Ci sono tre principali tecnologie di rete di archiviazione utilizzate nelle aziende, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi. In questo post compariremo i protocolli di archiviazione FC, SAS e iSCSI per capire i migliori utilizzi di ognuno in un ambiente VMware vSphere. Tuttavia, queste informazioni possono essere utilizzate anche per installare archiviazione in altre infrastrutture IT.
Confronto tra FC vs SAS vs iSCSI: Tecnologie
La tecnica comune per aumentare la ridondanza, l’alta disponibilità e l’efficienza del carico per un ambiente vSphere è quella di configurare gli host ESXi in un cluster vSphere. Creare archiviazione condivisa VMware è uno dei requisiti più importanti per i cluster. Ci sono diversi modi per creare archiviazione condivisa:
- Interfacce SAS su server di archiviazione e un host ESXi
- Canale di Fibre (FC)
- iSCSI
- SAN virtuale (vSAN)
In VMware, vSAN è incluso e può essere configurato tramite vSphere Client, mentre gli altri tre richiedono software/hardware aggiuntivo per essere configurati. Esaminiamo le differenze tra iSCSI e SAS e confrontiamo FC con gli altri approcci per comprendere i diversi aspetti di queste tecnologie.
- Il Fibre Channel è la soluzione definitiva per i sistemi di archiviazione utilizzati per applicazioni critiche che richiedono prestazioni elevate, disponibilità e affidabilità in grandi organizzazioni. Nota l’alto prezzo per tale soluzione.
SAS è la tecnologia più conveniente, e le soluzioni basate su SAS sono ampiamente utilizzate nelle aziende quando l’affidabilità, l’alta disponibilità e le prestazioni sono una priorità. - SAS è la tecnologia più conveniente, e le soluzioni basate su SAS sono ampiamente utilizzate nelle imprese quando l’affidabilità, l’alta disponibilità e le prestazioni sono una priorità.
- iSCSI è la soluzione più conveniente delle tre e può essere utilizzata con un’infrastruttura esistente quando il budget è limitato.
FC vs SAS
Entrambe queste tecnologie mature forniscono un alto livello di prestazioni, affidabilità e disponibilità. Tuttavia, Fibre Channel offre prestazioni leggermente superiori per i trasferimenti di dati.
- SAS ha un migliore rapporto prestazioni-prezzo ed è ottimale per lo storage aziendale.
- Le reti di storage FC sono ampiamente utilizzate in SAN per grandi quantità di dati in ambienti aziendali.
- I dischi SAS possono essere utilizzati nelle reti FC utilizzando il bridging del protocollo per gestire la traduzione SAS verso i dischi.
- Lo storage SAS è la scelta ottimale se lo storage è situato in un rack o in una stanza con un server (storage direttamente collegato).
Quando l’infrastruttura cresce e le quantità di storage SAS non sono sufficienti, è possibile considerare l’utilizzo dello storage SAN Fibre Channel, poiché fornisce un livello superiore di scalabilità.
SAS vs iSCSI
SAS è l’interfaccia per collegare dispositivi di storage utilizzando comandi SCSI, mentre iSCSI è un protocollo per incapsulare comandi SCSI utilizzando reti TCP/IP sottostanti. Utilizzare dischi SAS nei server fornisce prestazioni e affidabilità superiori a un prezzo ragionevole. iSCSI consente di utilizzare persino dischi SATA sui server utilizzati per lo storage condiviso.
FC vs iSCSI
Il Fibre Channel è la soluzione principale che utilizza i suoi standard per la rete per trasportare i comandi SCSI ai dischi nel network dell’area di storage (SAN). L’iSCSI può essere utilizzato per connettere SAN (LUN) come alternativa nei casi in cui i fattori decisionali sono il costo basso, le prestazioni moderate e la scalabilità sufficiente. La rete Ethernet utilizzata per l’iSCSI è universale e comune, ma non è principalmente focalizzata sul trasferimento del traffico di storage. Pertanto, il Fibre Channel è il vincitore nella categoria delle prestazioni.
