Was sind Fiber Channel und Fiber Channel Transceiver?

Der FC-Transceiver (Fibre Channel) ist ein wesentlicher Bestandteil von Fibre-Channel-Infrastrukturen, während der Ethernet-Transceiver in Verbindung mit einem Ethernet-Switch eine beliebte passende Kombination bei der Bereitstellung von Ethernet-Netzwerken ist. Es ist klar, dass die beiden Arten von Transceivern unterschiedlichen Anwendungen dienen, aber worin genau besteht der Unterschied zwischen ihnen? Dieser Artikel bietet eine ausführliche Einführung in Fibre Channel und Glasfaser-Transceiver.

Was ist Fiber-Channel-Technologie?

Fibre Channel ist ein schnelles Netzwerkprotokoll für die Datenübertragung, das die geordnete und verlustfreie Übertragung roher Blockdaten ermöglicht. Fibre Channel kann Allzweckcomputer, Mainframes und Supercomputer mit Speichergeräten verbinden. Es ist eine Technologie, die hauptsächlich Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (zwei direkt miteinander verbundene Geräte) ermöglicht und typischerweise am häufigsten in Switched-Fabric-Umgebungen (Geräte, die über Fibre-Channel-Switches verbunden sind) eingesetzt wird.

Das SAN (Storage Area Network) ist ein privates Netzwerk für Speicherverbindungen zwischen Host-Servern und gemeinsam genutztem Speicher; typischerweise handelt es sich dabei um ein gemeinsam genutztes Array, das Datenspeicherung auf Blockebene bereitstellt. Im Allgemeinen wird ein Fibre-Channel-SAN in Anwendungen mit geringer Latenz installiert, bei denen blockbasierter Speicher am besten geeignet ist, zum Beispiel Datenbanken für die schnelle Online-Transaktionsverarbeitung (OLTP), wie sie in Banken, beim Online-Ticketing und in virtuellen Umgebungen verwendet werden. Fibre Channel läuft üblicherweise über Glasfaserkabel innerhalb von und zwischen Rechenzentren. Darüber hinaus kann es auch mit Kupferkabeln verwendet werden.

Die Verwendung einer Fibre Channel-Fabric erleichtert außerdem Remote-Disaster-Recovery und Business-Continuance, SANs sind zudem im Allgemeinen so konzipiert, dass sie redundante Strukturen enthalten.  Ab 1988 wurde Fibre Channel erstmals vom Technical Committee T11 des International Committee for Information Technology Standards (INCITS) standardisiert, einem vom American National Standards Institute (ANSI) akkreditierten Normenausschuss. Das Fibre Channel Physical and Signaling Interface (FC-PH) wurde 1994 als erste Version der Fibre-Channel-Schnittstelle veröffentlicht.

Was ist ein Fiber-Channel-Transceiver?

Wie oben erwähnt, kann Fibre Channel rohe Blockdaten übertragen und eine verlustfreie Übertragung aufbauen. Fibre-Channel-Transceiver verwenden ebenfalls Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsprotokolle. Ingenieure verwenden Fibre-Channel-Transceiver im Allgemeinen, um Übertragungsverbindungen zwischen Rechenzentren, Servern und Switches aufzubauen.

Fibre Channel-Transceiver verwenden für die Übertragung ebenfalls das Fibre Channel Protocol (FCP). Es wird in der Regel für die Schnittstelle zwischen Fibre Channel-Systemen sowie zwischen optischen Speichernetzwerkgeräten verwendet. Die Fibre Channel-Transceiver sind in erster Linie für die Verbindung von Fibre Channel-Speichernetzwerken innerhalb von Rechenzentren konzipiert. Gekennzeichnet durch kleine Formfaktoren und geringe Leistungsaufnahme erfüllt das Erscheinungsbild optischer Fibre-Channel-Module die Anforderung, große Informationsmengen schnell und verlustfrei zu übertragen. Fibre Channel-Module arbeiten im Wesentlichen mit Fibre Channel-Raten von 1Gbps bis 128Gbps, wobei 256Gbps und 512Gbps auf der Roadmap stehen. Sie sind in den gängigen Formfaktoren SFP, SFP+, SFP28, SFP56 und QSFP28 erhältlich.

Abbildung 1: Fiber-Channel-Transceiver

Was ist der Unterschied zwischen einem Fibre-Channel-Transceiver und einem Ethernet-Transceiver?

Protokoll und Sicherheit

Fibre-Channel-Transceiver, die Teil des Fibre Channel-Protokolls sind, und es entspricht nicht der Schichtung des OSI-Modells. Der Ethernet-Transceiver hingegen entspricht dem IEEE 802.3-Standard und ermöglicht die physische paketbasierte Kommunikation in einem lokalen Netzwerk. Fibre Channel ist ein Protokoll der Sicherungsschicht im TCP/IP-Stack und Teil des OSI-Modells.

