|
Введение
Консолидация IT - инфраструктуры в центрах обработки данных, происходит во всех формах. IT - администраторы завязали большую часть инфраструктуры с технологией виртуализации от VMware, Microsoft и Citrix и получают всевозможные преимущества от использования технологий виртуальной среды, также как и от инфраструктуры хранения с виртуализацией программного и аппаратного обеспечения. Теперь IT стремится к консолидации своих сетей, сосредоточившись на реализации единой структуре, и избежать отдельных сетей
LAN, SAN и роста количества межсетевых коммутаторов и ретрансляторов. Консолидации сетей дает возможность уменьшить количество сетевых адаптеров (HBAs, NICs и HCAs) установлены в серверах; сократить количество сетевых кабелей; уменьшить количество используемых свитчей (FC, Ethernet и InfiniBand); уменьшить площадь занимаемую оборудованием дата-центра; рационализировать управление, а также уменьшить потребление энергии.
Чтобы сделать эту консолидацию реальной, ведущие производители систем передачи данных, предлагают усовершенствование стандарта ANSI IEEE 802 и введение новых спецификаций. Эти усовершенствования были названы Enhanced Ethernet (EE), Converged Enhanced Ethernet (CEE), DataCenter Ethernet (DCE) and Lossless Ethernet. Новая спецификация была названа Fibre Channel over Ethernet (
FCoE), и создана при поддержке таких компаний, как Cisco, IBM, EMC, Qlogic, Sun, Emulex и Intel, что позволяет протоколу Fibre Channel работать поверх IP-based Ethernet сети во взаимодействии с другими видами сетевого трафика. FCoE объединяет распространенный протокол Fibre Channel (SAN) и Enhanced Ethernet, что приводит к созданию единой сети, которая разделяет общие технологии физического уровня (оптоволокно, кабели, трансиверы и сетевые интерфейсы). Ратификация Fibre Channel over Ethernet, как стандарта, ожидается, в 2009 году. Проще говоря, Fibre Channel over Ethernet (FCoE) позволяет IT - администраторам запустить трафик Fibre Channel через 10Gbit/sec. Ethernet сети. Кроме того, FCoE может получить высокое распространение, поскольку ИТ - подразделения по своей природе консервативно относятся к расходам, и Fibre Channel over Ethernet позволит им сохранить свои существующие инвестиции в Fibre Channel (SAN) технологии.
Сети будущего
Запуск Fibre Channel через Ethernet имеет смысл. Ethernet распространен повсеместно на предприятии, как в малых, так и средних бизнес сетях. С этим протоколом системные администраторы наиболее знакомы. Появление 10Gbit/sec. Ethernet и оборудования, связанного с этим являются катализатором к консолидации. 10GbE в сочетании дает широкую полосу пропускания, необходимую для поддержки нескольких классов трафика - хранение, IP, IPC и управления - по одному кабелю. Были некоторые технические проблемы по объединению Fibre Channel и 10Gbit/sec. Ethernet. Ethernet отказывается от пакета, в случае перегрузки сети, данное правило допустимо для IP трафика, но недопустимо для Fibre Channel, который требует передачи данных без потерь. Протоколом передачи данных, обычно является протокол SCSI, который работает поверх Fibre Channel, SCSI плохо адаптируется к потере фрагментов и задержкам, связанными с перегрузкой сети. Усовершенствование стандарта IEEE 802 были необходимы для того, чтобы Fibre Channel работал через сети Ethernet и Ethernet передавал данные без потерь. Для того, чтобы решить вопрос о потерях пакетов при передаче данных, заторы и задержки, вендоры, которые вложили огромные инвестиции в Fibre Channel (SANS) предложили усовершенствования для спецификации Ethernet. Эти усовершенствования, повели за собой создание Enhanced Ethernet (EE), для стандарта Ethernet. С EE решает вопрос о потере пакетов, EE также иногда называют Lossless Ethernet.
Enhanced Ethernet (EE): Ethernet функция которого передавать данные без потерь Предлагается EE, как усовершенствование сетей стандарта IEEE 802 построенных на 10GbE. EE предназначен для устранения потерь на втором уровне Ethernet. Четыре новых функций содержатся в EE: Priority Flow Control (PFC); Congestion Notification; DCB Capability Exchange Protocol и Enhanced Transmission Selection (ETS). Ниже приводится определение каждой из этих функций:
|
Функция
|
Описание
|
Назначение
|
|
Priority Flow Control (PFC)
|
Позволяет организовывать передачу пакетов, согласно заданному приоритету
|
Позволяет исключить потерю FC-пакетов, связанных с задержками сети Ethernet
|
|
Congestion Notification
|
Замедление передачи трафика на внешние сети в пользу внутреннего, когда возникают задержки
|
Lossless Ethernet, в котором пакеты не теряются во время заторов
|
|
DCB Capability Exchange Protocol
|
Позволяет Enhanced Ethernet – совместимым устройствам передавать настройки
|
Обеспечивает последовательную передачу конфигурации через сеть
|
|
Enhanced Transmission Selection (ETS)
|
Позволяет низкоприоритетным классам трафика использование имеющейся пропускной способности, неиспользуемой более высокоприоритетным классом трафика
|
Позволяет максимизировать передачу данных через сеть
|
Эти усовершенствования обеспечивают прослойку, которая позволяет запускать Fibre Channel через Ethernet более эффективно и надежно.
