Hầu hết các lợi ích của ảo hóa chỉ thực sự được hiện thực hóa nếu có một số dạng lưu trữ chia sẻ trong môi trường. Mặc dù NAS phù hợp với môi trường gia đình nhưng việc thiết lập môi trường SAN sẽ mạnh mẽ hơn và dễ dàng hơn.
Khi chọn Mạng vùng lưu trữ, có hai công nghệ khả thi: Kênh sợi quang và iSCSI. Kênh sợi quang chủ yếu được tìm thấy ở 8 Dạng Gbps, trong khi đối với iSCSI (Ethernet) 10 Gbps được coi là thông lượng tiêu chuẩn.
Do đó, từ quan điểm thuần túy kỹ thuật, hai kỹ thuật này khá gần nhau. Nhưng điều đó có ý nghĩa gì trong thực tế? Phòng thí nghiệm định cỡ máy chủ tiến hành nghiên cứu có mục tiêu về các kỹ thuật máy chủ khác nhau và câu hỏi thường gặp hiện nay là: Kênh sợi quang hay iSCSI cái nào tốt hơn?
[related_article id=”152275″]
iSCSI
Dữ liệu đến từ các đĩa (hoặc mảng RAID) được hình thành theo giao thức SCSI nổi tiếng (SAS là viết tắt của Serial Attached SCSI). Bằng cách đóng gói các khối SCSI này trong các gói TCP/IP, chúng ta thu được iSCSI. Việc đóng gói và giải nén dữ liệu này ở cả hai đầu của đường dây có thể gây ra một số chi phí, chi phí không có trong Fibre Channel.
Mặt khác, kiến thức và/hoặc phần cứng hiện có dành cho iSCSI hiện có ở hầu hết các doanh nghiệp vừa và nhỏ: mạng Ethernet. Do đó, chi phí cho iSCSI SAN tương đối hạn chế khi mua máy thực tế và các đĩa của nó.
Kênh sợi quang
Trong quá trình cài đặt Kênh Sợi quang hiện đại, cái gọi là đĩa FC có thể đã được sử dụng (đặc biệt là trong các cài đặt của HP), nhưng mạng Kênh Sợi quang cũng được một số nhà cung cấp khuyến nghị cho các đĩa SAS/SATA. Do ít dịch chuyển hơn nên tốc độ có thể cao hơn và đặc biệt là thời gian phản ứng (độ trễ) thấp hơn nhiều. Cũng có ý kiến cho rằng Kênh sợi quang là ‘tín hiệu ánh sáng’ và Ethernet là ‘tín hiệu điện’ ‘chỉ’ và do đó chậm hơn.
Phần cứng
Đối với Fibre Channel phải xây dựng toàn bộ mạng lưới; mỗi máy chủ phải có (ít nhất một) bộ điều hợp FC PCI-Express (còn được gọi là HBA, Host-Bus-Adapter). Việc mua các bộ chuyển mạch Kênh sợi quang đặc biệt và cáp quang là cần thiết. Nhưng chúng tôi vẫn chưa ở đó. Các bộ chuyển mạch Kênh sợi quang và HBA thường không có giao diện Kênh sợi quang nhưng có cổng SFP(+) (Bộ thu phát có thể cắm hệ số dạng nhỏ). Nhiều loại bộ điều hợp SFP khác nhau như SFP LX, phù hợp với cáp quang lên đến 10 km, phù hợp với nó.
Bộ thu phát có thể cắm có hệ số dạng nhỏ như vậy là một giao dịch mua riêng cho mỗi cổng phải được thực hiện trên cả bộ chuyển mạch và phía HBA.
Khi nói đến phần cứng cho iSCSI, yêu cầu tối thiểu thấp hơn nhiều, đặc biệt nếu chúng ta đang ở mức 1 Gb Ethernet vẫn còn. Công tắc tiêu chuẩn, cáp HBA (NIC) và CAT5 là đủ.
