مقایسه میان کارت های شبکه HBA ،NIC و CAN

HBA ،NIC و CAN هر سه آداپتورهای شبکه ای هستند که سایر تجهیزات را به ذخیره سازها و به طور کلی شبکه متصل می نمایند. اما این سه با یکدیگر تفاوت هایی دارند که در این مقاله به بررسی “مقایسه میان کارت های شبکه HBA ،NIC و CAN” خواهیم پرداخت. ابتدا هر یک را جداگانه و به طور مختصر برایتان شرح می دهیم و سپس به مقایسه هر سه آن ها خواهیم پرداخت. 

HBA چیست؟

HBA مخفف Short for host bus adapter و یک صفحه مدار یا آداپتور مدار مجتمع است، که پردازش ورودی/خروجی را امکان پذیر می کند. همچنین اتصال فیزیکی بین سرور یا گذرگاه ورودی و خروجی میزبان، ذخیره سازی یا سایر دستگاه های شبکه را در یک سیستم ذخیره سازی مانند SAN (شبکه Storage Area Network) یا شبکه DAS (Direct-Attached Storage) فراهم می کند. با استفاده از کارت HBA، ریز پردازنده میزبان وظایف ذخیره داده ها و بازیابی داده ها می تواند تا حد زیادی تسکین یابد.

اگرچه کارت HBA در انواع اتصالات به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است، اما بیشتر برای اتصالات پروتکل فیبر (FC)، iSCSI (Internet Small Computer System Interface) و (SAS (Serial Attached SCSI استفاده می شود. طبق پروتکل پشتیبانی شده، انواع مختلفی از کارت HBA مانند کارت FC HBA، کارت iSCSI HBA و کارت SAS HBA وجود دارد.

HBA یا Host Bus Adapter یک کارت سخت‌افزاری است که برای اتصال یک سرور یا کامپیوتر به شبکه‌ی ذخیره‌سازی (SAN Storage Area Network) مورد استفاده قرار می‌گیرد. وظیفه‌ اصلی HBA این است که ارتباط بین سیستم‌ عامل میزبان و دستگاه‌ های ذخیره‌سازی (مانند استوریج‌های مبتنی بر Fiber Channel یا iSCSI) را مدیریت کند. این آداپتور مانند یک پل عمل می‌کند که داده‌ ها را از گذرگاه داخلی سرور (مثلاً PCIe) گرفته و به پروتکل‌ های شبکه‌ ذخیره‌سازی تبدیل می‌ کند.

هر HBA یک یا چند پورت فیزیکی دارد که به سوئیچ SAN یا مستقیماً به استوریج متصل می‌شود. این کارت معمولاً بار پردازش پروتکل ذخیره‌ سازی را از روی CPU سرور برداشته و با پردازنده‌ داخلی خود مدیریت می‌کند، به همین دلیل عملکرد بسیار بهتری نسبت به کارت‌های شبکه معمولی برای کار با داده‌های حجیم دارد.

HBAها از پروتکل‌های مختلف پشتیبانی می‌کنند؛ رایج‌ترین آنها Fiber Channel HBA برای شبکه‌های FC و iSCSI HBA برای ارتباط از طریق IP هستند. استفاده از HBA باعث افزایش کارایی، کاهش تأخیر و بهبود قابلیت اطمینان در محیط‌های ذخیره‌ سازی می‌شود، به همین دلیل بیشتر در مراکز داده و سرورهای سازمانی استفاده می‌شود که نیاز به سرعت بالا و انتقال مطمئن داده دارند.

این آداپتورها همچنین قابلیت‌هایی مانند پشتیبانی از چندین مسیر (Multi-pathing) برای افزونگی و توزیع بار، و مدیریت مستقل پروتکل‌ها را فراهم می‌کنند. در مقایسه با NICهای معمولی، HBA به طور تخصصی برای کار با شبکه‌های ذخیره‌سازی طراحی شده و نمی‌تواند ترافیک IP معمولی را مدیریت کند.

