Il existe trois principales technologies de réseau de stockage utilisées dans les entreprises, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients. Dans ce post, nous comparerons les protocoles de stockage FC, SAS et iSCSI pour comprendre les meilleurs usages de chacun dans un environnement VMware vSphere. Cependant, vous pouvez utiliser ces informations pour installer du stockage dans d’autres infrastructures informatiques également.
FC vs SAS vs iSCSI : Comparaison des Technologies
La technique courante pour augmenter la redondance, la disponibilité élevée et l’efficacité de charge pour un environnement vSphere est de configurer les hôtes ESXi dans un cluster vSphere. La création de stockage partagé VMware est l’une des exigences les plus importantes pour les clusters. Il existe plusieurs façons de créer un stockage partagé :
- Interfaces SAS sur les serveurs de stockage et un hôte ESXi
- Canal de fibre (FC)
- iSCSI
- Stockage virtuel SAN (vSAN)
Dans VMware, vSAN est inclus et peut être configuré via vSphere Client, tandis que les trois autres nécessitent un logiciel/matériel supplémentaire pour être configurés. Jetons un coup d’œil à la différence entre iSCSI et SAS ainsi que comparons FC aux autres approches pour comprendre les différents aspects de ces technologies.
- Le Canal de Fibre est la solution ultime pour les systèmes de stockage utilisés pour les applications critiques qui nécessitent des performances élevées, la disponibilité et la fiabilité dans les grandes organisations. Notez le prix élevé pour une telle solution.
SAS est la technologie plus abordable, et les solutions basées sur SAS sont largement utilisées dans les entreprises lorsque la fiabilité, la haute disponibilité et les performances sont une priorité. - SAS est la technologie la plus abordable, et les solutions basées sur SAS sont largement utilisées dans les entreprises lorsque la fiabilité, la haute disponibilité et les performances sont une priorité.
- iSCSI est la solution la plus abordable des trois et peut être utilisée avec une infrastructure existante lorsque le budget est limité.
FC vs SAS
Ces deux technologies matures offrent un haut niveau de performances, de fiabilité et de disponibilité. Cependant, la fibre optique offre des performances légèrement supérieures pour les transferts de données.
- Le SAS a un meilleur rapport performances/prix et est optimal pour le stockage en entreprise.
- Les réseaux de stockage FC sont largement utilisés dans les SAN pour de très grandes quantités de données dans les environnements d’entreprise.
- Les disques SAS peuvent être utilisés dans les réseaux FC en utilisant un pont de protocole pour gérer la traduction SAS vers les lecteurs de disque.
- Le stockage SAS est le choix optimal si le stockage est situé dans une baie ou une pièce avec un serveur (stockage directement attaché).
Lorsque l’infrastructure se développe et que les quantités de stockage SAS sont insuffisantes, vous pouvez envisager d’utiliser le stockage SAN Fibre Channel, car il offre un niveau de scalabilité plus élevé.
SAS vs iSCSI
Le SAS est l’interface pour connecter des dispositifs de disque en utilisant des commandes SCSI, tandis que l’iSCSI est un protocole pour encapsuler des commandes SCSI en utilisant des réseaux TCP/IP sous-jacents. L’utilisation de disques SAS dans les serveurs offre des performances et une fiabilité supérieures à un prix raisonnable. L’iSCSI vous permet d’utiliser même des disques durs SATA sur des serveurs utilisés pour le stockage partagé.
FC vs iSCSI
Fibre Channel est la solution de premier choix utilisant ses propres normes pour le réseau afin de transporter les commandes SCSI vers les lecteurs de disque dans un réseau de stockage en zone (SAN). iSCSI peut être utilisé pour connecter SAN (LUNs) comme alternative dans les cas où les facteurs décisifs sont le faible coût, les performances modérées et la scalabilité suffisante. Le réseau Ethernet utilisé pour iSCSI est universel et courant, mais il n’est pas principalement axé sur le transfert du trafic de stockage. Ainsi, Fibre Channel est le gagnant dans la catégorie des performances.
