ファイバーチャネル Q&A
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| Q: |
ファイバーチャネルとは何ですか？ |
| A: |
ファイバーチャネルは2ギガビット/秒のデータ転送を実現したインターフェイス技術で、IPやSCSI
を含む幾つかの共通プロトコルに対応し、単一の接続技術の中で高速入出力とネットワークの機能を兼ね備えています。ファイバーチャネルはANSI
やOSI
から公開されている標準仕様で、ケーブルには銅または光ファイバーを用い、接続距離は最長10km(
光ファイバー)に達します。TOP |
| Q: |
どのようにFibre
ChannelとSCSI製品とを選べばよいですか？ |
| A: |
記憶装置を共有するなら、ファイバーチャネル製品です。転送速度を記憶装置を共有することより優先するならSCSI製品をお選びください。TOP |
| Q: |
SANとは何ですか？ |
| A: |
SAN (Storage Area
Network)
はサーバーやワークステーションをストレージ機器に接続するためのネットワーク構成で、柔軟性、拡張性、ハイ･パフォーマンス、大容量、かつ管理が容易な環境を実現します。ファイバーチャネル製品はSANを構築するために必要な構成要素です。TOP |
| Q: |
どのホスト・アダプターを選べば良いですか？ |
| A: |
転送効率と接続ケーブル・タイプがホスト・アダプターを選択する時の決め手になります。もし200MB/秒の転送速度が必要ならば2-Gigabit
Express PCI Fibre Channel host adaptorをお勧めします。データ転送速度が100MB以下/秒で良いなら経済的な1-Gigabit
host adaptorをお勧めします。TOP |
| Q: |
どのようなケーブル接続方法がありますか？ |
| A: |
ファイバーチャネルには銅と光ファイバーという２種類の異なる材質のケーブルが使われます。経済的な銅ケーブルは有効な接続距離に制限があります（３０メートル以内）。光ケーブルは価格的に若干高くなりますが、有効な接続距離が500メートルに伸び、しかもEMI(電磁相互作用)を受けにくくなります。TOP |
| Q: |
FC-ALとFabric接続の違いは何ですか？ |
| A: |
FC-AL（Arbitrated
Loop:調停方式ループ）はトポロジーのひとつで、複数のホスト･コンピュータと複数のストレージ･デバイスがハブを用いて接続されます。ハブをカスケードすることでループに接続される機器の数の増加（最大126台まで）に対応することができます。利用可能なファイバーチャネルの帯域幅（100メガバイト/秒）はループに接続される全てのデバイスで共有します。ループ上の4台のコンピュータが個別に4台のストレージ・デバイスに同時にアクセスする場合、個々のアクセスが利用できる帯域幅は25メガバイト/秒ということになります。ループを共有しているため、個々のデバイスはデータ-を送信する前にループを使用するための調停が必要になります。Fabric接続ではホスト･コンピュータとストレージ･デバイスを相互接続するために１つ、または複数のスイッチを利用します。Fabric接続では帯域幅は共有されません。スイッチ上の2ポート間のコネクションは100メガバイト/秒の帯域幅を占有することができます。TOP |
| Q: |
個々のファイバーチャネル･ノードを接続するのにハブ、またはスイッチが必ず必要ですか。それとも単にファイバーチャネル･ノード同士をチェーン接続するだけでも大丈夫ですか？ |
| A: |
ファイバーチャネルのノードは相互に直接接続することもできます（point-to-point
トポロジー）が、実践的とは言えません。この方法では個々のファイバーチャネル･ノードがそのファイバーチャネル･ループ上の他の全てのノードに対して、リピータとしても動作するため、ひとつのノードがダウンしたり切断されれば、ループ全体がダウンすることになるからです。従って個々のノードはハブまたはスイッチを介して接続されることが強く望まれます。ハブやスイッチはダウンしたノードを自動的にバイパスする機能を持っているので、多くのファイバーチャネル･ネットワークで不可欠なツールとなっています。FC-ALに接続されたディスク･サブシステムやRAIDサブシステムでは、サブシステム内の個々のデバイス、またはノードはポート･バイパス回路（Port