کارت رابط شبکه یا NIC چیست؟

کارت رابط شبکه و یا NIC، که به عنوان کارت LAN (شبکه محلی) یا آداپتور شبکه نیز نامیده می شود. این یک صفحه مدار است که دستگاه هایی مانند رایانه ها و سرورهای شبکه را به هم متصل کند.به عبارتی می توان گفت کارت رابط شبکه یا Network Interface Card (NIC) سخت‌افزاری است که دستگاه‌هایی مانند کامپیوتر، سرور یا پرینتر را به شبکه متصل می‌کند و داده‌ها را میان سیستم و رسانه انتقال (کابل یا بی‌سیم) جابه‌جا می‌کند.

این کارت داده‌های دیجیتال سیستم را به سیگنال‌های الکتریکی، نوری یا بی‌سیم تبدیل کرده و برعکس این فرایند را نیز انجام می‌دهد. هر NIC یک آدرس منحصر به‌ فرد به نام MAC Address دارد که برای شناسایی در شبکه استفاده می‌شود. هنگام ارسال داده، NIC آن را در قالب فریم قرار می‌دهد (Encapsulation) و هنگام دریافت، فریم را باز کرده و داده را به سیستم‌ عامل تحویل می‌دهد (Decapsulation). همچنین NIC با داشتن بافر داخلی داده‌ ها را موقتاً ذخیره می‌کند تا از ازدحام جلوگیری شود و در کنار آن، کنترل خطا و مدیریت جریان را انجام می‌دهد.

NIC در انواع مختلفی وجود دارد: سیمی (Ethernet) برای اتصال با کابل، بی‌سیم (Wireless) برای اتصال به شبکه‌های Wi-Fi و مجازی که در ماشین‌های مجازی استفاده می‌شود. اجزای اصلی آن شامل کنترلر شبکه، حافظه بافر، مبدل سیگنال (Transceiver) و کانکتور فیزیکی مثل پورت RJ-45 یا آنتن بی‌سیم است.

این کارت از پروتکل‌هایی مثل Ethernet یا Wi-Fi پشتیبانی می‌کند و ویژگی‌هایی مانند سرعت انتقال (مثلاً 1Gbps یا 10Gbps)، حالت‌های Full Duplex یا Half Duplex و نوع رابط با سیستم (مانند PCIe یا Onboard) را دارد. به طور خلاصه، NIC پل ارتباطی میان لایه نرم‌افزاری سیستم و رسانه فیزیکی شبکه است و بدون آن، دستگاه نمی‌تواند به شبکه متصل شود. جهت آشنایی بیشتر با کارت های رابط شبکه حتماً مقاله زیر را مطالعه فرمایید:

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید کارت های شبکه (NIC)

آداپتور شبکه همگرا یا CNA چیست؟

آداپتور شبکه همگرا یا CNA، به عنوان یک کنترلر رابط شبکه همگرا (C-NIC) نیز شناخته می شود. همانطور که از نام آن مشخص است، سخت افزاری است که می تواند عملکردهای HBA و NIC را با هم متحد کند. از طرف دیگر، کارت های CNA، با رابط های PCIe، اتصال و انتقال داده را بین دستگاه های ذخیره سازی یا سرورها و SAN های مبتنی بر FC فراهم می کند. همچنین، مستقیماً ترافیک اترنت را از همان دستگاه های شبکه به شبکه های محلی منتقل می کند.

آداپتور شبکه همگرا یا Converged Network Adapter (CNA) ترکیبی از عملکرد کارت شبکه (NIC) و آداپتور کانال فیبر (HBA) را در یک دستگاه ارائه می‌دهد. هدف اصلی آن این است که داده‌های شبکه (LAN) و داده‌های ذخیره‌سازی (SAN) را از طریق یک زیرساخت اترنت مشترک منتقل کند. این قابلیت باعث می‌شود سازمان‌ها به‌ جای استفاده از دو شبکه مجزا (یکی برای ترافیک شبکه و دیگری برای ذخیره‌سازی)، بتوانند همه را روی یک شبکه همگرا با تکنولوژی FCoE (Fiber Channel over Ethernet) مدیریت کنند.

CNA داده‌ها را طوری پردازش می‌کند که هم بتواند پروتکل‌های IP را برای ارتباطات شبکه پشتیبانی کند و هم پروتکل Fiber Channel را برای دسترسی به ذخیره‌سازها اجرا نماید. این کار علاوه بر ساده‌سازی زیرساخت، باعث کاهش هزینه تجهیزات، کابل‌کشی و مصرف انرژی می‌شود. از لحاظ سخت‌افزاری، CNA شامل یک کنترلر پیشرفته است که همزمان قابلیت‌های NIC (برای اترنت) و HBA (برای SAN) را دارد، به‌طوری‌که سرورها بدون نیاز به کارت‌های جداگانه برای شبکه و ذخیره‌سازی می‌توانند از یک آداپتور واحد استفاده کنند.

