Existen tres tecnologías principales de almacenamiento en red utilizadas en empresas, cada una con sus ventajas y desventajas. En esta publicación compararemos los protocolos de almacenamiento FC, SAS e iSCSI para entender los mejores usos de cada uno en un entorno de VMware vSphere. Sin embargo, esta información también se puede utilizar para instalar almacenamiento en otras infraestructuras de TI.
Comparación de Tecnologías: FC vs SAS vs iSCSI
La técnica común para aumentar la redundancia, la disponibilidad y la eficiencia de carga para un entorno de vSphere es configurar hosts ESXi en un clúster de vSphere. La creación de almacenamiento compartido de VMware es uno de los requisitos más importantes para los clústeres. Hay varias formas de crear un almacenamiento compartido:
- Interfaces SAS en servidores de almacenamiento y un host ESXi
- Fibre Channel (FC)
- iSCSI
- Virtual SAN (vSAN)
En VMware, vSAN está incluido y se puede configurar a través del Cliente de vSphere, mientras que los otros tres requieren software/hardware adicional para configurarse. Veamos la diferencia entre iSCSI y SAS, así como comparemos FC con los otros enfoques para entender los diferentes aspectos de estas tecnologías.
- Fibre Channel es la solución definitiva para sistemas de almacenamiento utilizados en aplicaciones críticas que requieren alto rendimiento, disponibilidad y confiabilidad en organizaciones grandes. Tenga en cuenta el alto precio de tal solución.
SAS es la tecnología más asequible, y las soluciones basadas en SAS son ampliamente utilizadas en empresas cuando la confiabilidad, la alta disponibilidad y el rendimiento son una prioridad. - SAS es la tecnología más asequible, y las soluciones basadas en SAS son ampliamente utilizadas en empresas cuando la fiabilidad, alta disponibilidad y rendimiento son una prioridad.
- iSCSI es la solución más asequible de las tres y se puede utilizar con una infraestructura existente cuando el presupuesto es limitado.
FC vs SAS
Ambas tecnologías maduras proporcionan un alto nivel de rendimiento, fiabilidad y disponibilidad. Sin embargo, Fibre Channel ofrece un rendimiento ligeramente superior para transferencias de datos.
- SAS tiene una mejor relación rendimiento-precio y es óptimo para el almacenamiento empresarial.
- Las redes de almacenamiento FC se utilizan ampliamente en SAN para cantidades muy grandes de datos en entornos empresariales.
- Los discos SAS se pueden utilizar en redes FC mediante puentes de protocolo para manejar la traducción de SAS a unidades de disco.
- El almacenamiento SAS es la elección óptima si el almacenamiento se encuentra en un rack o una habitación con un servidor (almacenamiento conectado directamente).
Cuando la infraestructura crece y las cantidades de almacenamiento SAS son insuficientes, se puede considerar el uso de almacenamiento SAN de Fibre Channel, ya que proporciona un mayor nivel de escalabilidad.
SAS vs iSCSI
SAS es la interfaz para conectar dispositivos de disco utilizando comandos SCSI, mientras que iSCSI es un protocolo para encapsular comandos SCSI utilizando redes TCP/IP subyacentes. El uso de unidades SAS en servidores proporciona un rendimiento y fiabilidad superiores a un precio razonable. iSCSI le permite utilizar incluso unidades de disco SATA en servidores utilizados para almacenamiento compartido.
FC vs iSCSI
El Canal de Fibra es la solución principal que utiliza sus propios estándares para redes para transportar comandos SCSI a las unidades de disco en una red de área de almacenamiento (SAN). iSCSI puede ser utilizado para conectar SAN (LUNs) como alternativa en casos donde los factores decisivos son el bajo costo, el rendimiento moderado y la escalabilidad suficiente. La red Ethernet utilizada para iSCSI es universal y común, pero no está principalmente enfocada en transferir tráfico de almacenamiento. Por lo tanto, el Canal de Fibra es el ganador en la categoría de rendimiento.
