Fibre Channel vs. Ethernet-Transceiver: Was sind die Unterschiede?

Für Fibre Channel-Infrastrukturen gelten FC-Transceiver als eine der unverzichtbaren Komponenten, während Ethernet-Transceiver plus Ethernet-Switches die übliche, aufeinander abgestimmte Kombination bei der Bereitstellung des Ethernet-Netzwerks darstellen. Natürlich werden diese beiden Arten von Transceivern für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt, aber worin bestehen diese Unterschiede? In diesem Artikel wird ein Vergleich zwischen Fibre Channel vs. Ethernet-Transceiver angestellt.

Was ist ein Fibre Channel-Transceiver?

Als Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsprotokoll kann Fibre Channel (FC) eine geordnete, verlustfreie Lieferung von Rohblockdaten ermöglichen. Es wird in erster Linie für die Übertragung von Daten zwischen Datenzentren, Computerservern, Switches und Speichern verwendet.

Fibre-Channel-Transceiver gemäß dem Fibre-Channel-Protokoll (FCP) fungieren als Schnittstelle zwischen Fibre-Channel-Systemen sowie als Schnittstelle zwischen optischen Speichernetzwerkgeräten. Sie werden hauptsächlich für Fibre Channel-Speichernetzwerkverbindungen in Rechenzentren eingesetzt. Dank ihrer Miniaturisierung und ihres geringen Stromverbrauchs können FC-Module den Bedarf an schnellerer und verlustfreier Übertragung größerer Informationsmengen erfüllen. Die Fibre-Channel-Transceiver laufen grundsätzlich im Fibre-Channel-Geschwindigkeitsbereich von 1 Gbps bis 128 Gbps, wobei 256 Gbps und 512 Gbps auf der Roadmap stehen. Ihre gemeinsamen Formfaktoren sind SFP, SFP+, SFP28, SFP56 und QSFP28.

Abbildung 1: FC 8G-Transceiver

Was ist ein Ethernet-Transceiver?

Ethernet, auch als IEEE 802.3 standardisiert, bezieht sich auf eine in lokalen Netzwerken (LANs) weit verbreitete Computernetzwerktechnologie mit guter Abwärtskompatibilität, höherer Bandbreite und größeren Verbindungsdistanzen, die zunehmend die früheren drahtgebundenen LAN-Technologien wie Token Ring, FDDI und ARCNET ersetzt.

Ethernet-Transceiver sind Glasfaseroptiken, die den Ethernet-Protokollen folgen, um Hardware-Geräte innerhalb eines Netzwerks durch Senden und Empfangen von Nachrichten hauptsächlich für LAN-Situationen zu verbinden. Die häufig verwendeten Formfaktoren sind 1G SFP, 10G SFP+, 25G SFP28, 40G QSFP+, 50G QSFP28, 100G QSFP28, 400G QSFP-DD, und die entsprechenden Übertragungsgeschwindigkeiten von Ethernet-Transceivern reichen von 1G bis 400G. Die oben genannten Modelle umfassen nicht nur einige reguläre Typen von optischen Transceivern, sondern decken auch eine breite Palette von WDM-Transceivern und BiDi-Transceivern ab.

Abbildung 2: Ethernet 10G-SR-Transceiver

Fibre Channel vs. Ethernet-Transceiver: Gemeinsamkeiten und Unterschiede?

Protokolle & Sicherheit

FC-Transceiver, die zum Fibre Channel-Protokoll gehören, folgen nicht der OSI-Modellschichtung. Ethernet-Transceiver sind dagegen konform mit IEEE 802.3, das die paketbasierte physikalische Kommunikation in einem LAN realisiert. Es handelt sich um ein Protokoll der Datenverbindungsschicht im TCP/IP-Stack und gehört zum OSI-Modell.

Fibre Channel ist ein natürliches Sicherheitssystem. Da das Storage Area Network (SAN) von der Außenwelt isoliert ist, wird das Risiko eines Speichernetzwerk-Angriffs und von Datenverlusten verringert. Infolgedessen ist der Einsatz von FC-Modulen in Speichernetzwerken viel sicherer. Das TCP/IP-Protokoll, das von den Ethernet-Modulen ausgeführt wird, macht das gesamte System anfälliger für häufigere Angriffe, da das Eingreifen der Back-End-Verwaltung über das Netzwerk erfolgt.

Zuverlässigkeit

Beeinflusst durch ihre Protokolle führen die Unterschiede in den Übertragungsmodi zu einer Diversität der Übertragungsergebnisse. Der überzeugende Vorteil von Fibre Channel gegenüber Ethernet ist die bessere Zuverlässigkeit. Die verlustfreie Natur von FC bietet seit langem eine hervorragende Leistung in Speichernetzwerken. Das heißt, Fibre Channel-Module können Rohblockdaten in geordneter und verlustfreier Form liefern, während Ethernet-Module dies nicht können.

