пятница, 13 августа 2010 г.

Конвергированный Ethernet – настоящее и будущее дата-центров

Сети хранения данных (SAN) традиционно строились на базе протокола FC (Fiber Channel), который предоставляет быстрый и надежный транспорт для передачи данных между массивом и подключаемыми серверами. Подключение к системе хранения по FC обеспечивает серверам высочайшую надежность и производительность работы логической дисковой подсистемы, практически не достижимую при использовании локальных жестких дисков. Надежность и предсказуемость сетей хранения базируются на жесткой стандартизации и тщательной технической проработке решений производителями оборудования.

Желание получить дополнительные степени свободы, гибкость и простоту внедрения и использования систем хранения всегда толкало разработчиков в сторону использования возможностей Ethernet, так появились iSCSI и FCoE. Однако сразу было понятно, что то, что как то работает в тестовых лабораториях и непритязательных сетях SMB построенных на дешевых блокируемых коммутаторах Ethernet, неприемлемо для использования в серьезных решениях, сетях передачи данных крупных предприятий или центров обработки данных (ЦОД).

Производители оборудование Ethernet достаточно вольно относятся к соблюдению стандартов, обеспечению качества обслуживания и надежности устройств. По большому счету такие задачи раньше и не ставились, среди пользователей, и даже среди некоторых сетевых инженеров бытовала уверенность, что все проблемы можно решить увеличением пропускной способности, и что всех нас спасет переход на 100Мегабит, гигабит, 10 и 100 гигабит. Впереди маячит уже терабит, но сейчас стало понятно, что Ethernet в том виде, в каком он зародился в семидесятых годах прошлого века, не удовлетворяет современным требованиям сети передачи данных. Результатом стало появление различных расширений Ethernet и работающих поверх него протоколов позволяющих разрешить те или иные проблемы сети.

Подход, описывающий конвергенцию и передачу по Ethernet других протоколов, прежде всего FCoE, названый Converged Enhanced Ethernet (CEE) разрабатывается сообществом производителей Broadcom, Brocade, Cisco, Emulex, HP, IBM, Juniper, QLogic и другими. Главная задача CEE обеспечить передачу трафика FC поверх Ethernet с сохранением предсказуемости и производительности, присущих Fiber Channel. Другой термин который по сути аналогичен CEE - Data Center Bridging (DCB) используется институтом IEEE для обозначения группы расширений Ethernet для центров обработки данных.


Совмещение трафика Storage Area Network (SAN) и Local Area network (LAN) в одном сегменте сети позволяет получить множество преимуществ при построении дата-центров, включая снижение начальных затрат на оборудование (CapEx) и операционных издержек на поддержку, обслуживание, электропитание и кондиционирование оборудования (OpEx). CEE и FCoE объединяют традиционные порты хранения и порты передачи данных в одном 10-гигабитном порту, существенно уменьшая суммарное число портов и адаптеров установленных в серверах. Другое достоинство CEE – отсутствие необходимости перестраивать или менять существующую FC-структуру при добавлении FCoE устройств.
Оставляя описание протоколов специализированным документам попробуем посмотреть из каких элементов строиться CEE-сеть , каковы принципы дизайна для построения сети хранения на FCoE и какие. На первом этапе CEE был ограничен одним «хопом» то есть сервер с CEE-адаптером подключался непосредственно в Ethernet-порт конвергентного коммутатора, который в свою очередь уже по FC включался в сеть хранения SAN. У Brocade это коммутатор BR-8000 с 24 портами 10GbE CEE и 8 портами FC.


Сервер с установленным CNA-адаптером воспринимает его как два различных логических устройства Host-bus Adapter (HBA) и Network Interface Card (NIC). Вся работа связанная с обработкой, приоритезацией и разделением трафика SAN и LAN ложится на коммутатор и CAN-адаптеры. Достоинства решения очевидны, сеть на стороне серверов становится существенно проще, количество кабелей и адаптеров снижается в два раза.
Ограничение на один хоп (сервера должны быть подключены непосредственно в CEE-коммутатор), которое пока присутствует в такой схеме не позволяет масштабировать решение, передавая FCoE трафик через несколько коммутаторов LAN. Проблема вызвана использованием в Ethernet-коммутаторах протокола Spanning Three (STP) который может вызывать временные потери трафика в моменты реконфигурации сети. Для трафика IP пропадание связи на несколько секунд стандартная ситуация, которую отрабатывают протоколы верхнего уровня (TCP/IP) используя механизм перезапросов и восстановления сессий. Однако для работающих в синхронном режиме протоколов SAN такие прерывания абсолютно не приемлемы.

Протокол, который призван заменить STP в сети CEE, и, вдобавок, обеспечивает одновременное функционирование нескольких альтернативных маршрутов передачи трафика, называется TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links). Это протокол второго уровня (L2) стандартизированный IETF, который подобно OSPF использует алгоритм Shortest path и функционирует аналогично протоколам маршрутизации третьего уровня (L3). TRILL и CEE являются элементами концепции построения и развития конвергентных сетей Brocade One которая превращает всю сеть передачи данных в виртуальный коммутатор – Virtual Cluster Switch (VCS) с единой Ethernet фабрикой работающей без потерь и задержек и объединяющей в себе трафик SAN и LAN.


С интеграцией поддержки VCS, CEE и TRILL в существующие SAN и IP устройства Brocade, такие как DCX и NetIron MLX у заказчиков появляется возможность реализации более простой, надежной и масштабируемой логической архитектуры центра обработки данных с минимальными изменениями существующей физической сетевой инфраструктуры.

Комментариев нет:

Отправить комментарий