Resumamos los principales parámetros de todas las tecnologías en esta tabla de comparación FC vs SAS vs iSCSI.
| SAS | FC | iSCSI | |
| Descripción | Una interfaz serial para dispositivos de disco que utilizan comandos SCSI | Un conjunto de normas (incluida la de redes) para transferir comandos SCSI incorporados | Un protocolo de red para encapsular comandos SCSI utilizando redes TCP/IP existentes |
| Arquitectura | Serial, punto a punto | Conmutada, soporte para múltiples transacciones concurrentes | Utilizando el modelo OSI estándar para redes Ethernet. |
| Rendimiento | Alto | Muy Alto | Medio |
| Facilidad de uso | Fácil | Difícil | Medio |
| Flexibilidad/Escalabilidad | Medio | Alto | Alto |
| Número máximo de dispositivos | Varía (256 o 65535) | 256 dispositivos, 16 millones en una tela de conmutación | Ilimitado |
| Distancia máxima entre dispositivos | 10 metros | 30 metros (cobre)
50 km (óptico) |
Depende de la infraestructura subyacente |
| Costos | Medio | Alto | Bajo |
| Mercado objetivo | Pequeñas, Medianas, Grandes empresas | Empresas medianas y grandes | Pequeñas y medianas empresas |
| Soporte en vSphere | Sí | Sí | Sí |
Comparación del Enfoque de Almacenamiento Compartido de VMware
Aquí tienes una tabla de comparación breve de los enfoques para crear un almacenamiento compartido de VMware vSphere, incluido vSAN.
| Enfoque | Hardware Adicional | Software Adicional | Servidor Dedicado | Complejidad de Gestión |
| SAS | Adaptadores SAS | Sí | Sí | Medio |
| Canal de Fibra | Controlador FC, HBA, Conmutadores FC | Sí | Sí | Administrador dedicado necesario |
| iSCSI | No | Sí | Sí | Se necesita configuración específica del servidor |
| vSAN | No | No | No | Configurado a través del Cliente vSphere |
Visión General de Tecnologías de Almacenamiento
Veamos más detenidamente cada uno de los enfoques para crear un almacenamiento compartido de VMware.
¿Qué es SAS?
SAS, o Serial Attached SCSI, es un estándar de interfaz ampliamente utilizado en servidores para conectar unidades de disco, unidades de DVD y unidades de cinta. SAS se utiliza ampliamente para el almacenamiento conectado directamente (DAS) en servidores como hosts ESXi y en servidores configurados como almacenamiento compartido para ser accesible a través de la red (servidores de almacenamiento).
SAS, sucesor de SCSI (SCSI paralelo), opera con comandos SCSI (Interfaz de Sistema de Computadora Pequeña) optimizados para una mayor eficiencia. Un controlador SAS admite la conexión de unidades de disco SAS y SATA. Este es un estándar de interfaz de almacenamiento confiable que se ha utilizado durante años y se ha mejorado considerablemente durante este tiempo.
- Componentes. Un sistema SAS incluye 3 componentes principales:
- Iniciador – parte de la computadora anfitriona a la que están conectadas las unidades de disco SAS
- Objetivo – un dispositivo de disco, que contiene las unidades lógicas, conectado a una computadora anfitriona, que en este caso se llama iniciador
- Subsistema de entrega de servicio – incluye equipos como cables para conectar un iniciador a un objetivo
- Rendimiento. SAS te permite combinar múltiples enlaces físicos de alta velocidad en un solo puerto más rápido para aumentar el ancho de banda entre estos enlaces y el controlador. SAS 3 proporciona una velocidad de interfaz de 12 Gbit/s, SAS 4 – 22,5 Gbit/s y SAS 5, que está en desarrollo, se espera que proporcione 45 Gbit/s. En la práctica, la velocidad depende del tipo de unidad de disco SAS conectada, que puede ser HDD o SSD.
- Flexibilidad. Los controladores de almacenamiento SAS, también llamados adaptadores de bus de host SAS, deben instalarse en servidores. Un controlador SAS es una tarjeta (circuito) instalada en la ranura PCI-E (las ranuras PCI se usaban antes). Una placa base de computadora tiene un número finito de ranuras PCI-E, y un controlador SAS tiene un número finito de puertos SAS. Puede instalar expansores (expansores de borde y de ventilador) para aumentar el número de dispositivos SAS dirigidos al controlador SAS. La longitud máxima del cable es de hasta 10 metros. Debe tener en cuenta estas posibilidades y limitaciones al planificar un sistema de almacenamiento escalable.
