Canale a fibra ottica da 4 gigabit, una scelta pragmatica – (4 Gigabit Fibre Channel, the Pragmatic Choice)

Dalla rivista:
Elettronica Oggi

 
Pubblicato il 16 giugno 2009

Nel corso degli anni Novanta i responsabili dei centri dati hanno cercato di ottenere vantaggi competitivi facendo leva sulle promesse dell’innovazione tecnologica. Tutto ciò si è tradotto in una continua rincorsa verso “la prossima grossa novità”. Numerosi articoli comparsi sulla stampa tecnica specializzata assicuravano il mondo dell’Information Technology che Ethernet a 10 Gb/s sarebbe stata largamente utilizzata “l’anno prossimo”, e che i 40 Gb/s erano giusto dietro l’angolo. Numerose discussioni avevano per oggetto argomenti quali l’impiego di reti IP e iSCSI per l’immagazzinamento di dati allo scopo di influenzare l’ambiente nei confronti di questa infrastruttura che sta per arrivare. Oggi i centri dati sono misurati in termini di produttività, uso efficiente delle risorse e costo totale, e assistiamo alla vittoria degli interessi pragmatici su quelli tecnici.

Per un certo periodo di tempo è sembrato che i canali in fibra ottica dovessero passare direttamente da 2 a 10 Gb/s, saltando la naturale evoluzione della banda passante a 4 Gb/s, forse per imitare il passaggio di Ethernet da 1 Gb/s a 10 Gb/s, che ha rappresentato l’avvio della competizione con iSCSI. Rimane il fatto che la tecnologia a 10 Gb/s è costosa e che i componenti necessari per la sua implementazione sono totalmente incompatibili con le precedenti tecnologie. L’unica alternativa percorribile è rivolgere l’attenzione verso velocità intermedie. Le reti di storage nell’arco di tempo compreso tra il 2002 e il 2003 sono passate da 1 Gb/s a 2 Gb/s, una migrazione semplificata dalla compatibilità con la tecnologia precedente e dalla disponibilità di una funzione di auto negoziazione che hanno garantito l’immediata produttività di un ambiente misto. Oggi i produttori stanno mettendo a punto tecnologie destinate ai sottosistemi di storage che utilizzano una tecnologia in fibra ottica da 4 Gb/s.

Ci dobbiamo aspettare che i canali in fibra ottica che saranno resi disponibili garantiranno un sostanziale miglioramento delle prestazioni: inizialmente sulle configurazioni per dorsali e immediatamente dopo per tutte le possibili connessioni per reti storage. I blocchi funzionali di un canale in fibra ottica da 4 Gb/s utilizzeranno direttamente la tecnologia oggi esistente dei Canali in Fibra ottica da 2 Gb/s. L’approccio più pratico prevede di utilizzare direttamente la velocità di 4 Gb/s per le nuove connessioni, dato che il costo di intervento dello Storage Area Network è cosi elevato, mentre la differenza di prezzo è modesta se paragonata al gran numero di potenziali benefici.

Naturalmente la realizzazione di un canale a fibra ottica da 4 Gb/s non si riduce alla sola modifica della frequenza di clock dei chip che provvedono a realizzare il protocollo, e ad adattare i componenti ottici e le parti che compongono il layer fisico. L’aumento di velocità crea nuove problematiche sulla schermatura dei segnali che di norma si traducono in una riduzione della distanza coperta. Fortunatamente le tecniche di rivelazione e correzione degli errori in via di implementazione sono in grado di garantire la sicurezza dell’arrivo dati ed è proprio in questa direzione che stanno andando i nuovi standard di recente definizione, che prendono il nome di end-to-end data protection. Il risultato finale sarà un maggior numero di I/O per dollaro, con la garanzia della protezione degli investimenti effettuati.

