L'innovation et la fiabilité font de Fibre Channel le choix pour les SAN de centre de données | Groupe BoldBridge Technologies de Chongqing

Les grands centres de données regorgent de serveurs, de stockage, de commutateurs et de divers autres matériels, essayant de suivre les dernières tendances technologiques. De tous les changements qui se produisent au sein du centre de données, une technologie continue d'être incontournable pour la connectivité du stockage. Fibre Channel est un pilier du centre de données depuis de nombreuses années, basé sur la fiabilité et la sécurité. Cependant, ce n'est pas seulement un choix de premier tour pour le marché des entreprises. De nombreux fournisseurs de matériel et de logiciels concentrent leurs tests sur Fibre Channel pour s'assurer que les produits sont prêts pour les heures de grande écoute avant l'expédition au client.

Dell PowerStore avec Fibre Channel

Les fournisseurs de stockage et de commutateurs continuent d'ajouter de nouvelles fonctionnalités et améliorations à Fibre Channel, et les développeurs de logiciels testent la fonctionnalité Fibre Channel avant de diffuser les mises à jour logicielles au plus grand nombre. Fibre Channel reste la technologie SAN prédominante dans les grands centres de données. La plupart des clients VMware utilisent Fibre Channel pour tirer parti de l'innovation continue et de la fiabilité, de la résilience, de la sécurité et de la vitesse existantes en place aujourd'hui.

S'il y avait des questions sur l'importance et la signification de la technologie Fibre Channel, VMware met cela de côté en donnant la priorité aux tests de nouvelles versions avec Fibre Channel. Avec toutes les dernières annonces de VMware Explore, vSphere 8 était le plus intéressant. VMware a continué à se concentrer sur l'ingénierie du stockage vVols et a ajouté la prise en charge de vVols dans NVMe-oF.

Adaptateur Marvell QLogic QLE2772 double port 32 Go FC

Comme indiqué sur le site VMware, "Initialement, nous ne prendrons en charge que FC, mais nous continuerons à valider et à prendre en charge d'autres protocoles pris en charge avec vSphere NVMe-oF." Le consensus chez VMware est que les clients pourraient passer à NVMe-oF, iSCSI et Ethernet 100G, mais FC est préféré lorsqu'il s'agit d'applications hautes performances et critiques. Par conséquent, Fibre Channel continuera d'être à la pointe des avancées technologiques dans vSphere. Bien qu'il y ait un changement vers d'autres technologies, VMware ne voit pas de diminution de la demande pour Fibre Channel.

Et ce n'est pas seulement VMware. Avec tout le buzz autour de l'automatisation, de l'apprentissage automatique et du DevOps, Fibre Channel reste une priorité pour la plupart des professionnels de l'informatique. En raison de leur fiabilité inhérente, de leur sécurité et de leur faible latence, les structures SAN sont essentielles pour des secteurs tels que la santé, la finance, la fabrication, l'assurance et le gouvernement. Bien sûr, la technologie Fibre Channel n'est pas en reste et continue d'évoluer avec les fabrics 64G livrés aujourd'hui et une feuille de route vers le 128G chez les fournisseurs de commutateurs progressifs et de HBA. Marvell QLogic a continué à faire preuve d'un leadership et d'une innovation inégalés autour de la technologie Fibre Channel.

Il y a une raison pour laquelle Fibre Channel est la technologie de référence pour les réseaux de stockage : cela fonctionne, tout simplement. La communauté des fournisseurs s'engage fermement à travailler ensemble pour faire progresser les spécifications afin de répondre aux demandes changeantes de l'industrie. Les tests effectués par les fournisseurs de logiciels se concentrent sur l'interopérabilité ainsi que sur la sécurité et la fiabilité, et cela est évident dans le cas de VMware vSphere 8. Les fournisseurs s'engagent à assurer l'interopérabilité avec Fibre Channel avant de publier de nouvelles mises à jour ou du matériel dans le centre de données.

