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HBA vs. NIC vs. CNA: Was sind die Unterschiede?

Migelle

Übersetzer*in Felix
30. Dezember 2019

HBA, NIC und CNA sind drei in Computer- oder Speichernetzwerken häufig verwendete Adaptertypen. Alle dienen dazu, ein Host-System mit Speicher- und/oder Netzwerkgeräten zu verbinden. Worin liegen also die Unterschiede zwischen ihnen? In diesem Blog erhalten Sie alle wichtigen Informationen bezüglich HBA- vs. NIC- vs. CNA-Karten.

Grundlagen

Was ist HBA?

HBA, kurz für Host-Bus-Adapter, ist eine Leiterplatte oder ein integrierter Schaltkreisadapter, der die Ein-/Ausgabe-Verarbeitung (I/O = Input/Output) ermöglicht und eine physische Verbindung zwischen dem Server oder Host-I/O-Bus und dem Speicher oder anderen Netzwerkgeräten in einem Speichersystem wie einem SAN (Storage Area Network) oder DAS (Direct Attached Storage) Netzwerk bereitstellt. Durch die Verwendung einer HBA-Karte kann der Host-Mikroprozessor von den Aufgaben der Datenspeicherung und des Datenabrufs entlastet werden. Obwohl die HBA-Karte in allen Arten von Verbindungen weit verbreitet ist, wird sie am häufigsten für Verbindungen mit Fibre Channel (FC), iSCSI (Internet Small Computer System Interface) und SAS (Serial Attached SCSI) Protokollen verwendet. Je nach dem unterstützten Protokoll gibt es verschiedene Arten von HBA-Karten, wie z.B. FC-HBA-Karten, iSCSI-HBA-Karten und SAS-HBA-Karten.

Was ist NIC?

Die Netzwerkschnittstellenkarte, kurz NIC, wird auch als LAN (Local Area Network)-Karte oder Netzwerkadapter bezeichnet. Es handelt sich um eine Erweiterungsplatine für Geräte wie Computer und Netzwerkserver, die über ein Netzwerk verbunden werden sollen. Um mehr über NIC zu erfahren, können Sie den Beitrag lesen: Was ist eine Netzwerkschnittstellenkarte – Definition, Funktion und Typen.

Figure 1: 10/25/40G PCIe NIC cards

Was ist CNA?

Ein konvergierter Netzwerkadapter, kurz CNA (Converged Network Adapter) genannt, ist auch als konvergierter Netzwerkschnittstellen-Controller (C-NIC) bekannt. Wie der Name vermuten lässt, kann diese Hardware-Komponente die Funktionen von HBA und NIC zusammenführen. Einerseits bieten CNA-Karten mit PCIe-Schnittstellen Konnektivität und Datentransfer zwischen Speichergeräten oder Servern und FC-basierten SANs; andererseits liefert sie Ethernet-Verkehr direkt von denselben Netzwerkgeräten an die LANs.

Figure 2: HBA vs. NIC vs. CNA

HBA vs. NIC vs. CNA: Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Da es drei Arten von Leiterplatten gibt, sind HBA-, NIC- und CNA-Karten in der Lage, die Datenverarbeitung und die physische Verbindung von Geräten zu gewährleisten. Diese Karten mit ihren einzigartigen Eigenschaften und ihrer Arbeitsweise werden in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt.

HBA-Karte: Wie bereits erwähnt, werden verschiedene Arten von HBA-Karten zur Unterstützung verschiedener Protokolle verwendet. Bei einem Fibre-Channel-HBA-Adapter wird er normalerweise in einen HBA-Server eingesetzt und über ein Glasfaserkabel mit einem Fibre-Channel-Switch verbunden. Meistens wird die FC-HBA-Karte in einem FC-SAN-Netzwerk bevorzugt. Die iSCSI-HBA-Karte ist zwar mit einem RJ45-Port oder einem Glasfaser-Port ausgestattet, der mit dem Twisted-Pair-Kabel oder einem optischen Kabel verbunden werden kann. Beim Senden von SCSI-Befehlen an Speichergeräte auf entfernten Servern über ein TCP/IP-Netzwerk wird die iSCSI-HBA-Karte häufig in das iSCSI-basierte IP-SAN-Netzwerk eingesetzt. Wie beim SAS-HBA-Typ wird der SCSI-Befehlssatz verwendet, um SATA- (Serial Advanced Technology Attachment) oder SAS-kompatible Geräte anzuschließen. Er ist in einem SCSI-aktivierten DAS-Netzwerk weit verbreitet.

NIC-Karte: Die auf dem Internet-Protokoll (IP) basierende Netzschnittstellenkarten (NIC) gibt es in zwei Ausführungen: mit optischen oder elektrischen Anschlüssen. Letztere wird normalerweise über Glasfaserkabel oder Twisted Pair mit dem Ethernet-Switch verbunden. Heutzutage sind die meisten traditionellen NIC-Karten auf dem Markt mit iSCSI- und NAS-Protokollen ausgestattet, die in IP-SAN- und NAS-Netzwerken eingesetzt werden können.

CNA-Karte: Der konvergierte Netzwerkadapter kann die Funktionalität der beiden anderen Adapter in einem kombinieren und unterstützt FC- und Ethernet-Protokolle an einem einzigen Schnittstellenanschluss. Konventionell wird Ethernet für TCP/IP-Netzwerke und Fibre Channel für Speichernetzwerke verwendet. Mit einer CNA-Karte wird Fibre Channel direkt über Ethernet zu einem Ethernet-Port an einem FCoE-fähigen Switch transportiert. Dann konvertiert der konvertierte Switch den FC-Verkehr in das FC-SAN und den Ethernet-Verkehr in das LAN.

Figure 3: What is a converged network adapter

Wie das obige Diagramm jedoch zeigt, müssen Server, wenn ein Netzwerk ohne CNAs vorhanden ist, mindestens zwei Adapter haben - einen FC HBA, um den Server mit einem Speichernetzwerk zu verbinden, und eine NIC-Karte, um den Server mit dem LAN zu verbinden. In SANs von Rechenzentren werden daher bevorzugt CNA-Karten eingesetzt, was die Kosten senken kann, da weniger Adapterkarten, Kabel und Switch-Ports benötigt werden. Insbesondere in einem Netzwerk mit hoher Dichte tragen CNAs dazu bei, die Komplexität der Verwaltung zu reduzieren, da nur eine Verbindung und ein Kabel zu verwalten sind.

Fazit

HBA-, NIC- und CNA-Karten haben alle ihre eigenen Merkmale, die entsprechend angewendet werden. Welche Art von Karte eingesetzt wird, hängt nicht nur von den von den Karten unterstützten Protokollen ab, sondern auch von Ihrer Netzwerkumgebung, der entsprechenden Anwendung und Ihrem Budget.

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