Протоколы для хранения данных за последние года пережили значительную эволюцию. До появления iSCSI основным решением для организации SAN был Fibre Channel (FC). Этот протокол был и остается высокопроизводительным стандартом для корпоративных систем, но его крайне медленная эволюция, ограничения и высокая стоимость стали тормозить инфраструктурное развитие компаний. Альтернатива FC — iSCSI.
От монополии к многообразию
В середине 2000-х Fibre Channel доминировал в сфере корпоративного хранения данных. Высокая скорость, надежность и специализированное оборудование делали FC предпочтительным выбором для критически важных систем. Fibre Channel с самого начала был ориентирован на создание стабильных и высокоскоростных сетей хранения. Это решение идеально подходило для крупных предприятий, которым требовалась надежность, высокая пропускная способность и минимальная задержка. Но вот в чем загвоздка: для работы с FC необходимо было развертывать специализированные и дорогие компоненты, такие как FC-коммутаторы. Кроме того, необходимо учитывать затраты на обучение персонала по администрированию систем. Все это превращало FC в «премиальное» решение, доступное лишь ограниченному кругу пользователей.
В настоящее время ситуация существенно изменилась. Технологии на базе Ethernet не только достигли паритета с FC по функциональности, но и превосходят его по многим параметрам.
iSCSI vs FC
При своем появлении iSCSI воспринимался как компромиссное решение для организаций с ограниченным бюджетом, не имеющих возможности внедрить полноценную SAN-инфраструктуру.
iSCSI — это транспортный протокол, работающий поверх TCP/IP, который обеспечивает блочный доступ к устройствам хранения данных. Протокол использует стандартные Ethernet-сети, что исключает необходимость в дорогостоящем специализированном оборудовании. Благодаря своей гибкости и способности работать через стандартные IP-сети, iSCSI стал отличным выбором для малых и средних предприятий. Это позволило существенно расширить круг пользователей, которые раньше просто не могли себе позволить FC.
За последние 15 лет протокол претерпел значительные усовершенствования. Современный iSCSI представляет собой зрелую технологию, устраняющую многие ограничения FC:
- Простота внедрения. iSCSI функционирует поверх стандартного Ethernet. iSCSI интегрируется в уже существующую инфраструктуру, где есть IP-сети. Это не просто упрощает развертывание, но и значительно снижает затраты на поддержку.
- Экономическая эффективность. Возможность использования тех же сетевых адаптеров, коммутаторов и кабелей, что и для обычного сетевого трафика. Экономия может составлять 50-70% по сравнению с FC.
- Масштабируемость. Ethernet предлагает более гибкие схемы масштабирования и обеспечивает скорости до 100 Гбит/с в массовом сегменте, с перспективой внедрения 400-гигабитных систем. Конечно, Fibre Channel в некоторых случаях дает лучшую производительность при очень высоких нагрузках, но для большинства сред iSCSI предоставляет вполне достаточную скорость с гораздо меньшими затратами.
- Независимость от вендоров. Конкуренция среди производителей Ethernet-решений способствует снижению стоимости оборудования и стимулирует технологическое развитие. iSCSI не привязан к конкретному оборудованию или типу сети, как это часто бывает с FC. Это означает, что его можно использовать не только для подключения серверов и хранилищ в одном центре обработки данных, но и в распределенных системах — например, для подключения удаленных офисов или облачных сервисов.
Преимущества FC в прошлом?
Распространено мнение о превосходстве FC по скорости и надежности. Рассмотрим основные различия характеристик протоколов:
Латентность. FC обеспечивает стабильную низкую латентность (3-5 мкс) благодаря специализированным протоколам управления потоками. Однако современный iSCSI с корректно настроенным QoS и выделенными VLAN для трафика СХД способен демонстрировать сравнимые показатели задержки (4-6 мкс).
Пропускная способность. FC достиг 32 Гбит/с в промышленном сегменте, а внедрение следующих поколений (64 Гбит/с) остается ограниченным. Параллельно Ethernet уже предлагает 100 Гбит/с в массовом сегменте, с перспективой широкого внедрения 400 Гбит/с.
Надежность. Современный iSCSI предоставляет аналогичные FC механизмы обеспечения надежности:
- Мультипасинг для отказоустойчивости (реализуемый программно, без необходимости в дорогостоящих HBA);
- Механизмы QoS для приоритезации критичного трафика.
С учетом текущего уровня развития сетевых технологий iSCSI может обеспечивать сравнимые с FC показатели производительности и надежности. При этом его использование позволяет упростить инфраструктуру и снизить затраты на ее развертывание и обслуживание.
Смещение функциональности с аппаратного на программный уровень
Важная тенденция последних лет — перенос функциональности с аппаратного уровня на программный. Возможности, ранее требовавшие специализированного оборудования, в настоящее время реализуются на уровне программного обеспечения.
Показательный пример — механизмы мультипасинга. В 2005 году данная функциональность требовала специальных HBA-адаптеров и FC-коммутаторов. В современных операционных системах мультипасинг реализован программно, что упрощает и удешевляет инфраструктуру.
Этот переход от аппаратных решений к программным открыл новые варианты в развитии ИТ-инфраструктур. Сегодня мы наблюдаем, как подобные принципы воплощаются в более сложных и комплексных решениях, таких как гиперконвергентные системы. Эти платформы объединяют вычислительные ресурсы, хранение данных и сетевые функции в единую программно-определяемую среду, что позволяет создавать гибкие и масштабируемые инфраструктуры.
В современных гиперконвергентных решениях, таких как vStack HCP, программное обеспечение трансформирует стандартные серверы x86 в полноценную систему хранения данных с поддержкой iSCSI и NVMe over TCP.
Одной из ключевых особенностей vStack HCP является возможность использования программно-определяемого слоя хранения внешними потребителями.
Заключение
FC остается надежным решением для определенных задач, но развитие iSCSI и других протоколов расширяет возможности построения эффективной и экономичной инфраструктуры хранения данных. Современные протоколы на базе IP обеспечивают сопоставимую производительность, предлагая при этом большую гибкость, масштабируемость и экономическую эффективность.
Выбор технологии должен основываться на конкретных требованиях проекта, но в большинстве случаев iSCSI или NVMe over TCP представляют оптимальное соотношение цены и производительности для современных инфраструктур хранения данных.