Speicher im Netz (Teil 2)

Heißt die Zukunft Fibre Channel per Ethernet?

06.05.2010
Von Steffen Jansen
Für moderne und flexible Rechenzentren entpuppt sich Fibre Channel over Ethernet (FCoE) immer mehr als Schlüsseltechnik. Wir zeigen, was für FCoE spricht und welche Hardware Sie dafür benötigen.
FibreChannel over Ethernet entpuppt sich in modernen Rechenzentren immer mehr als Schlüsseltechnik.
FibreChannel over Ethernet entpuppt sich in modernen Rechenzentren immer mehr als Schlüsseltechnik.
Foto: Strato AG

Vereinfacht ausgedrückt, trägt FCoE zu einer homogeneren und damit vorteilhafteren Netzstruktur bei: Physisch und technisch getrennte Storage und Local Area Networks (SANs und LANs) können so über eine gemeinsame Infrastruktur transportiert werden. Die Konsequenzen sind nicht nur niedrige Kosten oder bessere Administration, sondern erstrecken sich bis in den Bereich der RZ-Virtualisierung.

Von den Gremien der IEEE und INCITS-T11 entwickelt, ist FCoE seit Juni 2009 standardisiert (FC-BB-5 [FC-BB_E]). Mit Hilfe des Protokolls soll das in SANs weit verbreitete Fibre Channel (FC) problemlos über eine angepasste Ethernet-Struktur laufen. Ziel ist dabei eine Input-Output-(I/O-)Konsolidierung. Hierzu musste das seit vielen Jahren bewährte Ethernet weiterentwickelt werden, um als Transportmedium für das bezüglich bestimmter Parameter hochanspruchsvolle Fibre Channel genutzt zu werden. Es entstand das Converged Enhanced Ethernet (CEE).

Fibre Channel und seine Anforderungen

Um zu verstehen, warum das bestehende Ethernet weiterentwickelt werden muss, ist es hilfreich, Fibre Channel näher kennen zu lernen. FC wurde in den 1990er Jahren entwickelt, um den parallelen Übertragungsstandard Small Computer System Interface (SCSI) netzfähig zu machen. SCSI stellt als omnipräsente Schnittstelle für Peripheriekomponenten aller Art höchste Ansprüche an die Qualität der Datenübertragung. Gehen hier Daten verloren, werden sie typischerweise nicht erneut nachgesendet, wie das bei TCP-Anwendungen der Fall ist. Sollte es in einem SCSI-Kabel doch zu einem Datenverlust kommen, so wird die gesamte Kommunikation abgebrochen und alles erneut gesendet.

Kein Jitter, kein Delay - FibreChannel stellt hohe Anforderungen an das Netz.
Kein Jitter, kein Delay - FibreChannel stellt hohe Anforderungen an das Netz.

Des Weiteren kommt es in einem SCSI-Kabel kaum vor, dass einzelne Frames sich gegenseitig überholen können, eine Auslieferung in falscher Reihenfolge (Out-of-Order-Delivery) wie im Internet ist kein Thema. Ebenso hatte SCSI nicht mit dem Problem der Verzögerung, dem Delay, zu kämpfen, denn die Kabellängen waren stets eher kurz (beispielsweise drei Meter für Ultra-SCSI, 1992). Auch variable Delays oder Jitter kamen nicht vor.

All diese Eigenschaften, praktisch kein Datenverlust, extrem niedriger Delay, kein Jitter, In-Order-Delivery, stellten seinerzeit - heute übrigens auch noch - hohe Ansprüche an das Netz. Ethernet und TCP/IP waren damals für diese Rolle nicht geeignet, weshalb ein eigenes Speichernetzprotokoll entwickelt wurde. Seit dieser Zeit hat sich FC in den SANs behauptet und bildet das Rückgrat der anspruchsvollsten Speichernetze weltweit.

FC benötigt allerdings eigene Hardware, und die war nie billig! Die Netzkarten heißen nicht Network Interface Cards (NICs), sondern Host Bus Adapter (HBAs). Relativ teure FC-Switche verbinden die HBAs der Server mit den Storage Controller genannten Schnittstellen der Speichermedien, seien es Disk/Raid- Systeme, (Virtual) Tapes oder JBODs (Just a Bunch of Disks). Die dedizierte Hardware, die spezialisierten Anwendungen und die hohen Ansprüche an Sicherheit und Hochverfügbarkeit machen Rechenzentren komplex und teuer - in der Anschaffung und im Unterhalt. Spezialisierte Hersteller mit eigenen Supportstrukturen sowie teure Spezialisten tun ihr Übriges, dass Anwender mehr denn je über Vereinheitlichungen in diesem wichtigen IT-Sektor nachdenken.