Riassumiamo i principali parametri di tutte le tecnologie in questa tabella FC vs SAS vs iSCSI.
| SAS | FC | iSCSI | |
| Descrizione | Un’interfaccia seriale per dispositivi a disco che utilizzano comandi SCSI | Un insieme di standard (inclusa la rete) per trasferire i comandi SCSI incorporati | Un protocollo di rete per incapsulare i comandi SCSI utilizzando le reti TCP/IP esistenti |
| Architettura | Seriale, punto a punto | Switched, supporto per transazioni multiple concorrenti | Utilizzando il modello OSI standard per le reti Ethernet. |
| Prestazioni | Alte | Molto alte | Medie |
| Facilità d’uso | Semplice | Difficile | Medie |
| Flessibilità/scalabilità | Media | Alta | Alta |
| Numero massimo di dispositivi | Varia (256 o 65535) | 256 dispositivi, 16 milioni in un tessuto switch | Illimitato |
| Distanza massima tra dispositivi | 10 metri | 30 metri (rame) | Dipende dall’infrastruttura sottostante |
| Costi | Medi | Alti | Bassi |
| Mercato di riferimento | Piccole, medie, grandi imprese | Imprese medie e grandi | Piccole e medie imprese |
| Supporto in vSphere | Sì | Sì | Sì |
Confronto tra approcci di archiviazione condivisa VMware
Ecco una breve tabella comparativa degli approcci per creare un’archiviazione condivisa VMware vSphere, inclusa vSAN.
| Approccio | Hardware Aggiuntivo | Software Aggiuntivo | Server Dedicato | Complessità della Gestione |
| SAS | Adattatori SAS | Sì | Sì | Medio |
| Canale Fibra | Controllore FC, HBA, Switch FC | Sì | Sì | Necessita di amministratore dedicato |
| iSCSI | No | Sì | Sì | Necessaria configurazione specifica del server |
| vSAN | No | No | No | Configurato tramite vSphere Client |
Panoramica delle Tecnologie di Archiviazione
Diamo uno sguardo più dettagliato a ciascun approccio per la creazione di un archivio condiviso VMware.
Cosa è SAS?
SAS, o Serial Attached SCSI, è uno standard di interfaccia ampiamente utilizzato nei server per collegare dischi rigidi, lettori DVD e unità a nastro. SAS è ampiamente utilizzato per l’archiviazione connessa direttamente (DAS) nei server come gli host ESXi e nei server configurati come archiviazione condivisa accessibile tramite la rete (server di archiviazione).
SAS, successore di SCSI (SCSI parallelo), opera con comandi SCSI (Small Computer System Interface), ottimizzati per una maggiore efficienza. Un controller SAS supporta il collegamento di dischi SAS e SATA. Si tratta di uno standard di interfaccia di archiviazione affidabile, utilizzato da anni e notevolmente migliorato nel corso del tempo.
- Componenti. Un sistema SAS include 3 componenti principali:
- Iniziatore – parte del computer host a cui sono collegati i dischi SAS
- Obiettivo – un dispositivo a disco, che contiene le unità logiche, collegato a un computer host, chiamato in questo caso iniziatore
- Sottosistema di consegna del servizio – include attrezzature come cavi per collegare un iniziatore a un obiettivo
- Prestazioni. SAS consente di combinare più collegamenti fisici ad alta velocità in una singola porta più veloce per aumentare la larghezza di banda tra questi collegamenti e il controller. SAS 3 fornisce una velocità di interfaccia di 12 Gbit/s, SAS 4 – 22,5 Gbit/s e SAS 5, attualmente in fase di sviluppo, dovrebbe fornire 45 Gbit/s. In pratica, la velocità dipende dal tipo di disco SAS collegato, che può essere HDD o SSD.
- Flessibilità. I controller di archiviazione SAS, chiamati anche adattatori di bus host SAS, devono essere installati sui server. Un controller SAS è una scheda (circuito) installata nello slot PCI-E (prima venivano utilizzati gli slot PCI). Una scheda madre del computer ha un numero finito di slot PCI-E, e un controller SAS ha un numero finito di porte SAS. È possibile installare espansori (espansori di bordo e fanout) per aumentare il numero di dispositivi SAS indirizzati al controller SAS. La lunghezza massima del cavo è fino a 10 metri. È necessario tenere conto di queste possibilità e limitazioni quando si pianifica un sistema di archiviazione scalabile.
