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解讀主流廠商FCoE方案
2011-04-29   TT網絡

FCoE,即在以太網上傳輸Fiber Channel Protocol (FCP)數據包,其目的是提供I/O整合,減少數據中心網絡的復雜性。

FCoE通過10Gb增強以太網技術變成現實,它是利用DCB實現以太網增強功能的第一個主要應用。10Gb增強以太網通常稱為數據中心橋接(Data Center Bridging,DCB)或融合增強型以太網(Converged Enhanced Ethernet,CEE)。IEEE 802.1工作組的DCB任務組負責制定相關規范,DCB在傳統10Gb以太網架構上增加了如下功能,能夠用來部署所有應用在單一基礎設施上運行的融合網絡(converged network):

802.1Qbb基于優先級的流量控制(Priority-based flow control,PFC),用于實現無損以太網(lossless Ethernet)。

802.1Qaz增強的傳輸選擇(Enhanced transmission selection,ETS),用于在相同的連接中傳輸多種類型的流量。

802.1Qaz數據中心橋接交換(Data Center Bridging Capability Exchange Protocol,DCBX)協議用于保證PFC和ETS參數的一致性。

另一個需要提及的IEEE標準就是802.1Qau,它提供了擁塞通知機制(Congestion Notification),為端到端FCoE(End-to-End FCoE)提供了支持。當數據接收節點檢測到它正在接近將開始丟棄輸入數據包的臨界點時,就會發送消息給目前正在發送數據包的所有節點,發送節點會降低它們的傳輸速率。當擁塞清除之后,數據接收節點會發送消息通知發送者恢復全速率發送。

基于DCB的FCoE實現

主流廠商FCoE方案拓撲

FCoE是FC網絡技術的自然演化,通過匯聚的單一網絡存儲技術,FCoE實現了從服務器到交換機到存儲共享相同的融合網絡結構,為整合數據中心服務器I/O、網絡設備以及存儲提供了巨大幫助。實現端到端的FCoE,需要對主機層、網絡層、存儲層的硬件設備做出相應的調整,FCoE的日常維護和FC SAN并無太大差別。

主流廠商FCoE方案拓撲

CNA

CNA(Converged network adapters)融合網絡適配器,10 Gbps FCoE/CEE CNA卡提供了更強大的服務器I/O整合功能,能夠和現有的光纖通道和以太網環境無縫集成;幫助減少數據中心服務器中使用的適配器數量,進而減少線纜和相應的交換機端口數,降低總成本。

Brocade,Emulex和QLogic公司都生產單端口及雙端口CNA卡,對外提供的接口和FC HBA卡相同,使用普通的LC-LC的光纖線就可以連接CNA卡和對端的FCoE交換機。

Server

 

在機架服務器上安裝CNA卡和FC HBA卡沒有任何不同,都是在PCI Express (PCIe)插槽中安裝硬件,然后在OS下安裝對應的驅動程序即可。

有些版本的操作系統,比如SuSE Linux11 SP1和vSphere 4.1,已經包含了CNA卡驅動程序,在OS安裝過程中會自動安裝相應的驅動程序。CNA卡在操作系統下對應兩種設備,分別是以太網網卡和FC HBA卡,配置管理和之前并無任何區別。

FCoE Switch

支持DCB和FCoE,包括10Gb以太網CEE端口和8Gb Fiber Channel端口,能夠處理所有的LAN和SAN流量。CEE端口安裝10Gb以太網SFP+光收發器后可以上連匯聚萬兆以太網交換機,Fiber Channel端口安裝8Gb FC SFP+光收發器后可以上連現有SAN網絡中的FC Switch。通過將原有的網絡交換機和FC交換機整合為FCoE交換機,網絡設備及連接線都減少為原來的1/2。

主要的FC交換機廠商Brocade和Cisco的FC交換機產品線中目前只有部分產品支持FCoE,如Brocade 8000和Cisco Nexus 5000。

部署FCoE還缺什么?

目前最普遍的FCoE路徑是從服務器到FCoE接入交換機,FCoE接入交換機分割以太網局域網與FC光纖SAN之間的傳輸。SAN數據流量直接通過FC連接到現有的FC交換機和存儲陣列,也就是說僅服務器與交換機之間的訪問層是10GbE網絡,而目前只有極少IT廠商擁有從前端服務器到后端磁盤陣列全路徑的FCoE通路。

FCoE全功能的標準FC-BB-5已經發布,IEEE 802.1 DCB功能在去年也都開發完成,發布只是時間問題,基于DCB實現FCoE在理論層面已不存在障礙。目前支持FCoE的大都是存儲網絡設備廠商,其提供的FCoE解決方案在設備兼容性、架構拓展性方面還有待完善,目前普遍存在的端到端FCoE(End-to-End FCoE)、FCoE多跳(FCoE Multi-Hop)問題,需要廠商基于現有FCoE標準和IEEE草案進行更多研發投入。產品功能完善后,能夠對普及起到幫助作用的就是成本的降低,目前我們正處于產品功能完善的階段,在數據中心部署更為復雜、擴展性更好的FCoE架構需要進行更為深入的測試,同時也意味著需要投入更多的成本。

事實上,一種技術很難完全替代另一種技術,基于企業的特定需求,每種技術都會找到自己的一席之地。企業利用FCoE能夠保持并演進現有的光纖通道設備,在保護FC基礎設施上投資的基礎上讓數據中心運行效率更高,成本效益更好。對于沒有使用FC SAN存儲網絡環境的企業來講,也可以通過iSCSI和NAS享受到融合以太網網絡所帶來的諸多效益。

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