre Channel с помощью одного или нескольких коммутаторов/директоров FC. Если используются несколько коммутаторов, то они соединяются через Inter-Switch Links (ISL). В этом случае вся сеть называется фабрикой, а иногда просто SAN. Под этими терминами понимаются все коммутаторы и программное обеспечения сервисов фабрики, а также в зависимости от контекста – узлы и их программное обеспечение для управления хранением данных.Теоретически, архитектура фабрик Fibre Channel поддерживает миллионы устройств, поскольку в них используются трехбайтовые адреса, однако на практике самые большие фабрики содержат несколько тысяч устройств25 (причины этого ограничения масштабирования рассмотрены далее в разделе “Сервисы фабрики”). Помимо масштабируемости, имеются характеристики доступности и управляемости, которые относятся ко всей фабрике. В определенных случаях это является плюсом (например, управление всеми зонами фабрики с одной консоли упрощает текущее администрирование), но в других может быть и и минусом (например, если подразделению компании нужна «собственная» фабрика, включая все оборудование и программное обеспечение). Даже в последнем случае могут потребоваться выборочные возможности подключения этих фабрик (см. Рис. 9).

Как видно из этого рисунка, можно объединить несколько островов SAN (т.е. изолированных фабрик) вместе с помощью маршрутизаторов FC-FC (стр. 12), соединенных с помощью Inter-Fabric Links (IFL). В данном случае полученная большая сеть называется Meta SAN, поскольку она реализует уровень иерархии выше традиционной SAN. В Meta SAN каждая фабрика идентифицируется с помощью уникального байт Fabric Identifier (FID). Для соединения устройств из разных фабрик Meta SAN создаются Logical Storage Area Networks (LSAN), представляющие собой зоны, охватывающие несколько фабрик. Маршрутизаторы FCFC обеспечивают подключение и могут использоваться для увеличения архитектурной и практической масштабируемости на несколько порядков, поскольку они добавляют еще один байт (“Fabric ID” или FID) к адресному пространству фабрики и решают проблему масштабирования control-plane, которая до сих пор ограничивала максимальный размер фабрики. Тем не менее, у каждой фабрики сохраняется собственная копия сервисов фабрики и она может управляться отдельно от остальных фабрик Meta SAN и их устройств.

Фабрика Fibre Channel реализует группу программных функций, которые называются “сервисами фабрики”. Эти сервисы используют стандартные протоколы и общепринятые методы внедрения для предоставления таких функций в масштабе всей фабрики, как сервис имен. Фабрики разработаны по принципу plug-and-play, что упрощает управление ими. Сеть хранения использует эти сервисы практически при любой операции. Ниже перечислены некоторые из самых важных функций, которые реализуются с помощью сервисов фабрики:

• Domain Address Manager для назначения ID домену

• Domain Controller для подключения к узлу (FLOGI)

• FSPF для маршрутизации между коммутаторами разных фабрик

• FCRP для маршрутизации внутри фабрики LSAN в Meta SAN

•  Name Server для хранения информации о подключенных устройствах

• Зонирование для контроля доступа на уровне портов и WWN

Архитекторы SAN должны много внимания уделить проектированию архитектуры сервисов фабрики, так от нее зависят все аспекты проекта SAN, в том числе совместимость, взаимодействие, надежность, доступность, обслуживаемость и управляемость.

Например, сервисы фабрики обычно выполняются на центральных процессорах, встроенных в коммутаторы фабрики Fibre Channel, но в продуктах iSCSI таких процессоров нет, поэтому для внедрения решения iSCSI нужно предусмотреть бюджет на приобретение внешних серверов и программного обеспечения к ним, а также затраты на оплату консультантов, которые будут инсталлировать и настраивать эти системы, оплату отдельного контракта на техобслуживание вместе с затратами, связанными с усложнением администрирования. Если SAN строится на основе решений Fibre Channel, то эти дополнительные расходы отсутствуют.