- Facilidad de Uso. La instalación de un subsistema de almacenamiento SAS es sencilla para el almacenamiento conectado directamente. Necesita instalar controladores de almacenamiento SAS, que pueden ser controladores de RAID SAS, y conectar discos. Los expandores SAS se pueden utilizar para configurar SAN con discos SAS. Luego, se puede utilizar Fibre Channel para transferir datos a una red externa como SAN.
- Costos. La instalación de un sistema de almacenamiento SAS es asequible para las empresas, y esta es una ventaja del SAS.
El estándar SAS es un enfoque que requiere interfaces de hardware SAS tanto en el servidor como en el cliente. Esta tecnología proporciona velocidades de hasta 22.5 Gbit/s con SAS 4 (como se mencionó anteriormente, SAS 5 está en desarrollo), pero tiene varias limitaciones.
- A SAS infrastructure is not scalable because of the finite number of SAS ports on the storage server. However, if you need more storage, you can replace disks with larger ones or install an additional storage server.
- El servidor de almacenamiento y los discos deben estar montados en el mismo rack debido a las limitaciones en la longitud del cable. Por lo tanto, este enfoque puede funcionar bien para entornos pequeños a medianos con demandas de velocidad de transferencia de datos altas pero no para entornos muy grandes.
¿Qué es Fibre Channel?
- Arquitectura. La arquitectura estándar de Fibre Channel tiene 5 capas y difiere del modelo OSI utilizado para las redes Ethernet:
- FC-0 es la capa física e incluye cables de datos, conectores y paso de señales en este entorno para el control de datos.
- FC-1 es la capa de protocolo de transmisión que es responsable de la codificación y decodificación de datos, sincronización de datos, mantenimiento de enlaces y detección de errores.
- FC-2 es la capa de protocolo de enmarcado y señalización. Define la estructura y organización de los datos transferidos y es responsable de la secuencia de datos y el control de flujo. La segmentación y el reensamblaje de las unidades de datos del protocolo que son recibidas y enviadas por los dispositivos se realizan en esta capa.
- FC-3 es la capa de servicios comunes utilizada para características de FC para proporcionar servicios como RAID, encriptación, fragmentación de datos y multidifusión, y para otras características de FC que puedan desarrollarse en el futuro.
- FC-4 es el protocolo de capa superior o la capa de mapeo utilizada para describir protocolos que pueden usar FC como transporte y su secuencia de uso. Permite mapear estos protocolos a los niveles FC 0-3 y proporciona un punto de comunicación entre los protocolos de capa superior (como SCSI) y las capas FC inferiores.
El modelo FC y el hardware están diseñados para motores de descarga de protocolos (POE). Esto resulta en una baja sobrecarga de transmisión y mejora la eficiencia general. La mayoría de los principales sistemas SAN utilizan el protocolo Fibre Channel para empaquetar comandos SCSI en tramas FC y transferir tráfico desde hosts (servidores) a almacenamiento compartido.
- Rendimiento. La mayor ventaja de Fibre Channel es la velocidad, y se puede utilizar para construir una red de alta velocidad completamente funcional. Las redes FC de Gen 7 admiten 64GFC y 256GFC con 12,800 MB/s y 51,200 MB/s de rendimiento por dirección respectivamente. El Fibre Channel de 128G proporciona un rendimiento de hasta 24,850 MB/s. La compatibilidad de doble canal es otra razón por la que Fibre Channel se utiliza ampliamente para la interconexión de almacenamiento en redes de área de almacenamiento (SAN).
- Flexibilidad y escalabilidad. El acceso simultáneo y multiacceso de datos y la conexión a largas distancias son ventajas del Canal de Fibra. Se requiere hardware y equipos especiales para FC: adaptadores de bus de host instalados en servidores (como hosts ESXi), controladores FC en servidores de almacenamiento (que son miembros de SAN), conmutadores FC, cables, etc. Necesita instalar conmutadores si el número de hosts ESXi es mayor que el número de puertos FC en el almacenamiento. Tal disposición es común para infraestructuras de servidores grandes. Es posible utilizar unidades de disco SAS en sistemas de SAN FC.
El soporte a larga distancia le permite ubicar diferentes discos del conjunto redundante (mirroring) en diferentes ubicaciones. Los datos del disco se pueden reflejar en un sitio remoto ubicado a pocos kilómetros del sitio primario. Este enfoque puede ayudarlo a evitar la pérdida de datos causada por un desastre local.