Trong thế giới của 10 Gbase Ethernet, câu chuyện phức tạp hơn một chút. Các HBA và bộ chuyển mạch Ethernet 10 Gbps này thường cũng có cổng SFP(+), trong số những thứ khác, phù hợp chính xác với các bộ điều hợp SFP LX giống như Kênh sợi quang. Việc đi cáp hiện nay chủ yếu được thực hiện bằng các loại cáp FC tương tự. Sự khác biệt giữa 8 Do đó, phần cứng Ethernet Gbps FC và 10 Gbps chủ yếu có trong HBA và các bộ chuyển mạch.
Tuy nhiên, mạng Ethernet 10 Gbase đầy đủ trên đồng (1000BASE-T) là hoàn toàn có thể: Bộ điều hợp SFP với giao diện đồng RJ-45 đã tồn tại và các bộ chuyển mạch 10 Gbps đầy đủ với giao diện RJ-45 tiêu chuẩn đang được phát triển. phát hành. HBA với giao diện RJ-45 cũng có sẵn.
Trị giá
Tất nhiên chi phí là tương đối; xét cho cùng, như với mọi thứ, bạn càng trả nhiều tiền thì bạn sẽ càng nhận được hiệu suất, độ ổn định và tuổi thọ cao hơn.
Nếu bạn muốn triển khai iSCSI đúng cách, một mạng con riêng biệt là tốt, một Vlan riêng biệt thậm chí còn tốt hơn và một mạng hoàn toàn riêng biệt (các bộ chuyển mạch riêng biệt, v.v.) là tốt nhất. Nếu mua bộ chuyển mạch mới, bạn có thể cân nhắc mua Ethernet 10 Gbps. Đối với môi trường SAN, điều này hiện đang dần trở thành cơ sở và giá đã giảm xuống mức chấp nhận được.
Giá cả rõ ràng phụ thuộc vào người bán, nhưng hiện tại nó đã được thiết lập đầy đủ 8 Kênh sợi quang Gbps có cùng mức chi phí như thiết lập Ethernet (LC) 10 Gbps đầy đủ.
Kiến thức
Với Fibre Channel, việc thiết lập mạng SAN tương đối đơn giản: Bộ điều hợp FC đăng ký với hệ điều hành dưới dạng bộ điều hợp lưu trữ, do đó không cần phần mềm bổ sung ngoài trình điều khiển. Vì vậy, không có nhiều thứ có thể và không cần phải thiết lập.
Mỗi cổng FC có một WWN (World Wide Name), một chuỗi ký tự dài duy nhất cho mỗi cổng. Dựa vào đó, nó đăng nhập vào máy chủ lưu trữ SAN. Nếu máy chủ lưu trữ được thiết lập, Fibre Channel sẽ hoạt động. Không cần cài đặt bổ sung.
Đối với iSCSI, có nhiều tham số và thành phần cần xem xét hơn: thay vì WWN, iSCSI nói về IQN (Tên đủ điều kiện iSCSI) để xác định từng bên của kết nối. Các mục tiêu iSCSI được tạo tại máy chủ mà người khởi tạo iSCSI có thể đăng nhập. Điều này yêu cầu phần mềm bổ sung đạt tiêu chuẩn với hầu hết các hệ điều hành (ví dụ: Microsoft iSCSI Initiator).
Ngoài ra còn có rất nhiều điều chỉnh ethernet. Điều thú vị nhất về SAN là tăng kích thước của các gói TCP/IP 1.500 byte chẳng hạn 90,000 byte (còn được gọi là kích thước MTU hoặc Khung Jumbo). Điều này cho phép bạn gửi nhiều dữ liệu hơn với ít gói hơn, giảm chi phí đóng gói.
