iSCSI、FCoE 和 FC 的性能比较

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。这次将着手解决 iSCSI 与 FC 和 FCoE 比较的性能方面的误解。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。

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。

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。

图 3  iSCSI 卸载功能、FCoE 和 FC 的 CPU 利用率 (%)

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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