Résumons les principaux paramètres de toutes les technologies dans ce tableau FC vs SAS vs iSCSI.
| SAS | FC | iSCSI | |
| Description | Une interface série pour les dispositifs de disque utilisant des commandes SCSI | Un ensemble de normes (y compris le réseau) pour transférer des commandes SCSI incorporées | Un protocole réseau pour encapsuler des commandes SCSI en utilisant les réseaux TCP/IP existants |
| Architecture | Série, point à point | Commuté, support pour plusieurs transactions concurrentes | Utilisant le modèle OSI standard pour les réseaux Ethernet. |
| Performance | Élevée | Très élevée | Moyenne |
| Facilité d’utilisation | Facile | Difficile | Moyenne |
| Flexibilité/scalabilité | Moyenne | Élevée | Élevée |
| Nombre maximal de dispositifs | Variable (256 ou 65535) | 256 dispositifs, 16 millions dans un tissu de commutation | Illimité |
| Distance maximale entre les dispositifs | 10 mètres | 30 mètres (cuivre) | Dépend de l’infrastructure sous-jacente |
| Coûts | Moyen | Élevé | Bas |
| Marché cible | Petites, Moyennes, Grandes entreprises | Entreprises moyennes et grandes | Petites et moyennes entreprises |
| Prise en charge dans vSphere | Oui | Oui | Oui |
Comparaison de l’Approche de Stockage Partagé VMware
Voici un bref tableau comparatif des approches pour créer un stockage partagé VMware vSphere, y compris vSAN.
| Approche | Matériel supplémentaire | Logiciel supplémentaire | Serveur dédié | Complexité de gestion |
| SAS | Adaptateurs SAS | Oui | Oui | Moyen |
| Canal de fibre | Contrôleur FC, HBA, commutateurs FC | Oui | Oui | Admin dédié nécessaire |
| iSCSI | Non | Oui | Oui | Configuration spécifique du serveur nécessaire |
| vSAN | Non | Non | Non | Configuré via le client vSphere |
Vue d’ensemble des technologies de stockage
Examinons de plus près chacune des approches pour créer un stockage partagé VMware.
Qu’est-ce que le SAS?
Le SAS, ou Serial Attached SCSI, est une norme d’interface largement utilisée dans les serveurs pour attacher des disques, des lecteurs DVD et des lecteurs de bande. Le SAS est largement utilisé pour le stockage directement connecté (DAS) dans des serveurs tels que les hôtes ESXi et dans des serveurs configurés en tant que stockage partagé accessible via le réseau (serveurs de stockage).
Le SAS, successeur du SCSI (SCSI parallèle), fonctionne avec des commandes SCSI (Small Computer System Interface) qui ont été optimisées pour une plus grande efficacité. Un contrôleur SAS prend en charge le raccordement de disques SAS et SATA. Il s’agit d’une norme d’interface de stockage fiable, utilisée depuis des années et grandement améliorée au fil du temps.
- Composants. Un système SAS comprend 3 composants principaux:
- Initiateur – partie de l’ordinateur hôte auquel les lecteurs de disque SAS sont connectés
- Cible – un dispositif de disque, qui contient les unités logiques, connecté à un ordinateur hôte, appelé initiateur dans ce cas
- Sous-système de prestation de service – comprend des équipements tels que des câbles pour connecter un initiateur à une cible
- Performance. SAS vous permet de combiner plusieurs liens physiques haute vitesse en un seul port plus rapide pour augmenter la bande passante entre ces liens et le contrôleur. SAS 3 fournit une vitesse d’interface de 12 Gbit/s, SAS 4 – 22,5 Gbit/s et SAS 5, qui est en cours de développement, devrait fournir 45 Gbit/s. En pratique, la vitesse dépend du type de lecteur de disque SAS connecté, qui peut être un HDD ou un SSD.
- Flexibilité. Les contrôleurs de stockage SAS, également appelés adaptateurs de bus hôte SAS, doivent être installés sur les serveurs. Un contrôleur SAS est une carte (circuit) installée dans le slot PCI-E (les slots PCI étaient utilisés auparavant). Une carte mère d’ordinateur a un nombre fini de slots PCI-E, et un contrôleur SAS a un nombre fini de ports SAS. Vous pouvez installer des expandeurs (expandeurs de bord et de répartition) pour augmenter le nombre de périphériques SAS adressés au contrôleur SAS. La longueur maximale du câble est jusqu’à 10 mètres. Vous devriez prendre en compte ces possibilités et limitations lors de la planification d’un système de stockage évolutif.
- Facilité d’utilisation. L’installation d’un sous-système de stockage SAS est simple pour le stockage directement attaché. Vous devez installer des contrôleurs de stockage SAS, qui peuvent être des contrôleurs RAID SAS, et connecter des disques. Des expandeurs SAS peuvent être utilisés pour configurer un SAN avec des disques SAS. La fibre optique peut ensuite être utilisée pour transférer des données vers un réseau externe tel que SAN.
