Fibre Channel est une technologie de transfert de données haut débit conçue pour connecter des ordinateurs à des dispositifs de stockage. Elle transporte les données en blocs — des données divisées en blocs de taille égale afin d’optimiser les vitesses de stockage et de récupération — entre les serveurs et les baies de stockage partagées qui constituent le socle des réseaux de stockage (SAN).
Comme de nombreuses applications d’entreprise doivent recevoir rapidement les données, la vitesse à laquelle celles-ci peuvent être écrites sur le stockage et lues depuis celui-ci est devenue de plus en plus importante. Fibre Channel, ou FC, compte parmi les avancées les plus importantes au sein des nombreux protocoles et technologies développés pour fournir un stockage hautes performances dans les environnements d’entreprise.
Comment fonctionne Fibre Channel ?
FC repose sur le protocole Fibre Channel (FCP), qui garantit un flux de données continu entre les serveurs et les réseaux de stockage. Comme il s’agit d’une technologie de transport de données haut débit, il fonctionne généralement sur des câbles à fibre optique au sein des centres de données et entre eux. Il peut également fonctionner sur un câblage en cuivre plus lent.
FC a été conçu pour permettre un accès plus large et plus rapide au stockage partagé au sein de l’entreprise et offre une bande passante supérieure à celle des autres protocoles de données. Au fil des ans, il est passé de 2 gigabits par seconde (Gbit/s) à 128 Gbit/s. Ces progrès constants ont joué un rôle essentiel en permettant au stockage de suivre les gains considérables réalisés en matière de vitesse de traitement et de mémoire, nécessaires pour répondre aux besoins des entreprises modernes.
Un réseau FC est également appelé fabric de stockage et se compose de plusieurs éléments :
- Adaptateurs de bus hôte (HBA), ou adaptateurs de stockage dédiés aux serveurs
- Commutateurs FC qui peuvent fonctionner aux vitesses requises
- Systèmes de stockage composés de disques et de contrôleurs de stockage qui déterminent où vont les données
Le FCP sert à mettre en œuvre le protocole small computer systems interface (SCSI) sur la fabric Fibre Channel, composée de cinq couches distinctes qui fournissent toutes les fonctionnalités intégrées aux réseaux FC et au stockage en mode bloc :
- Supports physiques reliant les ports FC
- Protocole de transmission FCP
- Mécanisme de transport
- Services communs pour les fonctionnalités avancées
- Interfaces applicatives et règles de mappage exécutées sur FC
Fibre Channel et SCSI
SCSI est une interface standard utilisée pour la connectivité entre ordinateurs et systèmes de stockage, mais elle présente des limites liées aux performances du stockage sur les réseaux locaux (LAN) et ne permet pas efficacement de prendre en charge plusieurs connexions entre hôtes et dispositifs de stockage. SCSI convient surtout aux connexions point à point ou au stockage directement attaché (DAS).
Comme son débit ne dépasse pas 640 Mo/s, SCSI peut faire office de goulot d’étranglement lorsque d’importants volumes de données sont concernés. Le nombre de dispositifs par canal est également limité, ce qui le rend problématique pour le stockage de classe entreprise.
L’une des principales fonctions du protocole Fibre Channel consiste à transporter SCSI et à éliminer bon nombre de ses limitations entre serveurs et systèmes de stockage. Le FCP étend considérablement les distances de connectivité et ouvre la voie à des fonctions telles que la sauvegarde à distance, l’archivage, la mise en miroir des données et d’autres fonctionnalités de stockage avancées.
Il devient possible d’effectuer beaucoup plus rapidement des transferts d’entrée-sortie sur de plus longues distances en connectant des baies redondantes de disques indépendants (RAID) à un serveur via FC. Un réseau de stockage SAN FC peut également assurer la mise à l’échelle du stockage : au lieu d’un boîtier unique, plusieurs baies de stockage peuvent être connectées au sein d’un même SAN afin de fournir de très grandes capacités de stockage gérables comme un seul système.