Außerdem folgt Fibre Channel dem SAN-System, während Ethernet im Allgemeinen von NAS-Systemen (Network-Attached Storage) verwendet wird. FC-Module sind für Benutzer konzipiert, die eine schnelle und zuverlässige Blockspeicherung mit geringer Latenzzeit benötigen. Wenn Speicherzugriff auf Dateiebene erforderlich ist, werden Ethernet-Module in Betracht gezogen.

Übertragungsgeschwindigkeit

Wie im Einführungsteil erwähnt, ist der Übertragungsgeschwindigkeitsbereich von Fibre Channel und Ethernet-Transceivern unterschiedlich. Genauer gesagt können FC-Module derzeit mit 1Gbps / 2Gbps / 8Gbps / 16Gbps / 32Gbps / 128Gbps betrieben werden. Ethernet-Module können einen größeren Bereich von Übertragungsgeschwindigkeiten unterstützen, einschließlich 10Mbps / 100Mbps / 1000Mbps und 10Gbps / 25Gbps / 50Gbps / 40Gbps / 100Gbps / 400Gbps.

Darüber hinaus treten die generationsbedingten Geschwindigkeitsverbesserungen des FC-Moduls normalerweise in Zweierpotenzen von 1Gbps bis 32Gbps auf. Die Durchsatzverbesserungen bei Ethernet-Modulen liegen weit über denen von Fibre Channel-Modulen. Die neu eingeführten 400G-Ethernet-QSFP-DD-Module sind fast 400 Mal so groß wie die ursprünglichen 1G-SFP-Module. Offensichtlich sind Ethernet-Glasfaser-Transceiver für den zunehmenden Bedarf an höherer Bandbreite besser geeignet.

Anwendungen

Der Unterschied zwischen Fibre Channel vs. Ethernet-Transceivern liegt auch in ihren Anwendungen. Fibre Channel ist eine der besten Möglichkeiten, große Datenmengen zwischen Servern und Speichergeräten zu übertragen. Daher werden FC-Module, die an FC-Switches angeschlossen werden, meist in Fibre Channel-, Speichernetzwerk- und Ethernet-Anwendungen eingesetzt. Fibre Channel-Kommunikation kann direkt über Ethernet in Form von Fibre Channel over Ethernet (FCoE) erfolgen. Offensichtlich wurden die Arbeitsszenarien von FC-Transceivern in großen Unternehmen und Rechenzentren angewandt.

Als eine Architektur, die fast vier Jahrzehnte lang für LANs entwickelt wurde, werden die Ethernet-Transceiver im Allgemeinen in LAN-Situationen eingesetzt, manchmal mit Wide Area Network (WAN)-Anwendungen. Verglichen mit den Arbeitsszenarien von FC-Modulen können die Ethernet-Module in verschiedenen Situationen gesehen werden, von kleinen Büros bis hin zu hyperdimensionalen Datenzentren, je nach Anforderung der Bandbreite.

Passende Switches

Die stabile Verbindung zwischen Transceivern und Switches ist für die Realisierung der oben genannten Anwendungsszenarien von entscheidender Bedeutung. Normalerweise werden FC-Module an FC-Switches angeschlossen, während Ethernet-Module und Ethernet-Switches aufeinander abgestimmt sind. Keine gemischten Anwendungssituationen.

Als eine der führenden Optionen für SANs enthalten die traditionellen Fibre Channel-Netzwerke Fibre Channel-Switches und Fibre Channel-HBAs. FC-Switches werden für die Verbindung des Speichers mit dem SAN verwendet, während die FC-HBAs für die Verbindung der Switches mit den Servern eingesetzt werden. Die Variante der Ethernet-Netzwerk-Switches ist breiter, was sich in der Stapelbarkeit, der Anzahl der Ports, den unterstützten Übertragungsraten usw. widerspiegelt. Wenn die neuesten 400G-Ethernet-Glasfaser-Transceiver an einen 400G-Netzwerk-Switch angeschlossen werden, werden dann 400GbE realisiert. Weitere Informationen finden Sie im Artikel Fibre-Channel-Switch vs. Ethernet-Switch: Was sind die Unterschiede.

Zusammenfassung

Fibre Channel ist in den heutigen großen Unternehmen und großen Rechenzentren tief verwurzelt, was FC-Transceivern eine große Bedeutung verleiht. Ethernet zeigt seinen Vorteil für die Fähigkeit, mehrere Speicher- und Netzwerkprotokolle auszuführen, was zu einer breiten Nutzung von Ethernet-Netzwerk-Transceivern führt. Sowohl Fibre Channel-Transceiver als auch Ethernet-Transceiver haben ihre relativ festen Benutzer für ihren spezifischen Netzwerkeinsatz.