- Coûts. L’installation d’un système de stockage SAS est abordable pour les entreprises, et c’est un avantage du SAS.
La norme SAS est une approche qui nécessite des interfaces matérielles SAS à la fois du côté serveur et client. Cette technologie offre des vitesses allant jusqu’à 22,5 Gbit/s avec le SAS 4 (comme mentionné ci-dessus, le SAS 5 est en développement), mais elle présente plusieurs limitations.
- 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.
- Le serveur de stockage et les disques doivent être montés dans le même rack en raison des limitations de longueur de câble. Ainsi, cette approche peut bien fonctionner pour des environnements de petite à moyenne taille avec des demandes de vitesse de transfert de données élevées mais pas pour des environnements très volumineux.
Qu’est-ce que la fibre optique?
- Architecture.La norme d’architecture Fibre Channel comprend 5 couches et diffère du modèle OSI utilisé pour les réseaux Ethernet :
- FC-0 est la couche physique et comprend les câbles de données, les connecteurs et le passage de signaux dans cet environnement pour le contrôle des données.
- FC-1 est la couche de protocole de transmission qui est responsable du codage et du décodage des données, de la synchronisation des données, de la maintenance des liens et de la détection des erreurs.
- FC-2 est la couche de protocole de trame et de signalisation. Elle définit la structure et l’organisation des données transférées et est responsable du séquençage des données et du contrôle de flux. La segmentation et le réassemblage des unités de données de protocole qui sont reçues et envoyées par les appareils sont effectués à cette couche.
- FC-3 est la couche de services communs utilisée pour les fonctionnalités FC afin de fournir des services tels que le RAID, le chiffrement, le striping de données et le multicasting, ainsi que pour d’autres fonctionnalités FC qui pourraient être développées à l’avenir.
- FC-4 est la couche de protocole supérieure ou la couche de mappage utilisée pour décrire les protocoles pouvant utiliser FC comme transport et leur séquence d’utilisation. Il permet de mapper ces protocoles aux niveaux FC 0–3 et fournit un point de communication entre les protocoles de couche supérieure (comme SCSI) et les couches FC inférieures.
Le modèle et le matériel FC sont conçus pour des moteurs de déchargement de protocole (POE). Cela se traduit par une faible surcharge de transmission et améliore l’efficacité globale. La plupart des principaux systèmes SAN utilisent le protocole Fibre Channel pour emballer les commandes SCSI dans des trames FC et transférer le trafic des hôtes (serveurs) vers le stockage partagé.
- Performance. Le plus grand avantage du Fibre Channel est la vitesse, et il peut être utilisé pour construire un réseau haute vitesse entièrement fonctionnel. Les réseaux FC de génération 7 prennent en charge le 64GFC et le 256GFC avec des débits respectifs de 12 800 Mo/s et 51 200 Mo/s par direction. Le Fibre Channel 128G offre un débit allant jusqu’à 24 850 Mo/s. La compatibilité double canal est une autre raison pour laquelle le Fibre Channel est largement utilisé pour l’interconnexion de stockage dans les réseaux de zone de stockage (SAN).
- Flexibilité et évolutivité. L’accès multi-accès simultané aux données et la connexion sur de longues distances sont des avantages de Fibre Channel. Un matériel spécial et des équipements sont nécessaires pour FC : des adaptateurs de bus hôte installés dans les serveurs (comme les hôtes ESXi), des contrôleurs FC sur les serveurs de stockage (qui sont des membres de SAN), des commutateurs FC, des câbles, etc. Vous devez installer des commutateurs si le nombre d’hôtes ESXi est supérieur au nombre de ports FC dans le stockage. Une telle configuration est courante pour les grandes infrastructures de serveurs. Il est possible d’utiliser des disques SAS dans les systèmes SAN FC.
La prise en charge sur de longues distances vous permet de placer différents disques du tableau redondant (miroir) dans différents endroits. Les données du disque peuvent être miroitées vers un site distant situé à quelques kilomètres du site principal. Cette approche peut vous aider à éviter la perte de données causée par une catastrophe locale.