MultiPath I/O (MPIO) cũng là một thuật ngữ thường được nghe thấy trong iSCSI. Đây là một kỹ thuật để tạo nhiều đường dẫn/kết nối đến cùng một mục tiêu, có thể trải rộng trên nhiều liên kết (ví dụ: 2 X 1 kết nối Gbps). Sau đó, có lựa chọn sử dụng cả hai đường dẫn (Round Robin hoặc Active/Active) hoặc giữ một đường dẫn dự phòng (Dự phòng hoặc Chủ động/Bị động).
Hơn nữa, có những thứ như TOE (TCP/IP Offload Engine), RSS (Receive Side Scaling) và Interrupt Moderation có thể giúp tăng hiệu suất của HBA chủ yếu là 10 Gbps. Còn có một số kỹ thuật nữa nhưng việc thảo luận tất cả chúng không nằm trong phạm vi của bài viết này.
Tiếp cận
Chúng tôi chỉ nhìn xa hơn 8 Kênh sợi quang Gbps và Ethernet 10 Gbps. Có tính đến các điều chỉnh đã nói ở trên, iSCSI & Fibre Channel về mặt lý thuyết rất đồng đều khi nói đến thông lượng. Trong thực tế, với hồ sơ ứng dụng phù hợp, iSCSI thực sự có thể đáp ứng được 90,25 Gbps và do đó nhanh hơn một chút so với Kênh sợi quang.
Chúng tôi đã thực hiện một số điểm chuẩn để ước tính khách quan sự khác biệt thực tế về thời gian phản hồi giữa FC và iSCSI. Vì vậy, chúng tôi đã lấy hồ sơ của ứng dụng nhạy cảm nhất với độ trễ, cụ thể là cơ sở dữ liệu và chạy thử nghiệm trong thời gian dài trên các cấu hình phần cứng khác nhau.
Chúng tôi tập trung vào các thông số sau:
Độ trễ tính bằng mili giây
Tiêu thụ điện năng của HBA
Tải CPU máy chủ với HBA
Ổ SSD SAS hoặc (SATA) (không cố gắng so sánh SAS với SSD, chúng tôi muốn xem xét cả hai sự kết hợp với iSCSI và FC)
Phần cứng
Chúng tôi đã có quyền truy cập vào phần cứng mới và gần đây, cả về Ethernet và Kênh sợi quang 10 Gbps:
- 2 X 8 Thẻ FC SFP kép Emulex LPe12002-M8 Gbps (PCI-E 4X)
- 2 x Thẻ Ethernet SFP Intel X520-SR2 kép 10 Gbps, chip 85299 (PCI-E 8X)
- 2 x Thẻ Ethernet Intel X520-T RJ-45 kép 10 Gbps, chip 85299 (PCI-E 8X)
- 2 x máy chủ giống hệt nhau với mỗi máy chủ 2 xAMD Opteron 2435 2.6GHz, RAM DDR2 32GB và bộ điều khiển Adaptec 5805 SAS với kích thước sọc 64K, ReadAhead & Writeback
- 4 x Seagate Cheetah SAS ST3146855SS 300GB 15K5RPM trong RAID5
- 4 x SSD Intel X25-E SLC SSDSA2SH032G1GN 32GB trong RAID10
Tất cả các thử nghiệm đều được thực hiện với cùng một máy chủ, cài đặt giống nhau và phần mềm giống nhau:
Trên cả hai máy chủ Windows 2008 R2 SP1, với tất cả các bản cập nhật, trình điều khiển và chương trình cơ sở mới nhất
Là phần mềm SAN, chúng tôi đã chọn Datacore SANSymphony v8.1 cho cả kiểm tra FC và iSCSI với đĩa chuyển qua, nhưng nếu không thì cài đặt mặc định
Điểm chuẩn được chạy trên một đĩa chưa được phân vùng với IOMeter 2006.07.27 (cấu hình từ xa). Kịch bản là kích thước khối 4K, IO ngẫu nhiên 100%, đọc 33% và ghi 67%. Điều này nhằm mô phỏng một cơ sở dữ liệu giao dịch nặng. Mỗi lần chạy mười lần, mỗi lần hai phút và tính giá trị trung bình.