VMware a introduit plusieurs fonctionnalités principales dans vSphere 8, notamment des améliorations de NVMe over Fabrics (NVMe-oF). Bien sûr, plusieurs raisons expliquent la popularité croissante de NVMe-oF. Principalement, les clients apprécient les performances et le débit élevés associés à NVMe-oF par rapport aux SCSI et NFS traditionnels. Les fournisseurs de stockage passent aux baies NVMe et ont ajouté la prise en charge de FC-NVMe dans leurs gammes de produits.

VMware a suivi l'exemple et a apporté des améliorations significatives à vSphere 8 spécifiques à NVMe-oF, notamment :

Le bourdonnement autour de tout autonome devient raisonnablement fort. Puisque nous parlons de SAN, en particulier de SAN Fibre Channel, ce serait un excellent endroit pour mettre en évidence le fonctionnement du SAN autonome sans se faire prendre dans les mauvaises herbes.

Les SAN autonomes sont essentiels car ils prennent en charge des secteurs majeurs tels que la santé, la finance, le gouvernement et l'assurance. Les SAN Fibre Channel sont largement déployés dans ces industries en raison de leur fiabilité et de leur sécurité inhérentes.

Une panne ou un temps d'arrêt dans ces industries critiques peut être catastrophique. Selon la durée, une panne peut entraîner des centaines de milliers ou des millions de dollars de perte de revenus. Dans le domaine de la santé, une panne peut entraîner le retard d'une procédure ou l'incapacité d'effectuer des services d'urgence. Dans cet esprit, l'organisme de normalisation de l'industrie Fibre Channel continue d'améliorer la fiabilité et la disponibilité.

Pour répondre aux exigences du centre de données moderne et des applications avancées, les industries configurent des appareils pour effectuer des tâches non prévues à l'origine. Il ne suffit pas d'avoir des appareils intelligents. Aujourd'hui, il est nécessaire d'avoir une base installée qui soit au courant de tout ce qui l'entoure. C'est ce qu'on appelle «l'intelligence collaborative», où les appareils sont non seulement conscients des activités en cours, mais ont également la capacité d'agir si nécessaire.

La première phase de l'effort de SAN autonome consiste à développer un élément d'architecture appelé Fabric Performance Impact Notifications (FPIN). Les notifications de matrice créent un mécanisme pour notifier les appareils du réseau des événements se produisant dans la matrice qui aideront à prendre des décisions en matière de résilience. Deux types de conditions d'erreur peuvent se produire. Les erreurs logiques peuvent souvent être récupérées par une nouvelle tentative ou une réinitialisation logique et sont relativement peu perturbatrices pour le système. D'autre part, les erreurs physiques nécessitent souvent le même type d'intervention pour terminer la réparation. Les erreurs intermittentes sont plus difficiles à résoudre et peuvent prendre du temps.

Avec les notifications de matrice, la matrice (ou le périphérique final) détecte le problème physique intermittent, surveille pour voir si l'erreur est persistante et, si c'est le cas, génère un message qui est envoyé aux périphériques affectés par l'événement. Grâce à ces informations, la solution multi-chemins connaît l'emplacement et la nature de l'erreur physique et peut la "contourner". L'administrateur informatique n'a pas besoin de s'impliquer dans l'identification, l'isolement ou le lancement de commandes de récupération pour effacer l'erreur.

Tous ces mécanismes sont contrôlés par les terminaux via l'échange de capacités et l'enregistrement des opérations. Les commutateurs Fibre Channel de la structure ont la visibilité d'autres composants de la structure qui leur permettent de collecter des informations sur le réseau de stockage, les périphériques connectés et l'infrastructure globale. Ces commutateurs échangent ces informations à travers la structure, créant une véritable vision du SAN autonome pour l'auto-apprentissage, l'auto-optimisation et l'auto-rétablissement.

Les notifications de matrice fournissent finalement des informations aux appareils de la matrice pour éliminer le gaspillage d'énergie lors du dépannage, de l'analyse et de la résolution des problèmes qui sont résolus automatiquement par les appareils qui corrigent les problèmes qui ont un impact sur les performances et les pannes.

