iSCSI và NVMe/TCP: Nên chọn giải pháp nào?
Trong thế giới lưu trữ hiện đại, iSCSI và NVMe/TCP là hai giao thức phổ biến được sử dụng để kết nối các thiết bị lưu trữ với máy chủ. Mặc dù cả hai đều dựa trên mạng IP tiêu chuẩn, nhưng chúng có những điểm khác biệt đáng kể về hiệu suất, khả năng tương thích và chi phí.
Hãy cùng phân tích chi tiết điểm mạnh và điểm yếu của mỗi giao thức để bạn có thể đưa ra lựa chọn phù hợp nhất cho nhu cầu của mình:
1. Khả năng tương thích:
iSCSI: Là giao thức lâu đời, iSCSI có khả năng tương thích rộng rãi với nhiều thiết bị, hệ điều hành và cơ sở hạ tầng mạng khác nhau. iSCSI là chuẩn trong môi trường SAN (Mạng lưu trữ khu vực) và được hỗ trợ bởi hầu hết các hệ thống lưu trữ mạng. Điểm cộng nữa là iSCSI có thể được triển khai trên phần mềm, không yêu cầu phần cứng chuyên dụng.
NVMe/TCP: Là giao thức mới nổi, NVMe/TCP đang thu hút sự chú ý bởi khả năng tương thích với mạng TCP/IP tiêu chuẩn. Tuy nhiên, NVMe/TCP chỉ được hỗ trợ bởi các thiết bị lưu trữ mới hơn, đặc biệt là các thiết bị được thiết kế cho lưu trữ NVMe. Các hệ thống cũ hơn cần nâng cấp để tận dụng tối đa NVMe/TCP. Ưu điểm của NVMe/TCP là không yêu cầu mạng chuyên dụng, giúp nó dễ tiếp cận hơn.
2. Tốc độ:
iSCSI: Hiệu suất của iSCSI bị giới hạn bởi tốc độ của mạng IP cơ bản, thường từ 1GbE đến 25GbE. Hiệu suất của nó có thể thay đổi từ hàng trăm MB/s đến vài GB/s trên mạng tốc độ cao. Tuy nhiên, iSCSI gặp phải độ trễ cao hơn do chi phí xử lý TCP/IP và đóng gói lệnh SCSI.
NVMe/TCP: NVMe/TCP được thiết kế để tận dụng tối đa hiệu quả của giao thức NVMe, giúp đạt tốc độ cao hơn iSCSI. Mặc dù vẫn bị ảnh hưởng bởi chi phí xử lý TCP/IP, NVMe/TCP được hưởng lợi từ thiết kế độ trễ thấp và thông lượng cao vốn có của NVMe.
3. Băng thông:
iSCSI: iSCSI bị giới hạn bởi băng thông mạng Ethernet có sẵn. Tốc độ Ethernet phổ biến bao gồm:
1GbE: ~125 MB/s
10GbE: ~1.25 GB/s
25GbE: ~3.125 GB/s
NVMe/TCP: NVMe/TCP có khả năng tận dụng tốt hơn mạng tốc độ cao như 25GbE, 40GbE và thậm chí 100GbE. Giao thức truyền thông trực tiếp, chi phí thấp của NVMe cho phép sử dụng băng thông hiệu quả hơn so với iSCSI.
4. Độ trễ:
iSCSI: Do việc đóng gói lệnh SCSI trong các gói IP và chi phí xử lý của TCP/IP, iSCSI gặp phải độ trễ cao hơn. Độ trễ này có thể làm cho iSCSI chậm hơn đối với các ứng dụng hiệu suất cao, đặc biệt là với lưu trữ flash. Độ trễ thường ở phạm vi mili giây.
NVMe/TCP: NVMe/TCP có độ trễ thấp hơn đáng kể so với iSCSI. Độ trễ ở cấp độ micro giây, phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với hiệu suất như cơ sở dữ liệu và môi trường ảo hóa.
5. Khả năng mở rộng:
iSCSI: iSCSI có khả năng mở rộng trên mạng IP, nhưng hiệu suất có thể giảm khi số lượng máy khách tăng lên do tắc nghẽn mạng và chi phí xử lý SCSI.
NVMe/TCP: NVMe/TCP mang lại khả năng mở rộng cao hơn. Giao thức đơn giản hóa của NVMe giúp duy trì hiệu suất ngay cả khi số lượng kết nối tăng lên.
6. Độ phức tạp triển khai:
iSCSI: iSCSI dễ triển khai trên mạng Ethernet/IP hiện có với cấu hình tối thiểu. Nó được hỗ trợ tốt bởi thiết bị mạng truyền thống và không yêu cầu cơ sở hạ tầng chuyên dụng.
NVMe/TCP: NVMe/TCP cũng dễ triển khai trên mạng IP hiện có. Tuy nhiên, nó yêu cầu hỗ trợ NVMe từ hệ thống lưu trữ và máy khách, điều này có thể cần cập nhật phần cứng hoặc firmware.