- Semplicità d’uso. L’installazione di un sottosistema di archiviazione SAS è semplice per l’archiviazione direttamente collegata. È necessario installare i controller di archiviazione SAS, che possono essere controller RAID SAS, e collegare i dischi. Gli espansori SAS possono essere utilizzati per configurare SAN con dischi SAS. Successivamente, può essere utilizzato il canale Fibre per trasferire i dati su una rete esterna come SAN.
- Costi. L’installazione di un sistema di archiviazione SAS è conveniente per le aziende, e questo è un vantaggio del SAS.
Lo standard SAS è un approccio che richiede interfacce hardware SAS sia sul lato del server che sul lato del client. Questa tecnologia fornisce velocità fino a 22,5 Gbit/s con SAS 4 (come già menzionato, SAS 5 è in fase di sviluppo), ma presenta diverse limitazioni.
- 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.
- Il server di archiviazione e i dischi devono essere montati nello stesso rack a causa delle limitazioni sulla lunghezza del cavo. Pertanto, questo approccio può funzionare bene per ambienti di piccole e medie dimensioni con elevate esigenze di velocità di trasferimento dati ma non per quelli molto grandi.
Cosa è il Canale Fibre?
- Architettura. Lo standard di architettura Fibre Channel ha 5 livelli e si differenzia dal modello OSI utilizzato per le reti Ethernet:
- FC-0 è il livello fisico e include cavi dati, connettori e passaggio di segnale in quest’ambiente per il controllo dei dati.
- FC-1 è il livello del protocollo di trasmissione che è responsabile dell’encoding e decodifica dei dati, della sincronizzazione dei dati, della manutenzione dei collegamenti e del rilevamento degli errori.
- FC-2 è il livello del protocollo di framing e segnalazione. Definisce la struttura e l’organizzazione dei dati trasferiti ed è responsabile della sequenza dei dati e del controllo del flusso. Segmentazione e riasssemblaggio delle unità di dati del protocollo ricevute e inviate dai dispositivi vengono eseguiti a questo livello.
- FC-3 è il livello dei servizi comuni utilizzato per le caratteristiche FC per fornire servizi come RAID, crittografia, striping dei dati e multicasting, e per altre caratteristiche FC che potrebbero essere sviluppate in futuro.
- FC-4 è il protocollo di livello superiore o il livello di mappatura utilizzato per descrivere i protocolli che possono utilizzare FC come trasporto e la loro sequenza di utilizzo. Consente di mappare questi protocolli ai livelli FC 0–3 e fornisce un punto di comunicazione tra protocolli di livello superiore (come SCSI) e i livelli inferiori di FC.
Il modello e l’hardware FC sono progettati per motori di scarico del protocollo (POE). Ciò comporta un basso overhead di trasmissione e migliora l’efficienza complessiva. La maggior parte dei migliori sistemi SAN utilizza il protocollo Fibre Channel per imballare i comandi SCSI in frame FC e trasferire il traffico dagli host (server) allo storage condiviso.
- Prestazioni. Il più grande vantaggio della Fibre Channel è la velocità e può essere utilizzata per costruire una rete ad alta velocità completamente funzionale. Le reti FC di Gen 7 supportano 64GFC e 256GFC con un throughput rispettivamente di 12.800 MB/s e 51.200 MB/s per direzione. La Fibre Channel da 128G fornisce un throughput fino a 24.850 MB/s. La compatibilità dual-channel è un’altra ragione per cui la Fibre Channel è ampiamente utilizzata per l’interconnessione di storage nelle reti di area di storage (SAN).
- Flessibilità e scalabilità. L’accesso multi-accesso simultaneo ai dati e la connessione su lunghe distanze sono vantaggi del Fibre Channel. È necessaria dell’hardware speciale e delle attrezzature per il FC: adattatori di bus host installati nei server (come gli host ESXi), controller FC sui server di archiviazione (che fanno parte del SAN), switch FC, cavi, ecc. È necessario installare degli switch se il numero di host ESXi è maggiore del numero di porte FC nello storage. Tale configurazione è comune per grandi infrastrutture server. È possibile utilizzare dischi SAS nei sistemi FC SAN.
Il supporto a lunga distanza consente di posizionare differenti dischi dell’array ridondante (in replicazione) in luoghi diversi. I dati dei dischi possono essere replicati su un sito remoto situato a qualche chilometro di distanza dal sito primario. Questo approccio può aiutare a evitare la perdita di dati causata da un disastro locale.
