iSCSI与FCoE：比较两大崛起技术

本文作者Vince Conroy是FusionStorm的首席技术官；他主管该公司的托管主机和服务业务。

新的基于10Gb以太网很快将给SAN（存储局域网）带来性能上的提升。这种基于10Gb以太网的系统有可能达到我们以前为光纤通道架构所预留的吞吐水平，以太网有可能成为适合高端存储的技术。

一些大型厂商已经加入了这股潮流，即新的“增强型以太网”网络技术和存储技术，这种10Gb以太网芯片集和硬件比同类产品具有更低的成本，而且它们正逐渐进入存储局域网领域。

不过，在你的网络采用这种技术之前，你必须考虑这些产品——包括Brocade、思科等厂商所提供的针对数据中心的以太网扩展器，以及以太网光纤通道（FCoE）——是否能带来足够的ROI（投资回报率）。这些产品的风险是什么？iSCSI（互联网小型计算机系统接口）存储局域网采用TCP/IP协议和标准的以太网，适用于中小型组织的数据传输，那么比起这种存储局域网，增强型以太网有什么优点？

iSCSI受到广大用户的欢迎，其原因显而易见。iSCSI运行在标准以太网网络上，因此IT人员无需光纤通道经验就可以将iSCSI服务器连接到基于块的存储设备上。如果你具备以太网和TCP/IP的技能，那么你就可以构建一个iSCSI存储局域网，并且可以低成本地将服务器连接到共享的存储资源。

iSCSI已经得到广泛而迅速地部署，它的应用领域包括文件服务器、Microsoft Exchange和Microsoft SQL Server数据库、VMware ESX服务器等。许多主要厂商也提供一系列iSCSI目标端系统，这些厂商包括Dell EqualLogic、EMC、日立数据系统、IBM和NetApp。

不过，有两个原因使得iSCSI目前还不能在传统的企业级存储局域网和高性能应用程序上和光纤通道竞争。首先，大部分iSCSI存储局域网都是运行在目前较低速的Gb级以太网网络上，而光纤通道网络的速度达到4Gb或8Gb。iSCSI使用TCP/IP传输协议，因此带来了一些协议处理开销，而且还导致端到端延迟性和吞吐量不如光纤通道。其次，光纤通道存储局域网的部署/管理工具和策略拥有更加成熟的厂商集群。iSCSI存储局域网在这个方面落后于光纤通道，而且这个方面是存储管理员所考虑的关键因素之一。

10Gb以太网的广泛采用将推动iSCSI在企业级存储上的采用。不过即使以太网的传输速度再快，其协议开销和管理问题仍然存在。

FCoE简介

以太网光纤通道（FCoE），目前正在发展中并等待T11标准委员会的批准。包括Brocade、思科、EMC、Emulex、IBM、英特尔、NetApp、QLogic和Sun微系统在内的许多厂商都支持该协议。FCoE采用增强型以太网作为物理网络传输架构，能够提供标准的光纤通道有效内容载荷，避免了TCP/IP协议开销，而且FCoE能够像标准的光纤通道那样为上层软件层（包括操作系统、应用程序和管理工具）服务。FCoE可以提供多种光纤通道服务，比如发现、全局名称命名、分区等，而且这些服务都可以像标准的光纤通道那样运作。不过，由于FCoE不使用TCP/IP协议，因此FCoE数据传输不能使用IP网络。FCoE是专门为低延迟性、高性能、二层数据中心网络所设计的网络协议。

和标准的光纤通道一样，FCoE协议也要求底层的物理传输是无损失的。因此，厂商已经开发了针对以太网标准的扩展器，尤其是针对无损10Gb以太网的速度和数据中心架构。这些扩展器可以进行所有类型的传输。这些针对以太网标准的扩展器被Brocade等厂商称为“融合型增强以太网（CEE）”，被思科称为“数据中心以太网（DCE）”。思科DCE扩展器的涵盖范围要大于CEE扩展器。这些厂商在最终标准上还没有达成共识。为了简化称呼，我们在这里统称为“增强型以太网”。

