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解析:iSCSI、FCoE和FC的性能比较

  【IT168 评论】比较互联网 SCSI (iSCSI)、以太网光纤通道 (FCoE, Fibre Channel over Ethernet) 和光纤通道 (FC, Fibre Channel) 的讨论、博客和文章数不胜数。其中多数的共同观点都认为,FCoE 和 FC 更适合作为核心数据中心存储区域网 (SAN),而 iSCSI 适用于第2级存储器或远程或分支机构 (ROBO) 中以及中小企业 (SMB) 环境中的 SAN 部署。这是因为 iSCSI 具有“低性能”、“繁杂”和“不可预测”的特征。本文中,笔者将着手解决 iSCSI 与 FC 和 FCoE 比较的性能方面的误解。我还将比较各种 SAN 协议的有效效率,因为效率是性能的重要方面。

  iSCSI 和 FCoE 在传输层共享同一个 10 千兆以太网 (10GbE)。然而,TCP/IP 的成本被认为使 iSCSI 无法与 FCoE 和 FC(两者对于数据包大小比率都有更出色的有效负载)媲美,从而导致较低的性能和效率。图1显示 iSCSI(1.5K MTU 和 9K MTU)、FC 和 FCoE (2.5K MTU) 的协议效率计算。可以看出,巨型帧启用时,iSCSI 具有最出色的协议效率。

解析:iSCSI、FCoE和FC的性能比较
▲图1 协议效率比较

  性能方面,在每个 iSCSI 端口的最大可用吞吐量为 1 Gbps 的情况下,iSCSI 确实表现出低性能(而 FC 在每个端口可实现 2 Gbps、4 Gbps 和 8 Gbps),但在 10GbE 可用时,iSCSI 的性能无法与 FCoE 或 FC 匹敌的普遍观点将不再正确。

  Dell 的 CTO(首席技术官)办公室开展了一系列性能测试,对 10GbE iSCSI、FCoE 和 4 Gb FC 进行了比较。为了确保负载处于相似水平,应用程序的数据吞吐量限制为 4 Gb。各种协议所使用的主机总线适配器 (HBA) 如下:10GbE 网络接口卡 (NIC),包括用于 iSCSI 流量的 iSCSI 卸载功能;10GbE 聚合网络适配器 (CNA),用于 FCoE 流量;4 Gbps FC HBA,用于光纤通道流量。

  测试的目标是获取特定 SAN 协议所达到的吞吐量和 CPU 利用率。

  图1的协议效率比较可能是理论性的;图2显示了 I/O 负载研究的结果,该研究对 10GbE iSCSI、FCoE 和 4 Gb FC HBA 的吞吐量进行比较。为了使结果简单明了,这些结果显示了应用程序产生 4 Gb 吞吐量时所达到的吞吐量。显而易见,iSCSI 的性能优于 FCoE 和 FC,不论 I/O 区块大小是读取或写入操作。

解析:iSCSI、FCoE和FC的性能比较
▲图2 吞吐量性能比较 (MB/s)

  除了获取吞吐量,我们还关注主机 CPU 利用率,以更好地评估具体 SAN 协议的性能和效率。所有的主机适配器都包括基于硬件的卸载功能,以处理具体协议的流量,从而尽量减少对 CPU 资源的使用。图3显示了各种负载的有效 CPU 利用率。从此图可以看出,所有的主机适配器均有相似的 CPU 利用率指标,再次强调了 iSCSI 与 FCoE 和 FC 的效率相同。

  最后,图4显示了吞吐量效率,定义为各种存储协议的 MBps/%CPU。该图显示 10GbE iSCSI 在所有负载类型中具有最出色的吞吐量效率,明显优于 FCoE 和 FC。

  根据测试结果,我们能毫无疑问地总结认为,iSCSI 作为 SAN 协议与 FC 或 FCoE 相比并非“低性能”或“低效率”。恰恰相反,iSCSI 的性能超过了 FC 和 FCoE。计划为其数据中心购买存储器的客户可将 iSCSI SAN 看作可行的选择,了解到 iSCSI 的性能与 FCoE 和 FC 相比或更佳。此外,考虑将其数据中心网络统一到以太网的客户现在可以从 iSCSI 入手。虽然 FCoE 也能通过以太网提供存储流量,但它仍处于开发阶段,并且不适合黄金时间。

解析:iSCSI、FCoE和FC的性能比较
▲图3 iSCSI 卸载功能、FCoE 和 FC 的 CPU 利用率 (%)

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▲图4 iSCSI 卸载功能、FCoE 和 FC 的整体协议吞吐量效率 (MBps/%CPU)

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