7. Chi phí:
iSCSI: iSCSI là lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn bởi vì nó sử dụng mạng Ethernet và IP có sẵn rộng rãi, không cần phần cứng chuyên dụng.
NVMe/TCP: NVMe/TCP có chi phí vừa phải, nhưng có thể tăng do nhu cầu về thiết bị lưu trữ NVMe, đắt hơn đĩa quay truyền thống hoặc SSD SAS/SATA. Các hệ thống có thể yêu cầu nâng cấp để hỗ trợ SSD NVMe.
8. Trường hợp sử dụng:
iSCSI: Phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ trễ cực thấp hoặc I/O cao, chẳng hạn như máy chủ tệp, hệ thống sao lưu và môi trường ảo hóa doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME). Lý tưởng cho các doanh nghiệp ưu tiên chi phí hơn hiệu suất.
NVMe/TCP: Được tối ưu hóa cho các môi trường yêu cầu hiệu suất cao hơn, chẳng hạn như các ứng dụng dữ liệu lớn, phân tích thời gian thực, cơ sở dữ liệu và ảo hóa. Thích hợp hơn cho các tổ chức cần hiệu suất của NVMe nhưng muốn dễ dàng triển khai trên mạng Ethernet hiện có mà không cần mạng chuyên dụng.
9. Hiệu suất của 2 công nghệ
Tải đồng thời trên liên kết SAN và RANK từ 20 VPS. Cụm cụ thể này có hai máy chủ xử lý và mỗi máy chủ sử dụng mười VPS để tạo tải. Tải được phát triển bằng lệnh dd sử dụng tùy chọn đồng bộ trực tiếp để ghi đồng bộ trên liên kết SAN.
Hiệu suất iSCSI
SỬ DỤNG CPU
Mức sử dụng CPU (màu xanh) không đổi ở mức khoảng 76% và Thời gian chờ IO (màu đỏ) ở mức khoảng 17%.
TẢI CPU
Tải CPU tăng đột biến ở mức 26,92 trong một phút (xanh nhạt) và 20,00 trong 5 phút (xanh vừa) khi đo chuẩn. Máy chủ lưu trữ có 12 lõi CPU và đây là tải khá nghiêm trọng đối với máy chủ.
BĂNG THÔNG RAN
Băng thông RAN đạt 1,38Gbps trong quá trình đo chuẩn.
Hiệu suất NVMe-Over-TCP
SỬ DỤNG CPU
Mức sử dụng CPU (màu xanh) không đổi ở mức khoảng 45% và Thời gian chờ IO (màu đỏ) ở mức khoảng 4%.
Tải CPU
Tải CPU tăng đột biến ở mức 20,74 trong một phút (màu xanh nhạt) và 10,05 trong 5 phút (màu xanh trung bình) khi đo chuẩn. Máy chủ lưu trữ có 12 lõi CPU và lần này kết quả nằm trong phạm vi dung sai.
BĂNG THÔNG RAN
Băng thông RAN đạt 1,54 Gbps trong quá trình đánh giá chuẩn.
So sánh hai giao thức
Chúng ta có thể thấy rằng NVMe-Over-TCP đang sử dụng ít hơn ba lần mức sử dụng CPU. Nó cũng tạo ra ít hơn khoảng năm lần thời gian chờ IO trên hệ thống. Về Tải CPU, NVMe-Over-TCP đang tạo ra ít hơn khoảng 40% tải trong khoảng thời gian năm phút. Cuối cùng, Băng thông Ran đã tăng lên khi sử dụng NVMe-Over-TCP từ 1,38Gbps lên 1,54Gbps.
Kết luận:
iSCSI: Vẫn là một giải pháp hiệu quả về chi phí và tương thích cao cho các môi trường không yêu cầu độ trễ cực thấp hoặc hiệu suất cực cao. Lý tưởng cho các trường hợp sử dụng chung chung và các doanh nghiệp muốn tận dụng cơ sở hạ tầng IP hiện có.
NVMe/TCP: Mang lại hiệu suất tốt hơn đáng kể về tốc độ, băng thông và độ trễ so với iSCSI, trong khi vẫn có thể triển khai trên mạng IP tiêu chuẩn. Đây là lựa chọn tuyệt vời cho các doanh nghiệp muốn hiện đại hóa cơ sở hạ tầng lưu trữ của họ với NVMe mà không cần phần cứng mạng chuyên dụng như RDMA hoặc Fibre Channel.
Nếu bạn vẫn đang phân vân về việc nên chọn công nghệ nào cho doanh nghiệp của mình , CSC Distribution luôn sẵn sàng tư vấn và mang tới giải pháp hoàn hảo phù hợp với nhu cầu của bạn .
Cảm ơn bạn đã đọc !
