Von: Dirk Pelzer
Zwei Netzteile, der kleine Formfaktor von nur einer Höheneinheit und 16 Anschlüsse im Small-Form-Factor-Pluggable-Design (SFP) sind die hervorstechendsten äußeren Merkmale der "SANbox 2" von Qlogic. Interessanter sind jedoch die inneren Werte des Systems. So war der amerikanische Hersteller als einer der ersten in der Lage, einen Fibre-Channel-Switch (FC) mit 2-GBit/s-Technik auf den Markt zu bringen. Damit sind unidirektionale Datendurchsätze von mehr als 200 MByte/s möglich. Für den gesamten Switch verspricht Qlogic eine aggregierte Bandbreite von 64 GBit/s im Vollduplexbetrieb.
Die SANbox 2 ist durchgängig mit einer Crossbar-Switching-Architektur aufgebaut und verfügt über einen einzigen Application Specific Integrated Circuit (ASIC) mit 16 Ports. Der Buffer-Speicher für jeden Port ist direkt in den ASIC integriert. Jeder Switchport verfügt zudem über zwölf garantierte Buffer Credits. Dieser Wert spielt insbesondere für Verbindungen über lange Strecken eine wichtige Rolle. Um etwa eine Distanz von zehn Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 2 GBit/s bei maximalem Durchsatz zu überbrücken, werden mindestens zehn Buffer Credits zu je 2 KByte Größe benötigt. Sind noch größere Entfernungen zu überwinden, bietet Qlogic die Möglichkeit, die Buffer Credits zu erhöhen. Sie werden einfach intern umverteilt von "Geber"-Ports auf den gewünschten "WAN"-Port.
Management per Java
Das Betriebssystem des Switches wird auf einem Pentium-Prozessor mit 266 MHz ausgeführt. Da diese CPU nicht an den Switching-Aufgaben beteiligt ist, stellt die geringe Taktfrequenz kein Problem dar. Die Verwaltung der SANbox 2 erfolgt entweder per Telnet, über die serielle Schnittstelle auf der Rückseite oder über die mitgelieferte Java-Applikation "SANsurfer 2". Diese Software stellt die SAN-Topologie einer Fabric grafisch dar. Für jeden Switch sind Informationen über die Ports, die Zoneneinteilung und den Name-Server abrufbar. Die Konfiguration von Zonen ist ebenfalls ein Einsatzgebiet des Tools. Auch lassen sich damit die Einstellungen für jeden einzelnen Port festlegen, zum Beispiel die Übertragungsgeschwindigkeit, der Port-Typ (F, FL und TL) und die Buffer Credits. Zudem kann der Administrator Chassis-bezogene Parameter wie die Domain ID oder IP- und SNMP-Einstellungen konfigurieren. Die umfangreichen Port-Statistiken stellt das Tool nur tabellarisch dar, eine grafische Auswertung ist nicht möglich.
Im Testlabor
Im SAN-Testlabor der NetworkWorld interessierten wir uns vor allem für die Handhabung der SANbox, überprüften aber auch einige Leistungswerte. Zu diesem Zweck stand uns der Lastgenerator und Analyzer "Smartbits 600" von Spirent Communications mit einem 2-GBit/s-Smartmetrics-Einschub zur Verfügung. Dieses Modul verfügt über zwei Ports, mit denen wir Durchsatz und Latenz zwischen zwei Ports der SANbox 2 prüften.
Für die Durchsatzmessung wurde der Smartbits so eingestellt, dass er die in SANs häufig anzutreffende Frame-Länge von 2148 Bytes verwendet. Als Fibre-Channel-Protokoll wählten wir FC-2 mit Class 3 Traffic. Für den Test konfigurierten wir einen unidirektionalen Datenfluss zwischen den beiden beteiligten Ports. Jeder Messdurchgang dauerte 60 Sekunden. Der maximal erreichbare Datendurchsatz in dieser Konfiguration betrug 210,15 MByte/s, wobei erwartungsgemäß kein einziger Frame verloren ging. Dies entspricht der maximal erzielbaren Geschwindigkeit von 1,581 GBit/s. Die volle Bandbreite von 2 GBit/s ist nicht erreichbar, weil das FC-Protokoll vorschreibt, dass zwischen zwei Frames mindestens 24 Bytes, der so genannte Inter-Frame-Gap, liegen müssen.