Bypass Circuit）を備えていることが推奨されます、この回路により任意のノードをバイパスすることが可能となり、デバイスの“ホットスワッピング”機能が実現されます。TOP |
| Q: |
スイッチよりハブの方を勧められるのは、どんな場合ですか？ |
| A: |
典型的にはハブは小規模のSANに向いています。どのようなアプリケーションをSAN上で実行するのか、個々のコンピュータが必要とする帯域幅がどの程度か、ハブとスイッチを比較してどちらにコスト･メリットがあるのかを検討する必要があります。殆どのストレージ･アプリケーションにとって、FC-ALは有効なパフォーマンスを得るのに十分な帯域幅を提供します。同時に４つの異なるコミュニケーションが発生すると仮定すると、個々のコミュニケーションで使用可能なデータ転送の帯域幅は25メガバイト/秒になります。個々のコンピュータはループを使用するための調停も行わなければいけません。デジタル･ビデオ配信のようなアプリケーションでは、この調停のためデータ･フレームの送信が遅れる可能性があります。ATTO社の５ポートFibreCenterハブは、デジタル･ビデオ･ソリューションに必要な15メガバイト/秒のスループット（4台のコンピュータを同時実行時）を提供できることが認定されています。TOP |
| Q: |
ファイバーチャネル･ループ上のノードの電源を落としたり切断すると、どのような影響がでますか？ |
| A: |
FC-ALでは、個々のファイバーチャネル･ノードは他の全てのノードに対してリピータとして動作するため、ひとつのノードがダウンするとループ全体のダウンに繋がります。これを回避するため、FC-ALを使用する場合はポート･バイパス回路（Port
Bypass Circuit：PBC)を使うことが勧められます。PBCは基本的に電子スイッチで、ノードをバイパスし電気的にループから除外することができます。PBCを使うことで、ループ上のデータ･トラフィックを妨げたりデータ･インテグリティに支障をきたさず、デバイスの電源を落としループから切り離すことができるようになります。ファイバーチャネルのノードがハブ、またはスイッチで繋がっている場合、ノードに障害が生じるとハブがループの修復を行い、動作しないノードをバイパスします。主要な全てのファイバーチャネル・ベンダーは、ポート･バイパス回路を製品に組み込んでいます。TOP |
| Q: |
２つのループを使ってファイバーチャネルを冗長化することができると聞きましたが、どのように機能するのですか？ |
| A: |
ファイバチャネル･システムで完全な冗長化を達成する唯一の方法は、２つの完全に独立した冗長なループを持つことです。ホスト･アダプタを備えた2台のサーバーと、2台のハブまたはスイッチ、2台のドライブ･アレイが必要になります。更に、一方のループがダウンしたことを検知し、他方のループに切り替えるためのフェイルオーバー･ソフトウェアが必要になります。この接続方法により完全に冗長化されたハードウェアと、2つの独立したデータ経路を持つことができます。ダウンタイムを低減するための別の方法も考えられます。1台のサーバーに2つのホスト･アダプタを持たせ、それぞれを異なるハブ、又はスイッチに接続し、更に2重ループを持つストレージ･アレイに接続します。データ経路を2つ持つことで、ある程度のフェイルオーバーが実現されます。同じサーバーに2つのホスト･アダプタを持つので、接続される全てのストレージは重複して検出されることになります。プライマリとセカンダリのドライブを識別するためと、一方のデータ経路がダウンしたことを検出して他方に切替えるため、ここでもフェイルオーバー･ソフトウェアが必要になります。当然ながら、この方法ではサーバーが1台しかないため、サーバーがダウンするとシステム全体がダウンすることになります。同じ問題が2重ループを持つストレージ･アレイにも言えます、ドライブに障害が発生するとシステム全体に影響を及ぼす可能性があります。データ経路の障害に対して大きな効果はありますが、真の冗長なシステムとは言えません。TOP |