增强型以太网包含一系列功能，使它可以成为数据中心的统一的I/O架构，它在传输存储有效内容载荷的同时避免TCP/IP协议开销和数据包损失。

FCoE需要增强型以太网，而增强型以太网反过来要求支持10Gb以太网的芯片集和硬件，包括网络适配器和交换机。思科的Nexus 5000架顶式交换机能够支持DCE，分为20端口和40端口两个型号。Nexus 7000拥有更大的底盘和刀片，主要是作为数据中心的聚合交换机，不过带DCE扩展器的10Gb线卡预计将于今年上市。Emulex、英特尔和QLogic已经在发售支持DCE的10Gb以太网网卡，这种网卡可以同思科的Nexus 5000统一架构协同工作。Brocade有可能于今年开始发售兼容FCoE的产品。

不过，不幸的是，增强型以太网需要新的芯片集，因此现在市场上的“标准”的10Gb以太网网卡和交换机无法和扩展的10Gb以太网相兼容；市场需要新的硬件。

统一架构的益处

增强型以太网能够支持多种传输类型，包括FCoE和TCP/IP，因此许多厂商认为它将是下一代数据中心的统一架构，增强型以太网将能够将服务器和存储、IP网络以及其他服务器连接在一起，从而为集群式应用程序服务。

数据中心架构师和厂商一直希望能够拥有完美的“统一”数据中心架构，在这种架构中，一个单一的高性能架构就可以满足IP、存储和服务器间有效载荷的需求。这就是FCoE和增强型以太网的前景。一个统一的数据中心架构能够带来一些商业上的和技术上的好处，包括：

更少的硬件和更简单的管理：每个服务器只需要一对网卡（一对网卡是为了安全冗余），而不是两个网卡和两个光纤通道主机总线适配器。只需要一套交换机而不是两套交换机，而且只需要管理一个数据中心。

更高的灵活性和可靠性：统一的架构是实现下一代虚拟化数据中心架构的关键因素，在这种架构中，服务器、存储和其他资源都可以动态分配，以适应变化中的工作负荷和新的应用程序，而且无需进行频繁的物理设备变动。对于数据中心虚拟化和自动化来说，这中架构是非常好的。

更低的电能消耗：更少的网卡、网线和交换机意味着更低的电能消耗。将部件总数减少一半能够带来可观的能耗降低。

iSCSI的支持者们指出了建立在标准以太网和iSCSI上的存储局域网也代表了一种“统一”或“融合”的数据中心架构，虽然这种采用TCP/IP协议的架构带有自身的优点和缺点。

根据以太网存储网络的目前情况和未来趋势，有几个迹象是非常明显的，虽然其他的趋势则还需要进一步的等待和观察。

部署到服务器的10Gb以太网是比较容易的，尤其是将刀片底盘和虚拟服务器连接到网络上。由于这种以太网的成本相对低，部署相对容易，因此iSCSI在入门级和中级存储网络中扮演了重要角色。未来低成本10Gb以太网硬件的面世有可能将进一步推动用户对10Gb以太网的采用。

FCoE最大的机遇在于高端存储系统，特别是企业级系统，目前在这个领域中iSCSI并不占优势。FCoE能够提供与光纤通道持平甚至更好的性能，还可以同现有的光纤通道存储局域网工具相兼容，而且存储局域网管理员也可以利用现有的网络知识技能来管理FCoE。

许多厂商都对数据中心高性能统一架构感兴趣，这种架构既能够保留光纤通道有效内容载荷和服务，而且其成本还更低，此外，单一架构还能带来其他好处。低成本10Gb以太网网卡和交换机将推动10Gb以太网的普及。不过，厂商还需证明FCoE和增强型以太网可以提供提供企业级的统一架构。