VMware a jeté les bases pour fournir un SAN intelligent et autonome avec le processus de réception, d'affichage et d'activation des alertes pour les événements de matrice FC à l'aide de Fabric Performance Impact Notification (FPIN), une technologie standard de l'industrie.

Le FPIN est une trame de notification transmise par un port de matrice pour notifier à un équipement terminal une condition pour un autre port de sa zone. Les conditions comprennent ce qui suit :

Grâce à un mécanisme de notification proactif, les problèmes de port peuvent être résolus rapidement et des actions de récupération peuvent être définies pour atténuer les temps d'arrêt.

Figure 1 : vSphere 8.0 avec Marvell QLogic FC s'enregistre et reçoit des notifications de structure indiquant une sursouscription dans le SAN

Figure 2 : vSphere 8.0 avec Marvell QLogic FC s'enregistre et reçoit des notifications de structure indiquant une détérioration de l'intégrité des liens.

Les adaptateurs HBA Marvell QLogic Enhanced 16GFC, Enhanced 32GFC et 64GFC sont entièrement intégrés à vSphere 8.0 et prennent en charge la technologie de notification de fabric qui sert de bloc de construction pour les SAN autonomes.

VMware s'est concentré sur les vVols pour les dernières versions de vSphere. Avec vSphere 8.0, le stockage central a ajouté la prise en charge de vVols pour NVMe-oF avec la prise en charge de FC-NVMe uniquement dans la version initiale. Toutefois, VMware continuera de valider et de prendre en charge d'autres protocoles pris en charge avec vSphere NVMe-oF. Le nouveau framework vVols Spec, VASA/VC peut être trouvé ici.

Avec l'industrie et de nombreux fournisseurs de baies ajoutant la prise en charge de NVMe-oF pour des performances améliorées et une latence plus faible, VMware voulait s'assurer que les vVols restent à jour avec les technologies de stockage récentes.

En plus des performances améliorées, la configuration des vVols NVMe-oF est simplifiée. Une fois VASA enregistré, la configuration sous-jacente est terminée en arrière-plan et il ne reste plus qu'à créer le magasin de données. VASA gère toutes les connexions virtuelles des points de terminaison de protocole (vPE). Les clients peuvent désormais gérer les baies de stockage NVMe-oF dans une banque de données vVols via une gestion basée sur des règles de stockage dans vCenter. vSphere 8 a également ajouté la prise en charge d'espaces de noms et de chemins supplémentaires et amélioré les performances de vMotion.

La virtualisation des serveurs a été le catalyseur d'un partage de liens accru, comme en témoigne Fibre Channel. Avec le nombre croissant de machines virtuelles (VM) dans le centre de données, les liens partagés transportent les données associées aux cœurs de processeur, à la mémoire et aux autres ressources système, en utilisant la bande passante maximale disponible. Les données envoyées depuis n'importe quelle machine virtuelle et d'autres systèmes physiques se mélangent. Ces données voyagent le long du même chemin que le trafic du réseau de stockage (SAN), donc tout semble identique et ne peut pas être considéré comme des flux de données individuels.

L'utilisation du VM-ID de Marvell QLogic (une solution de bout en bout utilisant le balisage de trames pour associer les différentes VM et leurs flux d'E/S sur le SAN) permet de déchiffrer chaque VM sur un lien partagé. QLogic a activé cette capacité sur ses derniers adaptateurs de bus hôte (HBA) 64GFC, Enhanced 32GFC et Enhanced 16GFC. Cette technologie dispose d'un moniteur de services d'application intégré, qui recueille l'ID unique au monde de VMware ESX. Il peut ensuite interpréter les différents identifiants de chaque machine virtuelle pour effectuer une surveillance intelligente.

VM-ID apporte une vision approfondie des E/S depuis la machine virtuelle d'origine jusqu'à la structure, ce qui donne aux gestionnaires de SAN la possibilité de contrôler et de diriger les services de niveau application vers chaque charge de travail virtuelle au sein d'un HBA QLogic Fibre Channel.

Figure 3 : Le moteur d'analyse du commutateur Brocade peut désormais afficher des statistiques par machine virtuelle en comptant les trames Fibre Channel marquées avec un ID de machine virtuelle individuel par le HBA Marvell Fibre Channel.