Для вендора SAN разработка программного обеспечения, которое реализует сервисы фабрики, - самая сложная задача при проектировании любого шлюза или маршрутизатора SAN, независимо от того, использует ли SAN сервисы фабрики Fibre Channel или аналогичное программное обеспечение iSCSI. Хотя в этой книге нет детального описания сервисов iSCSI, отметим, что для каждого сервиса фабрики FC есть аналогичная функция iSCSI.

С точки зрения доступности и масштабируемости сервисы фабрики являются едиными для всей фабрики.

Для маршрутизации FC-FC это означает, что в Meta SAN у каждой «граничной» фабрики есть одна полностью изолированная копия сервисов. Сервисы фабрики создают серьезную проблему при тестировании на совместимость. Например, чтобы любой узел N_Port или NL_Port мог подключиться к фабрике требуется совместимость сервиса подключению к фабрике (FLOGI) и имен (SNS). Например Brocade потратила десятилетие на обеспечение совместимости своих продуктов с различными установленными у клиентов устройствами FC и ни один другой вендор не способен обеспечить такое тестирование и интеграцию решений. Кроме фабрики существуют еще два варианта Fibre Channel: point-to-point и arbitrated loop (петли с арбитражем, FC-AL).

Point-to-point – это метод подключения напрямую устройств хранения (DAS). Подключение порта RAID-массива напрямую к HBA хоста может выполняться по схеме FC point-to-point и в этом случае получается не SAN, а длинная шина, которая поддерживает только один инициатор и один получатель. В этой книге pointto- point не рассматривается подробно.

Fibre Channel Arbitrated Loop всегда используется в JBOD и иногда в, ленточных приводах и контроллерах RAID-массивов

Поддержка FC-AL необходима для коммутаторов Fibre Channel, поскольку иначе нельзя было бы соединяться с устройствами используя эту топологию. Тем не менее, по возможности надо использовать устройства N_Port вместо NL_Port. В петле используется семибитные адреса и поэтому в ней может быть немногим более сотни устройств. На практике не удается достичь даже этого уровня. Для решения этой проблемы Brocade использует функцию phantom logic в интегральных схемах ASIC коммутатора, выполняющие предобразование сетевых адресов Network Address Translation (NAT) между петлями FC-AL и фабриками, что на несколько порядков улучшает эффективность использования устройств FC-AL.

ATM и SONET/SDH

В разделе «Стек протоколов Fibre Channel» уже упоминалось, что протокол Fiber Channel может передавать трафик различных протоколов (например, SCSI или IP) и в свою очередь его можно инкапсулировать в другие протоколы, например, можно передавать пакеты Fibre Channel через сети ATM и/или SONET/SDH. Это используется, когда нужно обеспечить высокую производительность и надежность в кампусных сетях, MAN или WAN, где нельзя использовать «родной» Fibre Channel.

ATM расшифровывается как Asynchronous Transfer Mode. Это транспорт на основе коммутации ячеек, который используется в небольших крупных сетях от LAN и до WAN. ATM передает короткие блоки данных фиксированной длины. Когда большие блоки данных, например, пакеты FC, передаются по сети ATM, они разбиваются на ячейки и на выходе из сети снова собираются.

SONET расшифровывается как Synchronous Optical Networks. В Европе и Азии эта технология называется Synchronous Digital Hierarchy (SDH), поэтому для ее обозначения часто используется сокращение SONET/SDH. Этот протокол вносит минимальную задержку, способен поддерживать полную полосу пропускания FC, отличается высокой надежностью и может работать на достаточно большой расстоянии.

У решений ATM и SONET/SDH производительность и надежность лучше, чем у решений IP SAN, но и стоят они дороже.

IP и Ethernet

Internet Protocol (IP) – это сетевой стандарт Internet и де-факто стандарт для корпоративных локальных сетей, обслуживающих такие низкопроизводительные приложения, как электронная почта и web-серверы на базе настольных ПК. В большинстве LAN трафик IP передается через Ethernet. Протоколы верхнего уровня (например, HTTP и FTP) обрабатываются поверх IP и обычно между ними и IP располагается TCP для обнаружения ошибок. Адрес IPv4 состоит из четырех байтов, обычно представленных в десятичном виде и разделенных точками. Пример стандартного формата IP-адрес -192.168.1.1.