L’importance de Fibre Channel
Le réseau de stockage FC a inauguré une ère de stockage partagé qui facilite l’extension du stockage d’entreprise à des niveaux sans précédent. Son importance dans l’évolution du stockage ne saurait être sous-estimée : le SAN FC permet d’accéder au stockage, de le gérer et de le partager entre différents dispositifs et serveurs, le tout sur un réseau dédié spécifiquement optimisé pour les tâches de stockage.
Comme il fonctionne indépendamment du LAN, le SAN FC élimine les goulots d’étranglement du réseau en maintenant le trafic de stockage à l’écart du réseau principal, ce qui améliore les performances des deux réseaux.
Fibre Channel a permis de mettre en place une infrastructure de stockage à une échelle jusqu’alors inimaginable. Lors de son lancement, FC offrait un gain significatif en matière de bande passante et de portée géographique par rapport à SCSI, apportant une mise à l’échelle de la capacité et des performances, ainsi que des services de haute disponibilité, d’isolation des pannes, de remplacement à chaud et d’autres fonctionnalités de stockage d’entreprise.
À quoi sert Fibre Channel ?
Les SAN Fibre Channel sont déployés pour de nombreuses raisons, principalement pour fournir un accès partagé et hautes performances à de grandes capacités de stockage. Voici quelques déploiements courants :
- Applications à faible latence. FC est privilégié pour les bases de données de traitement transactionnel en ligne (OLTP) haut débit, souvent utilisées dans les secteurs de l’assurance, de la banque et de la billetterie en ligne.
- Grands environnements virtualisés. Lorsque des milliers de machines virtuelles (VM) sont connectées, elles ont besoin d’un stockage partagé très rapide pour fonctionner efficacement, ce qui fait de FC une solution bien adaptée.
- Sites de reprise après sinistre. FC permet de transférer rapidement des données d’un centre de données à un autre avec une faible latence, afin qu’elles soient disponibles presque en temps réel. Il convient donc parfaitement à la mise en miroir d’un centre de données d’entreprise vers un centre de données de reprise après sinistre distant.
- Tolérance aux pannes. FC prend également en charge des chemins d’accès tolérants aux pannes avec basculement automatique, ainsi que des fonctionnalités comme la réallocation dynamique des dispositifs de stockage, le masquage des unités logiques (LUN) et les clusters haute disponibilité.
Fibre Channel et Ethernet : quelles différences ?
Bien qu’Ethernet et FC présentent des différences importantes, les entreprises n’ont généralement pas à choisir entre les deux. Ces technologies sont complémentaires et sont souvent utilisées conjointement.
Vitesse
Ethernet fonctionne sur le LAN et partage la bande passante avec les autres flux réseau. Fibre Channel, en revanche, fonctionne sur son propre réseau, dont la bande passante est exclusivement disponible pour le trafic de stockage : FC offre des performances supérieures, plus constantes et plus prévisibles pour ce trafic.
Latence réduite
La nature dédiée du SAN bénéficie de la latence plus faible de FC par rapport à Ethernet. Le trafic FC garantit également la livraison des paquets sans perte. Ethernet ne peut pas en dire autant. Il repose plutôt sur un système du meilleur effort et peut parfois subir des pertes de paquets. Les délais de livraison peuvent donc varier, la latence augmenter et les performances diminuer. Ethernet n’offre pas le niveau de performances exigé par de nombreuses applications d’entreprise.
Coût
Un SAN FC est plus coûteux qu’un réseau Ethernet utilisant iSCSI. Mais le coût dépend de la configuration : si une organisation tente d’utiliser Ethernet pour une très grande quantité de stockage, le coût des câbles, commutateurs et cartes supplémentaires effacera rapidement les avantages en matière de coût et de performances.
Expertise
Ethernet est une technologie bien plus répandue que FC, et il est plus facile de trouver des techniciens formés et expérimentés ; les compétences requises pour un SAN FC sont hautement spécialisées. Les entreprises doivent s’attendre à payer davantage le personnel capable de les exploiter et de les maintenir.
En résumé
Fibre Channel constitue l’épine dorsale de l’univers du stockage. Lorsque les applications ont besoin d’un accès très rapide aux données stockées, les développeurs et les responsables applicatifs s’appuient systématiquement sur les données en mode bloc et Fibre Channel pour fournir les performances nécessaires.
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