độ trễ
DAS là viết tắt của Lưu trữ đính kèm trực tiếp và là hướng dẫn về tốc độ tối đa theo lý thuyết nếu không có chi phí giao thức.
Chỉ khi độ trễ giảm xuống dưới mili giây, như trường hợp của mảng SSD, Kênh sợi quang đó mới có thể tự phân biệt là kênh tốt hơn. Về mặt tỷ lệ phần trăm, sự khác biệt thậm chí còn khá lớn: FC có 46% chi phí hoạt động và iSCSI thậm chí còn có độ trễ tăng thêm từ 141% đến 151%, cả hai đều so với DAS.
mức sử dụng CPU
Các con số sau đây là tổng mức sử dụng trên 12 lõi của mỗi lõi 2,6 GHz.
Tải CPU tương đối cao có thể nhận thấy ngay lập tức ở đây khi sử dụng NIC X520-T 10 Gbps.
sử dụng điện năng
Chúng tôi đã đo tổng mức tiêu thụ điện năng của máy chủ có và không có HBA. Các biểu đồ bên dưới chỉ hiển thị mức tiêu thụ điện năng tăng thêm khi sử dụng thẻ. Những việc như tải CPU bổ sung và sử dụng bộ nhớ cũng yêu cầu nguồn điện bổ sung từ máy chủ. Do đó, những con số dưới đây không chỉ là mức tiêu thụ thẻ. Tuy nhiên, họ vẫn đưa ra một bức tranh đẹp.
Điều đáng chú ý là mức tiêu thụ điện năng trên card Fibre Channel thay đổi rất ít trong trường hợp làm việc ít, làm nhiều hoặc không làm việc (tải nhàn rỗi). Điều này có thể giải thích bằng giao thức Fibre Channel, không giống như card mạng, card FC không có đèn liên kết & dữ liệu. Do đó FC không phân biệt giữa thực tế là có cáp trong đó và thực tế là dữ liệu thực sự đi qua cáp đó. Dù sao thì cũng có lưu lượng truy cập ngay khi cáp quang nằm trong thẻ FC ở cả hai đầu.
Chúng tôi cũng thấy rõ mức tiêu thụ điện năng ít hơn rất nhiều với card LX Ethernet. Mức tiêu thụ điện năng chung của thẻ đồng 10 Gb (X520-T) ngay lập tức cao hơn rất nhiều, bộ điều khiển chuyển đổi bổ sung và đặc biệt là quạt ở bên cạnh thẻ có thể giải thích điều này.
Phần kết luận
Với những loại đĩa được sử dụng phổ biến nhất (SAS hay SATA), Fibre Channel vẫn tạo được rất ít ấn tượng so với iSCSI. Khi bộ điều hợp Ethernet được cấu hình chính xác, cả hai đều nằm trong cùng một đĩa hiệu suất và Ethernet cũng có lợi thế hơn về mức tiêu thụ điện năng trong một số trường hợp.
Tuy nhiên, ngay khi yêu cầu về cơ sở hạ tầng tăng lên, như trường hợp ổ SSD được triển khai và đặt câu hỏi trên quy mô lớn, giao thức Fibre Channel vẫn bắt đầu chứng tỏ giá trị của nó: độ trễ có thể giảm tới 40%, điều này rất thú vị đối với cơ sở dữ liệu chẳng hạn.
Lưu ý chung ngay khi Fibre Channel hoặc iSCSI (10 Gb) được triển khai. Hãy theo dõi chặt chẽ tải của CPU, vì một nút cổ chai mới có thể được tạo ra trên các CPU có tải nhiều. Trình điều khiển không phải lúc nào cũng đa luồng trong thời điểm hiện tại và với xu hướng hiện nay có nhiều lõi hơn (ở tốc độ xung nhịp thấp hơn) thì điều đó có thể bằng cách đó sự chậm trễ nhanh chóng xảy ra.