Per quanto riguarda i cavi utilizzati, sono supportati sia cavi in rame che ottici, ma è consigliabile utilizzare cavi ottici per ottenere tutti i vantaggi della tecnologia Fibre Channel. La lunghezza massima del cavo in rame è di 30 metri a seconda della qualità del cavo. Il cavo ottico – da 100 metri fino a 50 chilometri, a seconda della qualità del cavo. I cavi ottici possono essere a fibra singola o multipla. Una fibra a singolo modo fornisce una velocità di trasmissione, larghezza di banda e distanza superiori. Utilizzare un trasceiver SFP (small form factor pluggable) di alta qualità per evitare degradazione delle prestazioni.
Per quanto riguarda la scalabilità, è possibile utilizzare i sistemi di archiviazione Fibre
- Facilità d’uso. Fibre Channel si differenzia dalle reti Ethernet ben note per connettere dispositivi. Imparare il principio della tecnologia e installare hardware specifico richiede sforzi aggiuntivi. Il livello di difficoltà nella configurazione dello storage SAN Fibre Channel è alto. È necessario installare hardware e attrezzature specializzate.
- Costo. Hardware e attrezzature utilizzati per i sistemi di archiviazione Fibre Channel sono costosi. Un’infrastruttura del genere funziona meglio per grandi banche e società, dove la velocità di trasferimento dei dati e la sicurezza sono priorità molto alte.
Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) è una tecnologia che ti consente di utilizzare reti Ethernet fisiche ad alta velocità sottostanti (come reti a 10Gbit) con l’architettura Fibre Channel a livello di sovrapposizione. L’incapsulamento dei frame FC viene utilizzato mappandoli su Ethernet.
FCoE è stata sviluppata per una migliore compatibilità con l’hardware utilizzato per le reti Ethernet, ma tieni presente che il sovraccarico è maggiore rispetto a una rete di archiviazione Fibre Channel nativa. L’idea principale di FCoE è ridurre i costi utilizzando la tecnologia Fibre Channel su reti Ethernet senza acquistare apparecchiature FC speciali. Nota che FCoE può essere considerato un’estensione di FC ma non una sostituzione.
Leggi di più nel nostro post sui topologie di rete e sul modello OSI.
Cosa è iSCSI?
iSCSI (Internet Small Computer Interface) è un protocollo che trasporta comandi SCSI su reti TCP/IP. Il protocollo iSCSI condivide i dati a livello di blocco, a differenza di SMB e NFS, che condividono i dati a livello di file. Questo protocollo ti consente di utilizzare l’attrezzatura di rete Ethernet, inclusi schede di rete, switch e cavi, e dispositivi NAS o server di archiviazione con dischi SAS o SATA installati.
- Prestazioni. Le prestazioni dipendono dalla larghezza di banda della rete sottostante ma non sono così buone come le prestazioni SAS e Fibre Channel. iSCSI supporta il multipath, i frame Jumbo e altre tecnologie per una migliore prestazione nelle reti Ethernet. È possibile utilizzare reti Ethernet ad alta velocità da 10-Gbit, 40-Gbit o addirittura 100-Gbit/s per la connettività dello storage. C’è un overhead, che influisce sulle prestazioni complessive, quando si utilizzano reti TCP/IP per trasportare comandi SCSI con il protocollo iSCSI, rispetto ai sistemi di storage SAS e FC. La latenza, che può verificarsi nell’uso di iSCSI, può ridurre i vantaggi dei dispositivi di storage SSD su un server di storage remoto. Il processo di incapsulamento consuma alcune risorse aggiuntive del processore e ciò richiede tempo.
- Flessibilità. Non c’è limite al numero massimo di target iSCSI collegati utilizzando il protocollo iSCSI. La quantità massima di storage a cui è possibile connettersi utilizzando iSCSI dipende dalla quantità di storage sui dischi installati nel server di storage, NAS o SAN. È tecnicamente possibile utilizzare un server o un NAS (Archiviazione Collegata in Rete) con dischi SAS e persino SATA per configurare i target iSCSI.
- Facilità d’uso. Media: è richiesta una conoscenza dei storage e delle reti IP.