Fibre-Channel-Systeme sind auf ein hohes Sicherheitsniveau ausgelegt, da das Storage Area Network (SAN) und andere Datenschichten im System nicht miteinander interagieren. Dadurch ist das Speichernetzwerk schwer anzugreifen und Datenlecks werden so weit wie möglich vermieden. Die Verwendung von FC-Optikmodulen kann die Sicherheit des Systems weitgehend erhöhen. Ethernet-Module, hingegen arbeiten unter dem TCP/IP-Protokoll, auf das die Back-End-Administration während des Netzwerkbetriebs zugreifen kann, und daher können Ethernet-Modulsysteme einige Sicherheitslücken aufweisen. Die Verwendung eines FC-Systems ist sicherer als die eines Ethernet-Systems. Einige Ethernet-Module verfügen über FC-Übertragungsprotokolle wie das 10GBASE-SR-Modul.

Abbildung 2: Ethernet-Transceiver

Zuverlässigkeit

Die zwei verschiedenen Übertragungsmodi führen aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Protokolle zu völlig unterschiedlichen Übertragungsergebnissen. Beim Vergleich der Unterschiede ist Fibre Channel in Bezug auf die Zuverlässigkeit deutlich besser als Ethernet-Transceiver. Außerdem kann Fibre Channel eine verlustfreie Datenübertragung ermöglichen, und durch die Kombination dieser Merkmale wird Fibre Channel im Allgemeinen in Speichernetzwerken eingesetzt. Die zuvor erwähnten unterschiedlichen Übertragungsergebnisse bestehen darin, dass Fibre Channel häufig in SAN-Systemen verwendet wird, während Ethernet üblicherweise in NAS-Systemen eingesetzt wird. In unterschiedlichen Einsatzbereichen können Glasfaserkanalmodule hohe Geschwindigkeiten und geringe Latenz erreichen, um die Anforderungen von Rechenzentren an Blockspeicher zu erfüllen, während es bei Speicherzugriffen auf Dateiebene besser ist, Ethernet-Transceiver zu verwenden.

Übertragungsgeschwindigkeit

Beim Vergleich von Fibre-Channel-Transceivern und Ethernet-Transceivern variiert auch der Bereich der Übertragungsgeschwindigkeiten. FC-Module ermöglichen derzeit 1Gbps/2Gbps/8Gbps/16Gbps/32Gbps/128Gbps, während Ethernet-Module vielfältigere Übertragungsgeschwindigkeiten haben: 10/100/1000Mbps und 10Gbps/25Gbps/ 50Gbps/40Gbps/100Gbps/400Gbps.

Wir können feststellen, dass die Iterationsrate von Glasfaserkanalmodulen üblicherweise in 2-fachen Schritten gezählt wird, von 1Gbps bis 32Gbps, während sich Ethernet-Module in den letzten Jahren schneller entwickelt haben, als wir uns vorstellen können, und einige Anbieter begonnen haben, 400G Ethernet-Module zu produzieren, sowie das neue 400G Ethernet QSFP-DD-Module sind im Vergleich zu den ersten Gigabit-SFP-Modulen um das 400-Fache gewachsen. Wenn das aktuelle Rechenzentrum also mehr Bandbreite benötigt, kann die Entwicklung von Ethernet-Modulen den steigenden Bandbreitenbedarf besser decken.

Anwendung

Die Anwendungen von Fibre Channel-Transceivern und Ethernet-Transceivern sind ebenfalls unterschiedlich. Fibre Channel wird häufig verwendet, um Server und Speichergeräte zu verbinden; diese Verbindung ist eine der besten Möglichkeiten, große Datenmengen zu übertragen. Es ist zu beachten, dass ein FC-Modul nur mit einem FC-Switch verwendet werden kann. Diese Kombination wird hauptsächlich für Fibre Channel, Speichernetzwerke und Ethernet-Anwendungen eingesetzt. Wenn es über Ethernet läuft, kann es in Form von FCoE direkt über Ethernet betrieben werden. Derzeit sind FC-Module und FC-Switches in Rechenzentren weit verbreitet im Einsatz.

Ethernet-Transceiver werden seit ihrer Einführung in LANs und gelegentlich auch in WANs eingesetzt. Anders als FC-Module, die einen festgelegten Einsatzbereich haben, kann Ethernet je nach Bandbreitenanforderungen in kleinen Büros bis hin zu sehr großen Rechenzentren eingesetzt werden.

Fazit

Dieser Artikel stellt die Unterschiede zwischen Fibre-Channel-Transceivern vor, indem sie mit Ethernet-Transceivern verglichen werden. Fibre Channel wird aufgrund seiner spezifischen Einsatzszenarien in vielen großen Unternehmen und großen Rechenzentren verwendet, wodurch es in vielen großen Unternehmen und großen Rechenzentren eingesetzt werden kann, während Ethernet-Module haben den Vorteil, dass sie ein breites Anwendungsspektrum haben. Wenn Sie mehr über Fibre Channel und Fibre-Channel-Transceiver erfahren möchten, können Sie QSFPTEK über [email protected] kontaktieren.  QSFPTEK bietet hochwertige, kostengünstige FC-Transceiver und Ethernet-Transceiver in verschiedenen Modellen an.