Консолідація LAN і SAN мереж ЦОД на базі протоколів DCB і FCoE

    Мета даної статті — дати читачеві базове розуміння технологій, завдяки яким стало можливим об'єднання двох мереж Ethernet і Fibre Channel (FC). Ці мережі довгі роки будувалися паралельно і супроводжувалися незалежно. Протоколи Data Center Bridging (DCB) і Fibre Channel over Ethernet (FCoE) дозволяють поєднати функції обох на єдиному наборі обладнання, що заощаджує капітальні та операційні витрати на інфраструктуру Центрів Обробки Даних.
 
Ethernet, без сумніву, найпопулярніша на сьогоднішній день мережева технологія. За час існування Ethernet максимальна швидкість передачі даних зросла з 10 Мбіт / с до 100 Гбіт / с. Ethernet витіснив з ринку безліч інших протоколів, за рахунок своєї простоти, дешевизни і широкої підтримки мережевої індустрією. У Ethernet мережах допустимі втрати переданих даних, що категорично неприйнятно для мереж Fibre Channel. DCB — технологія «поліпшення» Ethernet, яка забезпечує транспортування даних без втрат. FCoE — протокол транспорту FC через «покращений» Ethernet.
 
Хоча DCB і FCoE використовуються спільно для побудови цілісного рішення, це дві різні технології, і ми розглянемо їх окремо
  
 
 

Технологія Data Center Bridging (DCB)

Що ж вимагається від Ethernet, щоб забезпечити його застосовність для транспорту FC? Це питання було предметом пильної уваги мережевої індустрії і розробки стандартів протягом ряду років і для позначення набору удосконалень Ethernet для потреб центрів обробки даних з'явилося кілька термінів:
• CEE (Converged Enhanced Ethernet) — термін, запропонований компанією IBM і активно використовується в рамках процесу стандартизації Fibre Channel over Ethernet
• DCB (Data Center Bridging) — термін, що використовується в процесі стандартизації різних удосконалень Ethernet в комітетах організації IEEE
• DCE ™ (Data Center Ethernet) — термін, що використовується Cisco для позначення архітектури Ethernet нового покоління для задач центрів обробки даних.
 
Для позначення «поліпшеного Ethernet» надалі в статті буде використовуватися термін Data Center Bridging.
 
До основних компонентів рішення Data Center Bridging відносяться:
• Забезпечення транспорту без втрат (lossless Ethernet). Для цього необхідно виконати дві умови:
o Внутрішня архітектура комутатора повинна забезпечувати комутацію даних без втрат. Зокрема, на комутаторах Cisco Nexus це забезпечується з використанням концепції VOQ (Virtual Output Queuing — організація віртуальних вихідних черг), яка передбачає передачу даних через комутаційну матрицю до вихідного порту тільки у випадку, якщо він здатний прийняти ці дані
 
• Повинні існувати механізми управління потоком , які не дозволять відправити у мережу більше інформації даного типу, ніж мережа може передати в конкретний момент часу (аналогічно тому, що забезпечується в мережах Fibre Channel завдяки механізму Buffer-to-buffer Credits). У DCB був створений механізм управління потоком PFC (Priority-based Flow Control, IEEE 802.1Qbb), функціонуючий окремо для кожного класу трафіку і дозволяє призупиняти передачу даних мережі зберігання, не зачіпаючи керуючі дані і клієнт-серверні сесії. Управління смугою , доступною різним типам трафіку. Це необхідно для того, щоб визначити рівні обслуговування, що надаються для різних типів трафіку в консолідованій мережі, і тим самим зробити можливою їх спільну передачу без шкоди для якості. Дане завдання вирішується в архітектурі DCB за допомогою механізму ETS (Enhanced Transmission Selection, IEEE 802.1Qaz).
Автоматичне визначення налаштувань взаємодіючих пристроїв. Це необхідно для автоматичного забезпечення узгоджених налаштувань управління потоком та виділеної смуги для різних типів трафіку, логічного стану «віртуальних смуг» і т.д., а також для визначення того, чи підтримує взаимодействующее пристрій функції DCB, тобто визначення кордону «домену» DCB в рамках мережі Ethernet. Дану задачу вирішує протокол DCBX (Data Center Bridging Exchange), що розробляється в рамках IEEE 802.1Qaz.
 
 

Технологія Fibre Channel over Ethernet (FCoE)

Передача інформації протоколу Fibre Channel через «покращений» Ethernet в архітектурі FCoE відбувається з повним збереженням структури кадрів Fibre Channel — кадри Fibre Channel оснащуються додатковими заголовками і поміщаються всередину кадрів Ethernet.
Необхідно зауважити, що з вимоги передачі (інкапусляціі) кадрів Fibre Channel слід два істотних додаткових вимоги, що пред'являються FCoE до транспорту DCB:
Підтримка великих кадрів Ethernet . Оскільки максимальний розмір кадру Fibre Channel перевищує 2 кілобайт, то він не може бути инкапсулирован в стандартний кадр Ethernet розміром до 1518 байт, тому для передачі Fibre Channel через Ethernet необхідна підтримка кадрів більшого розміру — так званих jumbo frames.
 
Робота на швидкості 10 Гбіт / с і вище . Сучасні сервера, як правило, підключені до мережі зберігання на швидкості 4-8 Гбіт / с, тому, природно, ми не можемо використовувати для консолідованого транспорту швидкості 1 Гбіт / с або нижче.
 
На сьогоднішній день FCoE спільно з DCB мають широке застосування, особливо на рівні підключення серверів до мережі ЦОД, дозволяючи скоротити в два рази кількість мережевих адаптерів і комутаторів, зменшити кабельну інфраструктуру. Технологія консолідації введення-виведення є ефективним способом скорочення витрат на створення та експлуатацію ЦОД, підвищує гнучкість і швидкість розгортання нових сервісів.
 
Додаткові матеріали:
 Комутатори Cisco для ЦОД
 Рішення Cisco для ЦОД
    
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.