IP имеет множество преимуществ если он используется в тех приложениях, для которых он был первоначально разработан. Например, разработчики IP с самого начала старались обеспечить поддержку таких сильно распределенных и слабо связанных решений, как Internet, и поэтому архитектура этого протокола оптимизирована именно для таких сред30. Однако не возможно создать универсальный продукт или технологию, которая подходит для любых задач, поэтому прежде чем принимать IP для конкретного приложения необходимо понять, насколько он соответствует требованиям этого приложения.

Коммутируемая и/или маршрутизируемая IP-инфраструктура редко используется в критичных к производительности приложениях и в задачах, когда потеря или искажение данных не допустимы, поскольку при разработке протокола IP не учитывались эти требования. Например, протоколы маршрутизации IP рассчитаны на обслуживание сетей с миллионами узлов, где временные каналы между узлами строятся по псевдослучайному алгоритму и не требуется обеспечить высокую производительность или надежность на время существования таких каналов. IP-сети могут терять пакеты или нарушать порядок при их доставке если коммутатор или маршрутизатор перегружены, причем не предусмотрены инструменты исправления таких ошибок. Если создать многоуровневый стек протоколов, например, [ Xcopy over SCSI over iSCSI over IPsec over TCP over IP over Ethernet over 1000baseT ], то обработка всех этих протоколов создаст существенную дополнительную нагрузку и в результате полоса пропускания резко сократится. Также такой стек сильно загрузит центральные процессоры и память серверов (если только на каждом узле будет установлено дорогое оборудование). Переконфигурирование при обрыве линка в больших сетях может выполняться несколько минут даже при использовании самого лучшего оборудования и протоколов.

Для Internet это означает ограниченную производительность и периодический обрыв соединения, из-за чего пользователям приходится снова загружать в браузер web-страницу. Эти недостатки считаются приемлемыми для тех приложений, которые обычно развертываются в IP-сетях.

С другой стороны, к SAN подключается меньше устройств (в самых больших – десятки тысяч), но все подключения структурированы, сохраняются длительное время и для них требуются наивысшие производительность и надежность. Неспособность IP обеспечить выполнение этих требований хорошо известна в индустрии и она же стала основным стимулом развития Fibre Channel и других технологий SAN. Для критически-важной базы данных недопустим повторный запрос при потере данных в сети и поэтому инфраструктуры SAN на несколько порядков надежнее IP-сетей.

Стоит отметить, что возможно использование IP в инфраструктуре SAN и предлагаются разные решения IP SAN, например, FCIP и iSCSI, которые описаны далее.

iSCSI

iSCSI – это медленно развивающийся протокол для передачи SCSI по IP-сетям. Его концепция похожа на отображение FC-4, которое уже обеспечивает FCP для Fibre Channel.

 Например, у пакетов iSCSI накладные расходы протокола больше, чем у пакетов FC. В отличие от Ethernet, IP, TCP и IPSec протокол FC с самого начала разрабатывался как эффективный транспорт для хранения данных. Для инициации обмена данными с получателем по iSCSI хост должен построить заголовок, пример которого показан на.

Разумеется, у некоторых пакетов iSCSI длина заголовка может быть меньше, чем в данном примере, но у других пакетов он может быть даже длиннее, а у всех пакетов Fibre Channel заголовок будет одинаково коротким. Из сравнения видно, как комбинация заголовка iSCSI и стандартного для Ethernet приводит к еще большей неэффективности по сравнению с FC.

Если только вся сеть iSCSI состоит из дорогих мощных коммутаторов и маршрутизаторов, для обмена данными между конечными устройствами iSCSI нужно использовать наименьший общий кратный размер пакета (MTU), поэтому единственный вариант – это большие (jumbo) пакеты Ethernet. Все вендоры iSCSI рекомендуют использовать пакеты jumbo и коммутаторы корпоративного класса для получения максимальной производительности. На самом деле iSCSI настолько неэффективен, что эксперты считают, что только 10Gbit Ethernet может решить проблемы iSCSI, поскольку реальная производительность iSCSI по 10Gbit Ethernet будет “на уровне” SCSI по 4Gbit Fibre Channel.