به دلیل این ویژگی‌ها، CNA بیشتر در مراکز داده (Data Centers) و محیط‌های سروری Enterprise استفاده می‌شود که نیاز به کارایی بالا، پهنای باند زیاد و مدیریت ساده دارند. این آداپتورها از استانداردهایی مثل 10GbE یا 25GbE Ethernet و تکنولوژی‌هایی مثل FCoE پشتیبانی می‌کنند تا داده‌های LAN و SAN را روی یک شبکه‌ی پرسرعت جا به‌ جا کنند.

مقایسه میان کارت های شبکه HBA ،NIC و CAN:

HBA ،NIC و CAN قادر به پردازش داده ها و اتصال فیزیکی دستگاه ها هستند. اما این کارت ها با ویژگی های منحصر به فرد و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

• کارت HBA: همانطور که در بالا اشاره کردیم، از انواع مختلفی از کارت های HBA برای پشتیبانی از پروتکل های مختلف استفاده می شود. برای مثال FC HBA، به طور معمول در یک سرور HBA قرار می گیرد و از طریق کابل فیبر نوری به یک سوئیچ شبکه فیبر متصل می شود. عموماً از کارت FC HBA در یک شبکه FC SAN استفاده می شود. این کارت شبکه برعکس NIC، برای ارتباط با شبکه‌های ذخیره‌سازی (SAN) استفاده می‌شود. این کارت، داده‌ها را از گذرگاه داخلی سرور گرفته و به پروتکل‌هایی مانند Fibre Channel یا iSCSI تبدیل می‌کند تا بتواند با استوریج‌ها ارتباط برقرار کند. HBA برای انتقال داده‌های حجیم و حساس به تأخیر طراحی شده و معمولاً پردازش پروتکل‌های ذخیره‌سازی را خودش انجام می‌دهد تا فشار از روی CPU برداشته شود. در حالی که کارت iSCSI HBA، با یک پورت RJ45 یا یک پورت فیبر ارائه می شود، که می تواند به کابل شبکه معمولی و یا کابل فیبر نوری متصل شود. با ارسال دستورات SCSI به دستگاه های ذخیره سازی در سرورهای از راه دور از طریق شبکه TCP / IP، کارت iSCSI HBA اغلب در شبکه IP SAN مبتنی بر iSCSI پذیرفته می شود. در مورد SAS HBA، با استفاده از مجموعه دستورات SCSI، برای اتصال SATA (پیوست فن آوری پیشرفته سریال) یا دستگاه های سازگار SAS مستقر شده است.

• کارت NIC: براساس پروتکل اینترنت (IP)، کارت رابط شبکه در دو نوع یافت می شود که شامل پورت های نوری یا پورت های الکتریکی می باشد. اگر بخواهیم کارت HBA را با کارت NIC مقایسه کنیم به این صورت است که دومی معمولاً از طریق کابل فیبر نوری به سوئیچ اترنت متصل می شود. امروزه بیشتر کارت های سنتی NIC در بازار دارای پروتکل های iSCSI و NAS هستند که می توانند در شبکه های SAN و NAS اعمال شوند. درواقع می توان گفت NIC یک کارت شبکه‌ معمولی است که برای اتصال دستگاه‌ ها به شبکه‌های داده مثل LAN یا اینترنت استفاده می‌شود. این کارت از پروتکل‌های TCP/IP پشتیبانی می‌کند و برای ترافیک معمولی شبکه طراحی شده است، بنابراین تنها کارش انتقال داده‌های شبکه است و هیچ قابلیت اختصاصی برای دسترسی به ذخیره‌سازها ندارد.