Les progrès de Fibre Channel se poursuivent depuis le lancement du protocole en 1988. Les premiers produits FC SAN, 1 Go FC, ont commencé à être commercialisés en 1997, et l'évolution se poursuit aujourd'hui, avec des produits 128 Go à l'horizon.

Tous les trois à quatre ans, la vitesse du FC double. Outre les avancées en matière de performances accrues, de nouveaux services tels que Fabric Services, StorFusion™ avec Universal SAN Congestion Mitigation, NPIV (virtualisation) et des services cloud ont été inclus. Les sociétés de mise en réseau et les équipementiers participent au développement de ces normes et continuent de travailler ensemble pour fournir des produits de réseau de stockage fiables et évolutifs.

Fibre Channel est considérée comme la solution de connectivité de stockage la plus fiable du marché, avec une tradition d'améliorations progressives. Les technologies de serveur et de stockage poussent la demande pour une plus grande bande passante SAN. La capacité d'application et de stockage, les baies de stockage de 32 Go et 64 Go prenant en charge les SSD et NVMe, la virtualisation des serveurs et les déploiements multi-cloud prouvent la valeur des Fibre Channels car ils offrent un débit plus élevé, une latence plus faible et des vitesses de liaison plus élevées, le tout avec des performances prévisibles.

Marvell a récemment annoncé l'introduction de ses tout nouveaux HBA 64GFC. Il s'agit notamment de la série QLE2870 de HBA FC à un, deux et quatre ports qui doublent la bande passante disponible, fonctionnent sur un bus PCIe 4.0 plus rapide et prennent simultanément en charge FC et FC-NVMe, idéales pour les entreprises critiques à l'épreuve du temps. applications.

Il ne fait aucun doute que les périphériques NVMe offrent un accès en lecture et en écriture extrêmement rapide. La discussion porte donc sur la connexion de ces périphériques NVMe à des réseaux à haut débit sans considérer qu'il s'agit toujours de périphériques de stockage nécessitant une livraison garantie. La technologie qui a été développée comme méthode de livraison sans perte est Fibre Channel. Dans de nombreux tests effectués par des leaders de l'industrie, NVMe-oF et NVMe/FC ont obtenu de meilleurs résultats lorsque la technologie sous-jacente était Fibre Channel.

Les baies Flash permettent des performances de stockage de blocs plus rapides dans les charges de travail virtualisées à haute densité et réduisent le temps de réponse des applications gourmandes en données. Tout cela semble plutôt bien, sauf si l'infrastructure réseau ne peut pas fonctionner au même niveau que les baies de stockage flash.

Le stockage basé sur Flash exige une infrastructure déterministe à faible latence. D'autres architectures de réseau de stockage augmentent souvent la latence, créant des goulots d'étranglement et une congestion du réseau. Plus de paquets doivent être envoyés lorsque cela se produit, créant encore plus de congestion. Avec le contrôle de flux basé sur le crédit de Channel, les données peuvent être livrées aussi rapidement que le tampon de destination peut les recevoir, en supprimant les paquets ou en forçant les retransmissions.

Nous avons publié un examen approfondi plus tôt cette année sur l'approche FC-NVMe de Marvell. Pour en savoir plus, consultez Marvell Doubles Down sur FC-NVMe.

Un blog VMware a décrit NVMe over Fabrics (NVMe-oF) comme une spécification de protocole qui connecte les hôtes au stockage flash à haut débit via des structures réseau utilisant le protocole NVMe. VMware a introduit NVMe-oF dans vSphere 7 U1. Le blog de VMware a indiqué que les résultats de référence ont montré que Fibre Channel (FC-NVMe) surpassait systématiquement le SCSI FCP dans les environnements virtualisés vSphere, offrant un débit plus élevé et une latence plus faible. La prise en charge de NVMe sur TCP/IP a été ajoutée à vSphere 7.0 U3.

