por marcusviniciusribeiro

24 fev 2015

Fibre Channel ou Fibre Channel over Ethernet: Qual o melhor protocolo para SANs?

SANNo momento de aquisição ou atualização tecnológica dos ambientes de data center, muitos clientes ficam em dúvida sobre qual protocolo utilizar em seu ambiente SAN (Storage Area Network), a rede de acesso comumente utilizada pelos servidores para acessar os dados no storage. As opções disponíveis para ambientes médios e grandes são o FCP (Fibre Channel Protocol), o protocolo atual da grande maioria dos ambientes SAN, padronizado em 1994; e o FCoE (Fibre Channel over Ethernet), uma solução mais nova, padronizada em 2009. Elas têm em comum alguns aspectos:

  • Os dados (armazenados no storage) são armazenados da mesma forma – em blocos, portanto ambos os protocolos são protocolos de ambiente SAN – Storage Area Network;
  • Ambos utilizam o protocolo SCSI para acesso aos dados;
  • Basicamente o FCoE também usa FCP porém, encapsulado em meio físico e camada de enlace mais baratos (Ethernet) e mais conhecidos.

A tendência, em muitos casos, é escolher o FCP, porque é mais conhecido e porque, muitas vezes, os gestores não levam em conta informações técnicas atualizadas. Porém, é importante conhecer os benefícios do novo protocolo.

A proposta do FCoE é reduzir a complexidade do data center, simplificando o cabeamento e reduzindo a quantidade de equipamentos para suportar o ambiente. Estes benefícios são atingidos porque o uso de FCoE permite unificar os tráfegos de LAN e SAN em uma única interface de rede convergente (CNA – Converged Network Adapter) e um único cabo.

A redução de complexidade é certamente uma característica importante para o data center, já que nele são executadas as aplicações de missão crítica, e a complexidade pode ser um fator limitante tanto para a escalabilidade do ambiente quanto para a recuperação de desastres (disaster recovery).

No que diz respeito à rede SAN, o que o FCoE faz é, basicamente, encapsular o FCP dentro de um frame Ethernet, permitindo usar o mesmo meio físico para tráfegos LAN e SAN (simplificando e reduzindo o custo do cabeamento) e redes Ethernet 10Gbps (e até 40 e 100Gbps).

Um paralelo entre os ambientes

Abaixo, na tabela, fazemos um comparativo entre os dois protocolos, considerando sete aspectos:

Recurso Fibre Channel Fibre Channel over Ethernet
Interfaces de host (servidores e storage) HBA – Host Bus Adapter (normalmente com 2 portas 8Gbps FC) CNA – Converged Network Adapter (normalmente com 2 portas 10Gbps FCoE)
Preço das
interfaces
Mais caro Mais barato
Total de interfaces do servidor (quantidade de cabos do servidor) 4, sendo 2 LAN e 2 SAN 2, sendo 2 convergentes
LAN e SAN
Largura de banda utilizada 8Gbps (16Gbps para a nova versão de FC) 10Gbps (suporte a 40Gbps e 100Gbps)
Switches para conexão Fibre Channel Ethernet 10Gbps, com suporte a FCoE
Quantidade de switches em uma topologia padrão Mínimo 4, sendo 2 FC/SAN (redundância) e 2 LAN (redundância) Mínimo 2, sendo 2 FCoE/LAN e SAN no mesmo equipamento (redundância)
Mídia utilizada Normalmente fibra óptica Óptica ou metálica. Usa a mesma infra do ambiente Ethernet do Data Center.

Desempenho

A análise de desempenho pode levar em conta a largura de banda, que é de 8Gbps (16Gbps lançado recentemente) no FCP e de 10Gbps (com suporte à 40 e 100Gbps) no FCoE. Entretanto, analisar exclusivamente esse fator pode levar o gestor de TI a erros.

O FCP possui conceitos diferentes: é uma rede determinística, que não perde frames e tem mecanismos eficientes de controle de fluxo, que lhe garantem desempenho aliado à confiabilidade. Para conseguir tal confiabilidade no ambiente Ethernet (FCoE), foi necessário agregar novos padrões ao ambiente que é não-determinístico por natureza, como o conjunto de protocolos DCB (Data Center Bridging), que garante uma rede livre de perdas (lossless) e um controle de fluxo funcional, de modo a oferecer as mesmas garantias do ambiente FCP em um ambiente de baixa latência.

Ainda sobre desempenho, é importante considerar a codificação utilizada por cada protocolo. A codificação é a forma pela qual os dados são inseridos no meio físico para garantir confiabilidade da transmissão. O Fibre Channel 8Gbps usa codificação 8b/10b (usa 2 bits de verificação de erros a cada 8 transmitidos) enquanto o Fibre Channel over Ethernet usa 64b/66b (ou seja, usa 2 bits de verificação de erros a cada 64 transmitidos). Por isso, podemos dizer que o FCoE é muito mais otimizado para transmissão de dados, conseguindo um throughput efetivo de 9,7Gbps de dados (dos 10Gbps nominais ou 97% de uso da banda para transmissão de dados), enquanto o FC consegue 6,4Gbps de dados (dos 8Gbps nominais ou 80% de uso da banda para transmissão de dados).

Dificilmente as empresas substituem a tecnologia do ambiente SAN sem o acompanhamento de uma atualização dos equipamentos do parque tecnológico. Mesmo assim, recomenda-se uma boa análise sobre as possibilidade de investir em inovação nessas redes. Como sugestão, considere iniciar a mudança pelo switch do datacenter, adquirindo-o com suporte aos protocolos SAN (FC e FCoE).

Depois deste investimento, a atualização tecnológica dos servidores deverá garantir acesso FCoE através de interfaces convergentes (os Converged Network Adapter, ou CNA), que usa o mesmo meio físico para transportar tráfegos de LAN e SAN.

Por fim, mas não menos importante, ao adquirir um storage, exija que o equipamento tenha interfaces FCoE ou suporte a esse padrão. Desta forma, será possível montar, no futuro, um ambiente totalmente convergente, com um protocolo fim a fim de acesso aos dados.

Vale considerar que esta é uma análise básica para ambientes de médio porte e de baixa complexidade. Para ambientes complexos é necessária uma análise mais detalhada a respeito. Estamos à disposição para conversar mais sobre o assunto.

Foto: thinkvirt.com



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