• کارت CAN: کارت آداپتور شبکه CAN می تواند عملکرد هر دو آداپتور دیگر یعنی HBA و NIC را ترکیب کند و از پروتکل های FC و Ethernet در یک پورت رابط پشتیبانی کند. به طور معمول، اترنت برای شبکه های TCP / IP و برای شبکه های ذخیره سازی استفاده می شود. با یک کارت CNA، کانال فیبر مستقیماً از طریق اترنت به یک درگاه اترنت روی یک سوئیچ فعال شده FCoE منتقل می شود. سپس سوئیچ همگرا ترافیک FC را به FC SAN و ترافیک اترنت را به LAN تبدیل می کند. این آداپتور هم می‌تواند ترافیک شبکه‌های داده (LAN) را مدیریت کند و هم ارتباط با شبکه‌های ذخیره‌سازی (SAN) را از طریق فناوری FCoE (Fibre Channel over Ethernet) فراهم می‌کند. به این ترتیب، CNA باعث ساده‌سازی زیرساخت، کاهش تعداد کارت‌ ها، کابل‌ ها و هزینه‌ ها می‌ شود. این گزینه بیشتر در مراکز داده با زیرساخت‌های مدرن استفاده می‌ شود که شبکه و ذخیره‌سازی را روی یک بستر اترنت پرسرعت ادغام کرده‌ اند.

همانطور که نمودار فوق نشان می دهد، اگر شبکه ای بدون CNA باشد، سرورها باید حداقل دارای دو آداپتور باشند یعنی FC HBA برای اتصال سرور به شبکه ذخیره سازی و کارت NIC برای اتصال سرور به LAN.

بنابراین در مرکز داده SAN، استفاده از کارت های CNA ترجیح داده می شود که می تواند با کارت آداپتور، کابل و پورت سوئیچ کمتر، هزینه ها را کاهش دهد. به خصوص، در یک شبکه با چگالی بالا، CNA ها به کاهش پیچیدگی مدیریت کمک می کنند زیرا فقط یک اتصال و یک کابل برای مدیریت وجود دارد.

نتیجه گیری:

با بیان تفاوت میان HBA ،NIC و CAN که در بالا ذکر شد، به راحتی می توان دریافت که کارت های HBA ،NIC و CAN همه ویژگی های خاص خود را دارند که متناسب با آن می توان دریافت که از چه نوع کارتی می توان استفاده کرد. البته انتخاب از میان کارت های HBA ،NIC و CAN نه تنها به پروتکل های کارت های پشتیبانی شده بلکه به بودجه شما نیز بستگی دارد.

HBA ،NIC و CAN هر سه ابزار حیاتی برای اتصال سرورها و دستگاه‌ها به شبکه هستند، اما هرکدام برای هدف متفاوتی طراحی شده‌اند. NIC ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع است که برای ارتباط با شبکه‌های داده (LAN) استفاده می‌شود و برای ترافیک اینترنت یا شبکه داخلی کافی است. HBA یک آداپتور تخصصی برای اتصال به شبکه‌های ذخیره‌سازی (SAN) است که انتقال داده‌های حجیم را با کارایی بالا و تأخیر کم تضمین می‌کند، بنابراین برای محیط‌های سازمانی و مراکز داده ضروری است.

CNA در واقع نسل پیشرفته‌تری است که با ترکیب قابلیت‌های NIC و HBA، امکان استفاده از یک زیرساخت همگرا را فراهم می‌کند؛ این امر هزینه و پیچیدگی را کاهش داده و مدیریت شبکه را ساده‌تر می‌کند. به طور خلاصه، انتخاب بین این سه بستگی به نیاز شبکه دارد: برای شبکه‌های ساده، NIC کافی است. برای شبکه‌های ذخیره‌سازی، HBA لازم است و برای مراکز داده مدرن که به دنبال همگرایی شبکه و ذخیره‌سازی هستند، CNA بهترین انتخاب محسوب می‌ شود.

امیدواریم مقاله “مقایسه میان کارت های شبکه HBA ،NIC و CAN” برایتان مفید واقع شده باشد ما در این مقاله با بررسی کارت های HBA ،NIC و CAN و همچنین تفاوت میان HBA ،NIC و CAN، در تلاش بوده ایم تا آن ها را به خوبی برایتان شرح دهیم. برای بررسی و مطالعه سایر مقالات ما می توانید به مجله مسترشبکه مراجعه کرده و آنها را مطالعه کنید. از اینکه تا انتهای این مقاله با ما همراه بودید، کمال تشکر و قدردانی را داریم.

بیشتر بخوانید: EDSFF چیست و کاربرد آن در نسل جدید سرورها

قیمت و خرید کارت شبکه