Однако при этом стоимость инфраструктуры iSCSI начинает превышать стоимость сети Fibre Channel, хотя скорость немного меньше и по-прежнему требуются дорогие внешние серверы для работы таких сервисов хранения, как сервер имен. Даже дорогие коммутаторы 10Gbit Ethernet корпоративного класса неспособны полностью устранить проблему, поскольку причина низкой эффективности – это не только размер пакета и скорость. iSCSI существенно больше загружает процессоры хоста поскольку большой заголовок не только уменьшает полосу пропускания и увеличивает задержки, но его нужно еще и сгенерировать и интерпретировать. В большинстве случаев из-за этого требуется дорогой контроллер системы хранения и расходуются циклы центрального процессора сервера, что снижает скорость работы приложений, он которые обслуживает.

Пакеты FC объединяются в последовательности и вся последовательность может передаваться за один такт центрального процессора, после чего он продолжает обслуживать приложения хоста, а все перемещение данных выполняет HBA. На рисунке. приведено сравнение передачи HBA-адаптерами последовательности пакетов и программной реализации iSCSI, при которой на каждый пакет тратится по крайней мере один такт процессора. На самом деле на рисунке даже не соблюден масштаб, иначе на нем не уместился бы jumbo-пакет iSCSI. Разумеется, есть определенные задачи ввода/вывода, для которых этот недостаток iSCSI не так важен (например, если SAN используется только для обслуживания файловых систем с очень маленьким размером блока, обращение к файлам носит случайный характер и у всех хостов процессоры не загружены полностью) и в таких ситуациях имеет смысл использовать iSCSI. Однако при другом типе трафика этот недостаток будет сильно влиять на работу SAN и если в файловой системе используется средние или большие блоки или обращение к файлам происходит постоянно (например, при резервном копировании, миграции данных и синхронизации томов), то оптимальный вариантом всегда будет FC. Повысить производительность iSCSI можно, если на каждый хост установить специализированные HBA-адаптеры iSCSI, которые освобождают процессоры хоста от необходимости генерировать заголовки пакетов,однако применение этих устройств увеличивает стоимость и сложность внедрения решений iSCSI, которые в результате теряет свое ценовое преимущество. В то же время одногигабитные iSCSI HBA с аппаратным ускорением работают более чем на 75% медленнее, чем имеющие такую же цену FC HBA.

Кроме транспорта протокол iSCSI определяет сервисы присваивания имен, обнаружения, контроля доступа и безопасности, что также аналогично существующим сервисам Fibre Channel , хотя сервисы iSCSI только начинают разрабатываться. У большинства сервисов Fibre Channel есть свои аналоги iSCSI, но они не такие зрелые и развертываются отдельно от сетевых коммутаторов, что ведет к дополнительным расходам на iSCSI, связанным с затратами рабочего времени и оборудования для развертывания, и усложняет текущее управление, поскольку в коммутаторах FC эти сервисы являются встроенными.

У читателя может возникнуть вопрос «а стоило ли разрабатывать iSCSI если уже существует более совершенное техническое решение, которое проверено на практике и широко используется на рынке?». Многие аналитики сейчас предсказывают, что сфера применения iSCSI будет «зажата» между Fibre Channel в корпоративном секторе и Serial ATA в сегменте начального уровня. После появления Fibre Channel over Ethernet ( FCoE) можно уверенно утверждать, что дни iSCSI сочтены. Пока можно найти только один тип приложений, для которых имеет смысл использовать iSCSI – дешевые подключения начального уровня, например, работающие на настольных ПК пользователей web-серверы. Для таких приложений главное – это цена, но весьма скромные требования к производительности и надежности: некоторым серверам начального уровня не требуется высокая производительность сети хранения или центрального процессора и если они зависнут или их данные будут испорчены, то данные можно легко восстановить по резервной копии. Клиенты с такими приложениями для подключения обычно используют файловые системы NFS или CIFS. iSCSI подойдет только для некритичных приложений, которым нужен доступ на уровне блоков вместо доступа на уровне файлов с помощью сетевой файловой системы.