Инкапсуляция Fibre Channel в Ethernet
FCoE позволяет Fibre Channel работать через 10Gbit/sec. Ethernet сети без снижения производительности и изменений в стандарте Fibre Channel. Передача Fibre Channel на втором уровне Ethernet TCP снижает накладные расходы, поскольку Enhanced Ethernet предоставляет возможность передавать пакеты без потерь.
В FCoE, FC-пакеты полностью упаковываются в кадры Ethernet. Передаваемые наборы SCSI команд, через Fibre Channel пакет не требует обработки на уровне TCP / IP, в отличии от iSCSI, Fibre Channel over IP (FCIP), а также Internet Fibre Channel Protocol (iFCP).
Развертывание Fibre Channel over Ethernet
Предприятия, стремящаяся, экономить на носителях информации, энергопотреблении и площади, могут либо использовать FCoE частично, или полностью перейти на FCoE, когда они будут создавать архитектуру своих будущих датацентров. Вот несколько сценариев реализации:
Рис.1 "До внедрения FCoE"
На изображении "до" использования конвергенция сетевых адаптеров, отображена ситуация использования множества различных адаптеров. Так до шести адаптеров могли быть установлены в каждом сервере - два избыточных HBAs, которые подключаются к коммутаторам Fibre Channel, два избыточным Gigabit Ethernet NICs, которые подключаются в Ethernet коммутатор, и два избыточных HCAs для кластеризации и подключения к InfiniBand коммутаторам. Слишком много сетевых адаптеров, и слишком много дорогостоящих коммутаторов.
Рис.2 "Гибридное использование"
Рис.3 "Конвергентные сети"
Если мигрировать на сближение архитектуры, то это может упростить конфигурацию сети и сэкономить расходы на системы храния данных и адаптеры, установив консолидированные сетевые адаптеры и будет необходимо, лишь, обеспечение моста между серверами и Fibre Channel, Ethernet и InfiniBand сетями. При этом, данное решение, может не только сократить число адаптеров, установленных в сервере, но и сократить количество систем хранения данных, используемых для подключения каждого сегмента вплоть до 66%.
Заглядывая дальше, когда новые датацентры будут проектироваться, либо перестраиваться ныне существующие, с учетом конвергенции, то вся сетевая инфраструктура может быть построена вголишь на одной паре FCoE сетевых адаптеров, в то время как отдельные Fibre Channel, Gigabit Ethernet и InfiniBand комутаторы будут заменены конвергентными сетевыми коммутаторами, такими, как Brocade DSX либо Cisco Nexus 5000.
Преимущества конвергентных оптоволоконных сетей
Fibre Channel over Ethernet and Enhanced Ethernet не требует больших инвистиций для интеграции в уже существующий аппаратно програмный комплекс, достаточно лишь поставить дополнитеньные маршрутизаторы между существующими Fibre Channel SANS и Ethernet сетями датацентра. Установка конвергентных сетевых адаптеров сокращает издержки на развертывание и управление системами, также уменьшение используемого в датацентре оборудования, ведет к уменьшению затрат на кондиционирование серверных помещений.
Приемущества технологии FCoE:
|
Сохранение существующих инвестиций
|
Не требуется замены существующих Fibre Channel коммутаторов и HBAs; Ethernet коммутаторов и NICs
|
|
Поддержка большого количесва ОС
|
Используется стандартный стэк драйвера, как для Fibre Channel, так и для Ethernet
|
|
Минимизация использования кабелей
|
Отпадает необходимость в прокладке лишних кабелей к системам хранения данных, IP и Fibre Channel работают через один кабель
|
|
Зеленая ИТ-инфраструктура
|
Уменьшение потребляемой электроэнергии, на счет снижения количесва сетевых адаптеров и свитчей
|
|
Минимизация общей площади датацентра
|
Исключение из Rack стоек лишнего комутационного оборудования, замена серверов с 6-ю PCI картами, на меньшие, к примеру, с двумя
|
|
Консолидированное управление
|
Консолидация управления сетями Ethernet и Fibre Channel
|
Storage Strategies NOW видит в FCoE приминение в различных секторах рынка: датацентрах предприятий, где существует потребность в конвергенции сетей, необходимых для поддержки виртуальных или Blade серверных систем, FCoE может сосуществовать с Fibre Channel и IP SANS. Но для малых предприятий переход со стандарта iSCSI на FCoE, окажется достаточночно дорогим, впрочем, как и на Fibre Channel .
Итак подведем итоги:
|
|
Отдельная сеть
|
Конвергентные сети
|
Отдельные сети
|
|
|
1 Gb Ethernet
|
1 Gb Ethernet
|
10Gbit
Ethernet
(FCoE)
|
10Gbit
Ethernet
(FCoE)
|
8/16Gbit Fibre
Channel
|
InfiniBand
|
|
Оптические сети/критичные бизнесс-приложения
|
-
|
-
|
|
+
|
+
|
+
|
|
Датацентры
|
-
|
|
+
|
-
|
-
|
-
|
|
Средние предприятия
|
+
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
|
Малые предприятия
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|