Ähnlich gute Werte erzielte die SANbox 2 bei der Latenz, wobei sich die gemessenen Werte zwischen 400 und 500 Nanosekunden bewegten. Die Angabe von Qlogic, dass die Latenz unter 400 Nanosekunden liegt, ließ sich in unserer Testumgebung nicht verifizieren. Aber auch 500 Nanosekunden stellen einen ausgezeichneten Wert dar, der selbst bei Anwendungen mit Echtzeitanforderungen nicht negativ ins Gewicht fallen dürfte.
Um zu sehen, wie sich Durchsatz und Latenz in einer Fabric mit mehreren Switches verhalten, setzten wir eine zweite SANbox 2 ein. Die beiden Switches wurden über einen 2-GBit/s-Inter-Switch-Link (ISL) miteinander verbunden und je ein Kanal des Smartbits-Analyzers mit einem Port auf jedem Switch verbunden. Ansonsten waren die Messbedingungen identisch. Während der Durchsatz mit 210,15 MByte/s unverändert blieb, erhöhte sich die Latenz. Sie schwankte nun je nach Last zwischen 700 Nanosekunden und vergleichsweise langen 84,5 Mikrosekunden. Der zuletzt genannte Wert trat dann auf, wenn der Port mit maximaler Datenrate betrieben wurde. Möglicherweise kam es hier zu einer Überlastung des ISL. Allerdings war der Durchsatz davon nicht betroffen, und es gingen auch keine Pakete verloren.
Nach Angaben von Qlogic wurden bei bisher durchgeführten Tests keine derart hohen Werte gemessen. Dass die Latenz mit ISL-Verbindungen bei vollem Durchsatz ansteigt, könnte laut Hersteller am zusätzlichen ISL-Management-Traffic liegen. Abhilfe ließe sich durch zusätzliche Inter-Switch-Links schaffen.
Was die Bedienung anbelangt, hinterließ das Java-basierte Tool einen zwiespältigen Eindruck. Die Oberfläche machte einerseits einen aufgeräumten und durchdachten Eindruck. Andererseits enttäuschte, dass sich mit ihr nur eine Untermenge der Funktionen des Switches steuern lässt. So konnten wir beispielsweise nur Soft-Zonen konfigurieren. Hard-Zonen mussten über das Command Line Interface (CLI) eingerichtet werden. Laut Qlogic soll es mit der seit kurzem verfügbaren Firmware 1.2 und SANsurfer ab Version 2.x möglich sein, über die GUI (Graphical User Interface) zwei Arten von Hard-Zonen einzurichten: Access Control Lists und Virtual Private Fabrics.
Vermisst haben wir eine grafische Darstellung von Performance-Werten. Die Software erfasst zwar zahlreiche Leistungsdaten in Tabellenform, eine weitergehende Auswertung über die GUI ist aber nicht möglich. Hilfreich wäre zudem eine Funktion, um im laufenden Betrieb kritische Schwellwerte des Switches zu identifizieren und bei Überschreiten einen Alarm auszulösen.
Das CLI der SANbox 2 ist sehr logisch aufgebaut. Gefallen hat uns insbesondere, dass der Systemverwalter erst explizit in einen Administrationsmodus umschalten muss, bevor er eine Konfigurationsänderung vornehmen kann. Das trägt dazu bei, Fehlerquellen zu minimieren.
Fazit
Die ersten Performance-Tests der SANbox 2 von Qlogic, die wir mit dem Smartbits 600 und den neuen 2-GBits/s-Fibre-Channel-Modulen durchführten, bestätigen die Leistungsfähigkeit der neuen Technik. Lediglich die hohe Latenzzeit beim ISL-Test fiel negativ auf. Verbesserungen sind bei der Java-basierten Managementkonsole des Switches nötig, die bislang nur über eingeschränkte Konfigurationsmöglichkeiten verfügt. Konkurrenzprodukte haben in diesem Bereich derzeit die Nase vorn. Wer jedoch auf grafische Oberflächen verzichten kann und ohnehin lieber über die Kommandozeile administriert, findet in der SANbox 2 einen leistungsfähigen Fibre-Channel-Switch in aktueller 2-GBit/s-Technik. (cl)
Zur Person
DIPL.-ING. DIRK PELZER
ist freiberuflicher Consultant und Journalist in München. Er beschäftigt sich mit Speichernetzwerken und hochverfügbaren Rechnersystemen.