En cuanto a los cables utilizados, se admiten tanto cables de cobre como ópticos, pero debe usar cables ópticos para obtener todas las ventajas de la tecnología de Canal de Fibra. La distancia máxima/longitud del cable de un cable de cobre es de 30 metros, dependiendo de la calidad del cable. Cable óptico: de 100 metros hasta 50 kilómetros, dependiendo de la calidad del cable. Los cables ópticos pueden ser de modo único o de modo múltiple. Una fibra de modo único proporciona una tasa de transmisión, ancho de banda y distancia más altos. Use un transceptor SFP (pequeño factor de forma enchufable) de alta calidad para evitar la degradación del rendimiento.
En cuanto a la escalabilidad, puede utilizar sistemas de almacenamiento de Canal de Fibra en entornos de todos los tamaños, desde pequeños hasta grandes. Como tecnología de interconexión, el Canal de Fibra admite conexiones punto a punto, topología conmutada y un bucle arbitrado.
- Facilidad de uso. Fibre Channel difiere de las redes Ethernet conocidas para conectar dispositivos. Aprender el principio de la tecnología e instalar hardware específico requiere un esfuerzo adicional. El nivel de dificultad para configurar el almacenamiento SAN Fibre Channel es alto. Necesitas instalar hardware y equipos especializados.
- Costo. El hardware y los equipos utilizados para los sistemas de almacenamiento Fibre Channel son costosos. Esta infraestructura funciona mejor para grandes bancos y corporaciones, donde la velocidad de transferencia de datos y la seguridad son prioridades muy altas.
Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE)
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) es una tecnología que te permite utilizar redes Ethernet físicas de alta velocidad subyacentes (como redes de 10 Gbit) con la arquitectura de Fibre Channel a nivel de superposición. La encapsulación de tramas FC se utiliza mediante su mapeo sobre Ethernet.
FCoE ha sido desarrollado para una mejor compatibilidad con el hardware utilizado para redes Ethernet, pero ten en cuenta que la sobrecarga es mayor que para una red de almacenamiento nativa de Fibre Channel. La idea principal de FCoE es reducir costos mediante el uso de la tecnología de Fibre Channel en redes Ethernet sin comprar equipos FC especiales. Ten en cuenta que FCoE puede considerarse una extensión de FC pero no un reemplazo.
Lee más en nuestra publicación sobre topologías de red y el modelo OSI.
¿Qué es iSCSI?
iSCSI (Interfaz de Computadora Pequeña por Internet) es un protocolo que transporta comandos SCSI sobre redes TCP/IP. El protocolo iSCSI comparte datos a nivel de bloque, a diferencia de SMB y NFS, que comparten datos a nivel de archivo. Este protocolo te permite utilizar equipos de red Ethernet, incluidas tarjetas de red, conmutadores y cables, y dispositivos NAS o servidores de almacenamiento con discos SAS o SATA instalados.
- Rendimiento. El rendimiento depende del ancho de banda de la red subyacente pero no es tan bueno como el rendimiento de SAS y Fibre Channel. iSCSI admite multipath, marcos Jumbo y otras tecnologías para un mejor rendimiento en redes Ethernet. Puedes utilizar redes Ethernet de alta velocidad de 10 Gbit, 40 Gbit o incluso 100 Gbit/s para la conectividad de almacenamiento. Hay un sobrecargo, que afecta al rendimiento general, al utilizar redes TCP/IP para transportar comandos SCSI con el protocolo iSCSI, en comparación con sistemas de almacenamiento SAS y FC. La latencia, que puede ocurrir al usar iSCSI, puede reducir las ventajas de los dispositivos de almacenamiento SSD en un servidor de almacenamiento remoto. El proceso de encapsulación consume algunos recursos adicionales del procesador y esto lleva tiempo.
- Flexibilidad. No hay límite para el número máximo de objetivos iSCSI conectados utilizando el protocolo iSCSI. La cantidad máxima de almacenamiento que puedes conectar utilizando iSCSI depende de la cantidad de almacenamiento en discos instalados en el servidor de almacenamiento, NAS o SAN. Es técnicamente posible utilizar un servidor o NAS (Almacenamiento Conectado a la Red) con discos SAS e incluso SATA para configurar objetivos iSCSI.