En termes de câbles utilisés, les câbles en cuivre et optiques sont pris en charge, mais vous devez utiliser des câbles optiques pour bénéficier de tous les avantages de la technologie Fibre Channel. La distance maximale/longueur de câble d’un câble en cuivre est de 30 mètres selon la qualité du câble. Câble optique – de 100 mètres jusqu’à 50 kilomètres, selon la qualité du câble. Les câbles optiques peuvent être monomode ou multimode. Une fibre monomode fournit un taux de transmission, une bande passante et une distance plus élevés. Utilisez un émetteur-récepteur SFP (small form factor pluggable) de haute qualité pour éviter la dégradation des performances.
En ce qui concerne l’évolutivité, vous pouvez utiliser des systèmes de stockage Fibre Channel dans des environnements de toutes tailles, du petit au grand. En tant que technologie d’interconnexion, Fibre Channel prend en charge les connexions point à point, la topologie commutée et une boucle arbitrale.
- Facilité d’utilisation. La Fibre Channel diffère des réseaux Ethernet bien connus pour connecter les appareils. Apprendre le principe de la technologie et installer un matériel spécifique nécessite un effort supplémentaire. Le niveau de difficulté de configuration du stockage SAN Fibre Channel est élevé. Vous devez installer un matériel et un équipement spécialisés.
- Coût. Le matériel et l’équipement utilisés pour les systèmes de stockage Fibre Channel sont coûteux. Une telle infrastructure fonctionne mieux pour les grandes banques et les grandes entreprises, où la vitesse de transfert de données et la sécurité sont des priorités très élevées.
Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) est une technologie qui vous permet d’utiliser des réseaux Ethernet physiques haute vitesse sous-jacents (tels que des réseaux 10 Gbit) avec l’architecture Fibre Channel au niveau de la superposition. L’encapsulation des trames FC est utilisée en les mappant sur Ethernet.
FCoE a été développé pour une meilleure compatibilité avec le matériel utilisé pour les réseaux Ethernet, mais gardez à l’esprit que les surcharges sont plus élevées que pour un réseau de stockage Fibre Channel natif. L’idée principale de FCoE est de réduire les coûts en utilisant la technologie Fibre Channel sur des réseaux Ethernet sans acheter d’équipement FC spécial. Notez que FCoE peut être considéré comme une extension de FC mais pas comme un remplacement.
Lisez-en plus dans notre article sur les topologies de réseau et le modèle OSI.
Qu’est-ce que l’iSCSI ?
L’iSCSI (Internet Small Computer Interface) est un protocole qui transporte les commandes SCSI sur les réseaux TCP/IP. Le protocole iSCSI partage les données au niveau du bloc, contrairement à SMB et NFS, qui partagent les données au niveau du fichier. Ce protocole vous permet d’utiliser du matériel réseau Ethernet, y compris des cartes réseau, des commutateurs et des câbles, ainsi que des dispositifs NAS ou des serveurs de stockage avec des disques SAS ou SATA installés.
- Performance. Les performances dépendent de la bande passante du réseau sous-jacent mais ne sont pas aussi bonnes que celles des performances SAS et Fibre Channel. iSCSI prend en charge le multipath, les trames Jumbo et d’autres technologies pour de meilleures performances dans les réseaux Ethernet. Vous pouvez utiliser des réseaux Ethernet haute vitesse de 10 Gbit, 40 Gbit ou même 100 Gbit/s pour la connectivité de stockage. Il y a un surdébit, qui affecte les performances globales, lors de l’utilisation des réseaux TCP/IP pour transporter des commandes SCSI avec le protocole iSCSI, par rapport aux systèmes de stockage SAS et FC. La latence, qui peut survenir lors de l’utilisation d’iSCSI, peut réduire les avantages des dispositifs de stockage SSD sur un serveur de stockage distant. Le processus d’encapsulation consomme quelques ressources supplémentaires du processeur et cela prend du temps.
- Flexibilité. Il n’y a pas de limite au nombre maximum de cibles iSCSI connectées en utilisant le protocole iSCSI. La quantité maximale de stockage que vous pouvez connecter en utilisant iSCSI dépend de la quantité de stockage sur les disques installés dans le serveur de stockage, le NAS ou le SAN. Il est techniquement possible d’utiliser un serveur ou un NAS (Stockage Attaché au Réseau) avec des disques SAS et même SATA pour configurer des cibles iSCSI.
- Facilité d’utilisation. Moyen – des connaissances en stockage et en réseaux IP sont requises.