| Q: |
どのような管理ツールがSANには必要ですか？ |
| A: |
今日、SANの様々なニーズに対応する多くのソフトウェア
ツールが入手可能です。複数のクライアントが接続されるワークグループ環境で唯一、絶対に必要なツールはボリューム管理ソフトウェア（Volume
Management Software）です。ネットワーク接続型ストレージ（Network
Attached Storage:NAS）では、個々のサーバーに専用のストレージが接続され、それらのストレージは、LANまたはWANを介して他のクライアントやサーバーと共有されます。従って、そのストレージに対するアクセス管理は、ストレージが接続された個々のサーバーが行うことになります。一方SANでは、SANに接続するクライアントやサーバーは、接続されている全てのストレージに直接アクセスします。そこにはデータを管理する専用のサーバーは存在しません。仮に2台以上のクライアントが、あるストレージ内のファイルに同時にアクセスしたらどうなるでしょうか。あるクライアントが、どのようにして、他のクライアントが実行したファイルの更新、削除、作成を知ることができるのでしょうか。ATTO
AccelWareは、このような潜在的なデータ破壊を回避するためのソフトウェアです。簡単に使えるソフトウェアツールで、SANに接続する全てのクライアントのバックグラウンドで動作します。それぞれのコンピュータには、検出した全てのストレージに対し異なるアクセス権が割り振られます。特定のボリュームに対し、ある一時点で、ただひとつのクライアントが「書き込む（更新する）」権利を持つことができ、その間は、他のクライアントは「読み込む」権利のみか、またはアクセス自体が許されないことになります。これらの権利は必要に応じて容易に変更できます。またAccelWareは常に個々のクライアント上のメタデータを更新し、クライアントは常にストレージ内にあるデータの最新情報を知ることができます。TOP |
| Q: |
ファイバーチャネル機器をケーブル接続する場合のルールがありますか？ |
| A: |
ファイバーチャネルには銅と光ファイバーという２種類の異なる材質のケーブルが使われます。銅ケーブルではDB9、またはHSSDCの何れかのコネクタを使用し、有効な接続距離は最長30mです。15mを越える場合は平衡型ケーブルを使用する必要があります。光ケーブルではSC、またはDuplex
SCコネクタを使用します。光ケーブルには2種類の異なるタイプがあり、ひとつはマルチ･モード、他方はシングル･モードです。マルチ･モードは短波長レーザー･トランシーバーを使う際にのみ使用します。一方、シングル･モードのケーブルは長波長レーザーで使用します。マルチ･モードのケーブルには、厚みが62.5ミクロンで有効距離が175m、または厚みが50ミクロンで有効距離が500mのものがあります。長波長レーザー/シングル・モード･ケーブルの有効距離は10kmです。TOP |
| Q: |
ファイバーチャネルには2種類のレーザー･デバイスがあると聞きましたが、どのようなものですか？ |
| A: |
OFC（Optical Fibre
Control）とNon-OFCレーザーが、ファイバーチャネル製品で使われます。OFCでは高出力レーザーが使われますが、ユーザーの眼を保護するためにハンドシェイク制御が行われます。Non-OFCでは低出力のレーザーが使われ、眼に害を与えることはありません。ATTOで販売するMIAは安全対策が組み込まれたOFCです。TOP |
| Q: |
異なるタイプのレーザー･デバイスを接続できますか？ |
| A: |
OFC（Optical Fibre
Control）とNon-OFCは共に、ファイバーチャネル製品で使われることが指定されていますが、これら２つのタイプの間に互換性はありません。Non-OFCには対応するハンドシェイク制御がないので、相互運用は禁じられています。長波長と短波長のレーザーでも同様です、これら２つのタイプを混用することもできません。TOP |
| Q: |
レーザーを使う上で危険はありませんか？ |
| A: |
