TCP Offload Engine (TOE) & iSCSI

Bei der Verwendung von Clustering über iSCSI kommen völlig neue Anforderungen an eine NIC (Netzwerkarte). Es läuft nun nicht nur der Netzwerktraffic eines Servers über eine (separate) NIC, um Clientanfragen abzuarbeiten, sondern auch der Backendverkehr vom Server zu einer Storage Box.

Um die CPU zu entlasten und einen höheren Durchsatz zu erreichen, gibt es die Möglichkeit den TCP/IP Overhead, den i.d.R. der TCP/IP Stack des OS verarbeitet, auf die NIC (sog. TOE NIC) zu verlagern. Dieses Verfahren nennt sich TCP Offload Engine (TOE) und schafft neben einer Entlastung der CPU eine effizientere Verarbeitung der Nutzdaten, sei es LAN Traffic oder iSCSI Payload.

Damit das TCP Offloading auf Windows Servern funktioniert, benötigt man neben einer TOE NIC auf 2K3 Servern <SP2 das Scalable Networking Pack (KB 912222), welches im SP2 enthalten ist. Microsoft spricht in dem Zusammenhang aus OS Sicht von TCP Chimney Offload, das weitere Aspekte beinhaltet (NetDMA/RDMA, RSS etc.).

In Zeiten von Gigabit Ethernet (1GbE/10GbE) ist TOE eine wünschenswerte Entwicklung, um den Flaschenhals NIC/CPU zu entlasten, allerdings bedeutet dies eine signifikante Veränderung der NDIS Architektur (2K3
In Verbindung mit NIC Teaming bringt einem TOE echtes Potenzial für Performancesteigerungen.

Im iSCSI Anwendungsfall auf Windows Cluster empfehle ich aus technischer Sicht anstatt von TOE NICs den Einsatz von iSCSI HBAs (Full iSCSI Offload HBA), die nochmals eine Steigerung des Durchsatzes/der IOPS schaffen, da diese rein für iSCSI Traffic optimiert sind. Zudem verwenden iSCSI HBAs wie auch FC HBAs den Storport Treiber und nicht den Windows Netzwerk Stack.
iSCSI HBAs sind nicht unbedingt billiger als FC HBAs, aber man spart sich immer noch die FC Switche

Stay tuned,
N.Own