- Coût. L’utilisation du protocole iSCSI pour accéder au stockage réseau vous permet d’économiser des coûts et est principalement utilisée par les petites et moyennes entreprises. Il est techniquement possible d’utiliser du matériel peu coûteux, mais notez les limitations en termes de fiabilité et de performances qui peuvent être obtenues avec un tel matériel.
Contrairement à SAS et FC, la technologie iSCSI ne nécessite aucun matériel spécifique. Elle fonctionne au sein de l’infrastructure réseau Ethernet existante et utilise des adaptateurs iSCSI émulés par logiciel. Cela rend la technologie plus facile à mettre à l’échelle que les deux précédentes et plus abordable pour les petits environnements avec des budgets informatiques limités, puisque vous n’avez besoin d’aucun équipement supplémentaire. En revanche, iSCSI nécessite un serveur dédié avec un système d’exploitation (OS) spécifique et une configuration logicielle pour le faire fonctionner.
Le tableau ci-dessous montre les couches OSI utilisées par iSCSI et les analogues des couches OSI utilisées pour le fonctionnement de Fibre Channel.
| Couches OSI | iSCSI | Fibre Channel |
| 7 Application | – | – |
| 6 Présentation | Ensemble de commandes SCSI | Ensemble de commandes SCSI |
| 5 Session | iSCSI | FC-4/FC-3 |
| 4 Transport | TCP | FC-2 |
| 3 Réseau | IP | FC-2 |
| 2 Liaison de données | MAC Ethernet | FC-1 |
| 1 Physique | Ethernet (physique) | FC-0 |
Astuce Pro: Si vous utilisez des réseaux Ethernet et des protocoles FCoE ou iSCSI pour accéder au stockage réseau, utilisez des réseaux dédiés en tant que réseaux de stockage et non pas vos réseaux de production, réseaux VM, etc. Cela vous permet d’éviter une dégradation des performances, d’améliorer la sécurité et de simplifier le diagnostic des problèmes.
Qu’est-ce que vSAN ?
vSAN est un logiciel de virtualisation de stockage pour les environnements VMware et fait partie de l’hyperviseur ESXi de VMware pour la construction d’une infrastructure virtuelle hyperconvergée avec plusieurs hôtes ESXi. VMware a d’abord introduit sa propre approche de création de stockage partagé VMFS dans vSphere v5.5. Depuis lors, vSAN a été considérablement amélioré dans vSphere 7.0.3. VMware permet d’utiliser les ressources locales des serveurs et le réseau Ethernet Gigabit existant sans matériel de serveur de stockage supplémentaire.
Cette option semble attrayante car elle ne nécessite aucun matériel spécifique et peut être configurée via l’interface graphique dans le client VMware vSphere. De plus, elle ne dépend pas de l’emplacement physique de vos hôtes et disques de stockage.
L’inconvénient est que la création d’un cluster vSAN VMware nécessite une licence vSphere supplémentaire, ce qui peut être coûteux avec un grand nombre d’hôtes. Les performances de vSAN dépendent de la vitesse du réseau et des disques installés dans les hôtes ESXi.
vSAN est un bon choix pour les infrastructures de toutes tailles et est particulièrement pratique si vous n’êtes pas en mesure d’installer un serveur de stockage dédié. Cependant, cela peut devenir une solution coûteuse pour les grands centres de données. L’utilisation de VMware vSAN dans VMware vSphere est également connue sous le nom d’infrastructure hyperconvergée (HCI).
Conclusion
Le gagnant de cette comparaison dépend de vos besoins. Vous pouvez choisir la solution de stockage en fonction des performances, du prix, de la fiabilité et de la facilité d’utilisation.
VMware vSphere prend en charge le stockage FC, SAS et iSCSI. En plus de cela, VMware fournit vSAN pour utiliser le stockage en attachement direct sur les hôtes ESXi afin de créer un stockage similaire à un SAN pour stocker des machines virtuelles.
Avant de commencer un projet de migration physique vers virtuel, il est préférable de mener une étude de faisabilité pour déterminer le nombre d’IOPS pour les serveurs virtualisés. En fonction de ses résultats, vous déciderez de l’approche de configuration de stockage qui vous convient le mieux. N’oubliez pas de sauvegarder votre environnement vSphere en utilisant une solution de sauvegarde fiable comme NAKIVO Backup & Replication.
Source:
https://www.nakivo.com/blog/fc-vs-sas-vs-iscsi-comparison/