Sur la base de l'adoption croissante de NVMe, VMware a ajouté la prise en charge du stockage NVMe partagé à l'aide de NVMe-oF. Compte tenu de la faible latence inhérente et du débit élevé, les industries tirent parti de NVMe pour les charges de travail d'IA, de ML et d'informatique. En règle générale, NVMe utilisait un bus PCIe local, ce qui rendait difficile la connexion à une baie externe. À l'époque, l'industrie avait proposé des options de connectivité externe pour NVMe-oF basées sur IP et FC.

Dans vSphere 7, VMware a ajouté la prise en charge du stockage NVMe partagé à l'aide de NVMe-oF avec NVMe sur FC et NVMe sur RDMA.

Les matrices continuent d'offrir des vitesses plus élevées tout en maintenant la livraison garantie sans perte requise par les réseaux de stockage. vSphere 8.0 prend en charge 64GFC, la vitesse FC la plus rapide à ce jour.

Les vVols ont été l'objectif principal de l'ingénierie du stockage VMware au cours des dernières versions, et avec vSphere 8.0, le stockage central a ajouté la prise en charge des vVols dans NVMe-oF. Dans un premier temps, VMware ne prendra en charge que FC mais continuera à valider et à prendre en charge d'autres protocoles NVMe-oF.

Il s'agit d'une nouvelle spécification vVols, cadre VASA/VC. Pour en savoir plus, visitez VASA 4.0/vVols 3.0 pour afficher les détails de cette nouvelle spécification vVols.

vSphere 8 continue d'ajouter des fonctionnalités et des améliorations et a récemment augmenté les espaces de noms pris en charge à 256 et les chemins à 2K pour NVMe-FC et TCP. Une autre fonctionnalité, la prise en charge des commandes de réservation pour les périphériques NVMe, a été ajoutée à vSphere. Les commandes de réservation permettent aux clients d'utiliser la capacité VMDK en cluster avec Microsoft WSFC avec les banques de données NVMe-oF.

Fibre Channel a une autre efficacité intégrée : la découverte automatique. Lorsqu'un périphérique FC est connecté au réseau, il est automatiquement découvert et ajouté à la matrice s'il dispose des informations d'identification nécessaires. La carte des nœuds est mise à jour et le trafic peut traverser la fibre. Il s'agit d'un processus simple sans intervention d'un administrateur.

Il y a plus de frais généraux lors de la mise en œuvre de NVMe/TCP. Étant donné que NVMe/TCP ne dispose pas d'un mécanisme de découverte automatique, ESXi a ajouté la prise en charge du service de découverte NVMe. La prise en charge avancée du service de découverte NVMe-oF dans ESXi permet la découverte dynamique du service de découverte NVMe conforme aux normes. ESXi utilise le service mDNS/DNS-SD pour obtenir des informations telles que l'adresse IP et le numéro de port des services de découverte NVMe-oF actifs sur le réseau. ESXi envoie une requête DNS multidiffusion (mDNS) demandant des informations aux entités fournissant le service de découverte (NVMe) (DNS-SD). Si une telle entité est active sur le réseau (sur lequel la requête a été envoyée), elle enverra une réponse (monodiffusion) à l'hôte avec les informations demandées, c'est-à-dire l'adresse IP et le numéro de port où le service est exécuté.

Fibre Channel a été spécialement conçu pour transporter le stockage de blocs et, comme indiqué dans cet article, il s'agit d'une structure fiable, à faible latence, sans perte et hautes performances. Pour être clair, des progrès sont faits pour améliorer l'utilisation de TCP pour le trafic de stockage sur certains réseaux à haut débit importants. Mais le fait demeure que TCP n'est pas un réseau sans perte, et la retransmission des données est toujours un problème.

Famille de produits Marvell FC

Ce rapport est parrainé par Marvell. Tous les points de vue et opinions exprimés dans ce rapport sont basés sur notre vision impartiale du ou des produits à l'étude.

S'engager avec StorageReview

Je suis dans l'industrie de la technologie depuis qu'IBM a créé Selectric. Ma formation, cependant, est l'écriture. J'ai donc décidé de sortir de l'avant-vente et de revenir à mes racines, en écrivant un peu mais en restant impliqué dans la technologie.