- Costo. Utilizzare il protocollo iSCSI per accedere allo storage di rete consente di risparmiare costi ed è utilizzato principalmente dalle piccole e medie imprese. È tecnicamente possibile utilizzare hardware poco costoso, ma si notino le limitazioni sul livello di affidabilità e prestazioni che possono essere raggiunte con tale hardware.
A differenza di SAS e FC, la tecnologia iSCSI non richiede hardware specifico. Funziona all’interno dell’infrastruttura di rete Ethernet esistente e utilizza adattatori iSCSI emulati tramite software. Questo rende la tecnologia più facile da scalare rispetto alle due precedenti e più accessibile per ambienti piccoli con budget IT limitati, poiché non è necessario alcun equipaggiamento aggiuntivo. D’altra parte, iSCSI richiede un server dedicato con un sistema operativo (OS) specifico e una configurazione software per farlo funzionare.
La tabella sottostante mostra i livelli OSI utilizzati da iSCSI e gli analoghi livelli OSI utilizzati per il funzionamento di Fibre Channel.
| Livelli OSI | iSCSI | Fibre Channel |
| 7 Applicazione | – | – |
| 6 Presentazione | Set di comandi SCSI | Set di comandi SCSI |
| 5 Sessione | iSCSI | FC-4/FC-3 |
| 4 Trasporto | TCP | FC-2 |
| 3 Rete | IP | FC-2 |
| 2 Collegamento dati | MAC Ethernet | FC-1 |
| 1 Fisico | Ethernet (fisico) | FC-0 |
Suggerimento professionale: Se utilizzi reti Ethernet e protocolli FCoE o iSCSI per accedere allo storage di rete, utilizza reti dedicate come reti di storage e non le tue reti di produzione, reti VM, ecc. Ciò ti consente di evitare degradazioni delle prestazioni, migliorare la sicurezza e semplificare la diagnostica dei problemi.
Cosa è vSAN?
vSAN è un software di virtualizzazione dello storage per ambienti VMware e viene fornito come parte dell’ipervisore ESXi di VMware per la creazione di un’infrastruttura virtuale iperconvergente con più host ESXi. VMware ha introdotto per la prima volta il proprio approccio alla creazione di storage VMFS condiviso in vSphere v5.5. Da allora, vSAN è stato significativamente migliorato in vSphere 7.0.3. VMware consente di utilizzare le risorse locali del server e la rete Ethernet Gigabit esistente senza hardware aggiuntivo per il server di storage.
Questa opzione sembra interessante in quanto non richiede hardware specifico e può essere configurata tramite l’interfaccia grafica utente nel Client VMware vSphere. Inoltre, non dipende dalla posizione fisica degli host e dei dischi di storage.
Lo svantaggio è che la creazione di un cluster VMware vSAN richiede una licenza vSphere aggiuntiva, che può essere costosa con un gran numero di host. Le prestazioni di vSAN dipendono dalla velocità della rete e dai dischi installati negli host ESXi.
vSAN è una buona scelta per infrastrutture di qualsiasi dimensione ed è particolarmente utile se non sei in grado di installare un server di archiviazione dedicato. Tuttavia, può diventare una soluzione costosa per data center più grandi. Utilizzare VMware vSAN in VMware vSphere è anche noto come infrastruttura iperconvergente (HCI).
Conclusione
Il vincitore in questo confronto dipende dalle tue esigenze. Puoi selezionare la soluzione di archiviazione in base alle prestazioni, al prezzo, alla affidabilità e alla facilità d’uso.
VMware vSphere supporta la memorizzazione FC, SAS e iSCSI. Inoltre, VMware fornisce vSAN per utilizzare la memorizzazione con collegamento diretto su host ESXi per creare una memorizzazione come SAN per archiviare le VM.
Prima di avviare un progetto di migrazione da fisico a virtuale, è meglio condurre una ricerca di fattibilità per determinare il numero di IOPs per i server virtualizzati. Sulla base dei suoi risultati, deciderai quale approccio di disposizione dello storage funziona meglio per te. Inoltre, non dimenticare di eseguire il backup del tuo ambiente vSphere utilizzando una soluzione di backup affidabile come NAKIVO Backup & Replication.
Source:
https://www.nakivo.com/blog/fc-vs-sas-vs-iscsi-comparison/