Многие аналитики считают, что в конце концов iSCSI превратится в протокол для Network Attached Storage (NAS) и не будет использоваться для SAN, тем более что пока всерьез iSCSI применяется только в секторе NAS. Для нишевых применений iSCSI в SAN компания Brocade разработала платформу Brocade iSCSI Gateway, лезвие iSCSI для директора 48000 и iSCSI HBA. Недавно индустрия хранения начала разрабатывать новый стандарт Fibre Channel over Datacenter Ethernet. (FCoE). Этот стандарт позволит строить сети хранения с помощью дешевого оборудования Ethernet (это и является основным ценовым преимуществом iSCSI), но в то же время обладает присущими для Fibre Channel сервисы и надежность. По-видимому, эта технология станет могильщиком оставляет никаких перспектив для SAN на базе iSCSI в долговременной перспективе. iSCSI пока имеет шансы стать реальной альтернативой протоколам NAS, но эта технология не может конкурировать с FCoE или «родным FC» в секторе SAN.

iFCP

iFCP разрабатывался для замены фабрик Fibre Channel на IP-сети. Этот протокол унаследовал ограничение Fibre Channel, связанное с отсутствие в этом протоколе механизма подключения узлов – все узлы должны быть Fibre Channel. В полностью “родном” решении iFCP все устройства FC подключаются к дорогому порталу преобразования протоколов FC-to-iFCP, а не к более простому коммутатору пакетов FC. Перед передачей каждого пакета выполняется преобразование протоколов, затем он передается на другой порта, где обратно преобразовывается в Fibre Channel, причем эти преобразования выполняются и даже если между портами нет оборудования IP-сети. Это двойное преобразование каждого пакета удорожает решения iFCP и снижает их производительность.

На практике iFCP используются только в географически-распределенных IP-сетях, которые сами по себе являются “дорогими и медленными”, что делает эту технологию прямым конкурентом FCIP, которая рассматривается далее). Раньше у iFCP было важное преимущество по сравнению с FCIP – эта технология позволяла изолировать граничные фабрики от нестабильности WAN, однако теперь это способна обеспечить FCIP с помощью сервиса FC-FC Routing Service.

Хотя iFCP ратифицирована как стандарт, на практике она применяется редко и только один вендор решился выпустить на рынок решение iFCP, однако после поглощения этого вендора никто больше не предлагает iFCP и, по-видимому, вскоре этот протокол останется только на бумаге.

FCIP

Fibre Channel over Internet Protocol (FCIP) – это механизм соединения портов Fibre Channel E_Port через инфраструктуру IP. В то же время возможно сконфигурировать линки FCIP по схеме point-to-point без использования между ними промежуточного оборудования IP-сети и в этому случае физическую топологию можно рассматривать как использующую линки Fibre Channel ISL в качестве туннелей. Однако такую архитектуру более эффективнее (как по затратам, так и производительности) можно построить с помощью «родных» каналов Fibre Channel, поэтому на практике FCIP внедряется с помощью IP-коммутаторов и/или маршрутизаторов между шлюзами.

В этом примере две площадки соединены через IP WAN и на каждой установлены директор Fibre Channel и шлюз FCIP. Шлюз подключен к опционному коммутатору LAN, который соединен с маршрутизатором IP WAN. После конфигурирования решения хост с одной площадки получит доступ к ресурсам хранения другой площадке так, как если коммутаторы были напрямую соединены через FC ISL и между не было IP-сети.

FCIP – это общепринятый стандартный протокол для расширения SAN в случаях, когда имеется IP-сеть, но нет возможности применить более надежные и скоростные технологии, такие, как ATM, SONET/SDH, темное волокно и WDM.