L’affermazione dei canali in fibra ottica da 4 Gb/s rallenterà sia l’arrivo di quelli di maggior costo da 10 Gb/s sia l’adozione dell’iSCSI da 10 Gb/s, soprattutto per ragioni di costo. Un numero ridotto di canali in fibra ottica da 10 Gb/s è già utilizzato come connessione di backplane tra switch per canali in fibra ottica e Ethernet a 10 Gb/s, anche se iSCSI a 10 Gb/s non è ancora pronta. Non appena i terminali a 10 Gb/s saranno disponibili e il loro costo scenderà a livelli ragionevoli, c’è da attendersi una loro rapida espansione sia nel segmento iSCSI che in quello dei canali in fibra ottica: tutto questo presumibilmente avverrà a partire dal 2007/2008. Fino ad allora è consigliabile utilizzare al meglio il sistema di storage disponibile. Non va comunque trascurato il fatto che 8 Gb/s rappresentano una possibile soluzione che risponde al principio del moltiplicatore 2x. Ma questa è un’altra storia.

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Throughout the 1990s, data center operations strove to establish a competitive advantage through technical innovation. There was a rush to the “next big thing” in the tech bubble. The trade press assured the IT world that 10 Gb/s Ethernet would be widely deployed “next year,” and 40 Gb/s was just around the corner. There was much discussion about storage moving over IP networks through iSCSI to leverage this soon-to-arrive infrastructure. Today, data centers are measured by productivity, efficient use of resources and total cost of ownership, and we see the victory of the pragmatic over the technically interesting.

It appeared for a time that Fibre Channel storage networks would jump from 2 Gb/s directly to 10 Gb/s, bypassing a more traditional 2x bandwidth stride to 4 Gb/s, perhaps to mirror the Ethernet move from 1 Gb/s to 10 Gb/s that would be the foundation for the iSCSI competition. However, 10 Gb/s anything is expensive, and the parts are incompatible with older technologies. The pragmatic thing to do is to find an interim speed. Storage networks in the 2002/2003 timeframe were moving from 1 Gb/s to 2 Gb/s speeds, a migration made easier by backward compatibility and auto-negotiation to allow a mixed environment to be immediately productive. Today vendors are preparing technology for storage subsystems to be delivered in 2005 with 4 Gb/s Fibre Channel technology.

Expect 4 Gb/s Fibre Channel to be deployed where it will provide the greatest improvement in performance: initially backbone configurations, then ultimately all new storage network connections. The building blocks for 4 Gb/s Fibre Channel will be leveraged directly from the 2 Gb/s Fibre Channel technology already in place. The most practical approach is to plug-in 4 Gb/s for new connections since the cost of touching the SAN is so high, the price difference is small and the potential benefit large.

Of course, implementing 4 Gb/s Fibre Channel means more than just cranking up the clock speed of today’s protocol chips, optical components and physical layer parts. Increases in speed create new signal shielding issues, which typically result in shorter distances at the higher speeds. Fortunately improved error detection and correction techniques are being implemented to assure that data arrives safely: the recently-ratified standard is called end-to-end data protection. The net result will be more I/O per dollar, without having to throw everything out that you’ve invested in last year.

The arrival of 4 Gb/s Fibre Channel will slow down the arrival of higher cost 10 Gb/s Fibre Channel, and will also slow the adoption of 10 Gb/s iSCSI, primarily for cost reasons. Small amounts of 10 Gb/s Fibre Channel are already being used as a backplane connection between Fibre Channel switches and 10 Gb/s Ethernet is also deployed, although 10 Gb/s iSCSI has yet to arrive. As 10 Gb/s end devices become available and the costs of 10 Gb/s drops, expect to see 10 Gb/s expanding rapidly for both iSCSI and Fibre Channel in the 2007-2008 time frame. Until then, enjoy your storage and keep the bottom line in mind. After all, 8 Gb is a possible 2x jump. But that’s another story.

Erik Ottem - Direttore Marketing della Divisione Soluzioni di Input/Output -Agilent Technologies