- Facilidad de uso. Medio: se requieren conocimientos de almacenamiento y redes IP.
- Costo. El uso del protocolo iSCSI para acceder al almacenamiento en red te permite ahorrar costos y es utilizado principalmente por pequeñas y medianas empresas. Es técnicamente posible utilizar hardware económico, pero ten en cuenta las limitaciones en el nivel de confiabilidad y rendimiento que se pueden lograr con dicho hardware.
A diferencia de SAS y FC, la tecnología iSCSI no requiere ningún hardware específico. Funciona dentro de la infraestructura de red Ethernet existente y utiliza adaptadores iSCSI emulados por software. Esto hace que la tecnología sea más fácil de escalar que las dos anteriores y más asequible para entornos pequeños con presupuestos de TI limitados, ya que no necesitas ningún equipo adicional. Por otro lado, iSCSI requiere un servidor dedicado con un sistema operativo (SO) específico y configuración de software para que funcione.
La siguiente tabla muestra las capas OSI utilizadas por iSCSI y los análogos de capas OSI utilizados para la operación de Fibre Channel.
| Capas OSI | iSCSI | Fibre Channel |
| 7 Aplicación | – | – |
| 6 Presentación | Conjunto de comandos SCSI | Conjunto de comandos SCSI |
| 5 Sesión | iSCSI | FC-4/FC-3 |
| 4 Transporte | TCP | FC-2 |
| 3 Red | IP | FC-2 |
| 2 Enlace de datos | MAC Ethernet | FC-1 |
| 1 Física | Ethernet (físico) | FC-0 |
Consejo Profesional: Si utilizas redes Ethernet y protocolos FCoE o iSCSI para acceder al almacenamiento en red, utiliza redes dedicadas como redes de almacenamiento y no tus redes de producción, redes VM, etc. Esto te permite evitar la degradación del rendimiento, mejorar la seguridad y simplificar el diagnóstico de problemas.
¿Qué es vSAN?
vSAN es un software de virtualización de almacenamiento para entornos VMware y forma parte del hipervisor ESXi de VMware para construir una infraestructura virtual hiperconvergente con múltiples hosts ESXi. VMware introdujo por primera vez su propio enfoque para crear almacenamiento compartido VMFS en vSphere v5.5. Desde entonces, vSAN ha mejorado significativamente en vSphere 7.0.3. VMware permite utilizar recursos locales del servidor y la red Ethernet Gigabit existente sin hardware adicional de servidor de almacenamiento.
Esta opción parece atractiva ya que no necesita hardware específico y se puede configurar a través de la interfaz gráfica de usuario en VMware vSphere Client. Además, no depende de la ubicación física de sus hosts y discos de almacenamiento.
La desventaja es que crear un clúster VMware vSAN requiere una licencia adicional de vSphere, que puede ser costosa con un gran número de hosts. El rendimiento de vSAN depende de la velocidad de la red y de los discos instalados en los hosts ESXi.
vSAN es una buena opción para infraestructuras de cualquier tamaño y es especialmente útil si no puedes instalar un servidor de almacenamiento dedicado. Sin embargo, puede convertirse en una solución costosa para centros de datos más grandes. El uso de VMware vSAN en VMware vSphere también se conoce como infraestructura hiperconvergente (HCI).
Conclusión
El ganador en esta comparación depende de tus requisitos. Puedes seleccionar la solución de almacenamiento en función del rendimiento, precio, fiabilidad y facilidad de uso.
VMware vSphere admite almacenamiento FC, SAS y iSCSI. Además de eso, VMware proporciona vSAN para utilizar almacenamiento de conexión directa en hosts ESXi para crear un almacenamiento tipo SAN para almacenar máquinas virtuales.
Antes de iniciar un proyecto de migración física a virtual, es mejor realizar una investigación de viabilidad para determinar el número de IOPS para los servidores virtualizados. Según sus resultados, decidirás qué enfoque de disposición de almacenamiento funciona mejor para ti. Además, no te olvides de hacer una copia de seguridad de tu entorno vSphere utilizando una solución de respaldo fiable como NAKIVO Backup & Replication.
Source:
https://www.nakivo.com/blog/fc-vs-sas-vs-iscsi-comparison/