方法は異なりますが、OFC、Non-OFC共に安全策が施されています。OFCは高出力レーザーを使うため、ハンドシェイク機構が採用されており、ユーザーの眼を保護するために、コネクタが抜かれるとレーザーの出力は停止します。Non-OFCは低出力レーザーを使うため眼に対して安全で、保護機構は不要です。データ転送中かどうか不明の時は、レーザーの検査は絶対に行わないで下さい。TOP |
| Q: |
GBICとは何ですか？ |
| A: |
GBICはGigabit
Interface Converterの略で、ファイバーチャネル･デバイスのソケットに差し込んで使用する、取り外し可能なトランシーバ･ユニットです。ファイバーチャネル･ケーブルはこのGBICに接続します。GBICソケットを備えたデバイスでは、GBICを取り換えるだけで銅ケーブル（DB9/HSSDC)や光ケーブル接続に対応することができます。GBICは汎用で、どのベンダーのファイバーチャネル･デバイスでも共通に使用することができます。光GBICには短波長用（有効距離500m）と、長波長用（有効距離10km）があります。GBICは信号を通す以外の機能はありません。TOP |
| Q: |
MIAとは何ですか？ |
| A: |
MIAはMedia
Interface Adapterの略で、ファイバーチャネル･デバイスの銅ケーブル用出力信号（DB9コネクタ使用）を光信号に変換するコンバータです。現在入手可能なMIAは短波長レーザー用のみで、有効な接続距離は500mになります。TOP |
| Q: |
以前購入したファイバーチャネル･ホストアダプタの正確なモデル名を知る方法がありますか？ |
| A: |
ホストアダプタのモデル名を知る方法は幾つかあります。それぞれのExpressPCIホストアダプタのファイバーチャネル･コントローラ･チップに張られたステッカでモデルを知ることができます。ホストアダプタがMacにインストール済みで直接確認できない場合は、ATTO
Express ProToolsアプリケーションを使用します。左側ウィンドウの中のATTO
Technology busをダブルクリックすると、モデル名が左側の４行下に表示されます。ホストアダプタがPCにインストール済みで直接確認できない場合は、コンピュータをブートし、ATTOコンフィグレーション･プログラム起動の確認メッセージが表示されたらCtrl-Zをタイプします。ホストアダプタ･コンフィグレーション･オプションを選択し、以下の順にオプションを選択します：
<Adapter Menu> <Configure Adapter Channel>。ページの先頭にモデル名が表示されます。TOP |
| Q: |
ATTOホストアダプタに接続されているファイバーチャネル･ドライブからブートできますか？ |
| A: |
PC、Macどちらもブート可能です。詳細な説明はインストレーション･マニュアルと、ファームウェア/ドライバに付属のReadmeファイルに記載されています。TOP |
| Q: |
現在のファイバーチャネルの転送レートは2.125ギガビット/秒ですが、真のパフォーマンスはどの程度ですか？ |
| A: |
ファイバーチャネル･ポートのピーク性能は2.125ギガビット/秒（200メガバイト/秒）です。ファイバーチャネル･アダプタは、データを2048バイトのフレームに分割しバースト転送します。ピーク性能を維持できるかどうかはシステムやアプリケーションに依存しますが、この中にはフレーム処理のオーバーヘッドや、ホストPCI
バスやネットワーク･トポロジー（fabric/loop）のバースト能力が含まれます。高いパフォーマンスの環境では、バッファ間転送のための待ち時間がクリティカルなパフォーマンス･パラメータのひとつになります。ノードからノードへデータを送る際に、リソースの所有権を設定するロック管理アルゴリズムにかかる時間が問題になります。ファイバーチャネルでは、ホストのDMA処理とハードウェアのプロトコル処理を緊密に連携させているため、この待ち時間が低く抑えられています。ホスト･バスの不適切な使用がパフォーマンスの問題となることがあります。PCI
アダプタがパフォーマンスを発揮するには、PCI
が十分なバースト･サイズを提供できなければなりません。TOP |
