Fibre Channel over Ethernet（FCoE）は、拡張されたEthernetネットワーク上でFibre Channel（FC）フレームをカプセル化して伝送する技術です。ローカルエリアネットワーク（LAN）で情報を共有するEthernetの利点と、ストレージエリアネットワーク（SAN）で使用されるFCのストレージ管理機能を組み合わせています。これにより、FCプロトコルの利点を維持しながら、両方の種類のトラフィックを同じ物理ケーブル上で通過させることができます。一部の組織では、LANとSANのネットワークを完全に統合するためにFCoEを使用しています。
ローエンドのストレージでは、企業にとってiSCSIで十分な場合があります。一方、性能、信頼性、低レイテンシが最優先される場合は、FC SANが適しています。FCoEはその中間に位置し、性能とコストのバランスを提供するとともに、従来のはるかに高価なFC SANから、より手頃なEthernetベースのソリューションへ段階的に移行する手段となります。
FCoEストレージ技術について、知っておくべきことを説明します。
Fibre Channel over Ethernet（FCoE）の仕組み
FCoEはネイティブのFibre Channelと同様に動作しますが、FCヘッダーではなくEthernetヘッダーにFCフレームをカプセル化します。ストレージトラフィックとデータトラフィックは、FCホストバスアダプター（HBA）と、TCP/IP Ethernetトラフィック用のネットワークインターフェイスカード（NIC）を内蔵した統合ネットワークアダプター（CNA）から送信されます。
この機能は、IEEE Data Center Bridging standardsの拡張によって実現しています。この拡張によりEthernetの動作が強化され、同じ物理Ethernetネットワークインフラ上でLANとSANのトラフィックをI/O統合できるようになります。FCはフレームの損失を防ぐためにバッファ間クレジットを使用するロスレスプロトコルであるため、これは重要です。Ethernetにはこのロスレス機能がなく、パケット損失を防ぐため、確認応答や再送を行うTCPなどの他のプロトコルに依存しています。
FCフレームが複数のEthernetフレームに分割されて送信されることはありません。ただし、データトラフィックには依然としてMACアドレスが必要です。これは、物理インターフェイスを仮想化し、データトラフィック用のMACアドレスを持つ仮想NICと、ストレージ用の仮想HBAにすることで対応します。それ以外は、FCoEは従来のFibre Channelとまったく同じように動作します。
Fibre Channel over Ethernet（FCoE）の重要性
Ethernetネットワークはいたるところに存在します。オフィス、データセンター、多くの家庭、そしてほとんどの企業で利用されています。速度は100Gbpsを超えるまでに向上し、現在のロードマップでは400Gbpsまで拡張される予定です。したがって、FCがその普及性を活用するのは理にかなっています。
FCoEを可能にするEthernetの拡張によって、多くの大企業がFCoEを利用できるようになり、ほとんどの機器サプライヤーとソフトウェアプロバイダーが対応しています。サーバーなどの場合、標準的なEthernet NIC上でFCoEを実行することも可能です。ただし、FCoEを利用する企業は通常、高い性能を求めるため、CNAを使用するのが最適です。
FCoEは実際にはEthernetとは異なるスタック層で動作するため、非連続なネットワーク上でもルーティングできます。SANで使用する場合、専用のFCハードウェアを購入する必要がなくなるため、FCのみを使用する構成よりはるかに低コストです。さらに、FCoEの運用に必要なスキルはFC SANの運用スキルよりも一般的に身に付けやすく、人件費を抑えながら信頼性を高められます。
Fibre Channel over Ethernetのメリット
FCoEは、幅広い用途でさまざまなメリットをもたらします。代表的なものは次のとおりです。
- コスト削減—FCをストレージに利用したい企業は、専用FCハードウェアを大量に購入することなく、より低コストでFCの多くの利点を得るためにFCoEを利用できます。
- 技術スキル不足—経験豊富なSAN管理者を採用するのは難しく、費用もかかります。しかしFCoEは、EthernetとiSCSIの経験がある専門家でも、多少のトレーニングを受ければ管理できます。
- 性能向上—FCoEはiSCIネットワークよりも優れた性能を発揮しますが、FCのみの構成には及びません。iSCI SANを運用している企業は、FCoEに切り替えることで性能向上を実感できます。
- SANの更新—多くのSANが耐用年数の終わりを迎えており、アップグレードには多額の費用がかかる可能性があります。EthernetベースのFCoEソリューションを追加すれば、EthernetネットワークとNICはすでに導入されているため、コストを抑えられます。ただし、CNAやマルチプロトコルスイッチの追加が必要になる場合があります。
- 柔軟性—FCoEは、高度に仮想化されたサーバー環境やマルチテナント環境に柔軟性をもたらすことがよくあります。同じ物理サーバー上のワークロードや仮想マシン（VM）が異なる種類のストレージに接続できるため、FCoEによって運用が容易になります。
FCoEの課題
FCoEには、ユーザーが認識しておくべき課題や制約もあります。代表的なものは次のとおりです。
- ネットワークの競合—FC SANネットワークとEthernetネットワークを分離して運用すると、重要なストレージトラフィックをデータネットワークから遠ざけられるという利点があります。しかしFCoEでは、ストレージトラフィックが他のトラフィックと同じネットワークを通過するため、ネットワークの競合や遅延、ボトルネックが発生する可能性があります。
- 互換性—FCoEでは、新しいネットワークアダプターや専用設計のスイッチが必要になることがよくあります。複数のプロトコルをサポートし、FCとEthernetのトラフィックを同時に処理できる機器もありますが、購入前に互換性の問題を検討すべきです。
- 導入—FC SANは複雑だという評判があるため、FCからFCoEへの移行に必要な作業を過小評価する人もいるかもしれません。FCからFCoEへの切り替えを成功させるには、慎重な計画が必要です。
結論
最新のFC SANネットワークが稼働しているのであれば、FCoEに切り替える必要はありません。しかし、そのインフラが老朽化している場合は、FCoEによる補強を検討すべきです。ハイブリッドスイッチなど、FCとFCoEの両方をサポートする機器を導入し、すべてFCの環境から一部FCoEへと段階的に移行することも考えられます。
FCoEはストレージコストを削減でき、ネットワークの競合が発生する場合でも、多くのアプリケーションで問題なく利用できます。ただし、可能な限り高いストレージ性能が必要な場合は、FC SANが最適な選択肢です。もっとも、FCoEは比較的低レイテンシで比較的高速なデータ転送も実現します。FCとEthernetの性能差を埋める役割を十分に果たします。そのためFCoEは、負荷の高いワークロードにも対応できることが多く、人工知能（AI）、リアルタイムデータ分析、高性能コンピューティング（HPC）の用途で成功裏に利用している例もあります。
FCoEを検討する企業は、全体的な性能要件を評価すべきです。FCoEは、従来のiSCSIストレージネットワークより高速なデータ転送と低いレイテンシを実現します。FCoEはFCよりはるかに安価ですが、市販の汎用ハードウェアで稼働できるシンプルなiSCSI SANアーキテクチャと比べると、依然として割高です。
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