偉大的交匯：FCoE和增強型以太網(wǎng)

    以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)的主要驅動(dòng)是和大公司大規模的以太網(wǎng)相結合。結合的好處在數據中心是非常巨大的——設備減少，利用光纖通道和集中存儲。

    FCoE能夠真正的造福于大型企業(yè)數據中心。這些實(shí)體每年給光纖通道存儲投入數十億美元，并能夠充分利用投資超過(guò)10Gbps的增強型以太網(wǎng)是一個(gè)非常有吸引力的主張。

    FCoE也引起了一個(gè)特別的關(guān)于應用FC SAN存儲到高速，短距離網(wǎng)絡(luò )的爭議。如刀片服務(wù)器底板和虛擬服務(wù)器，這些通常在數據中心邊緣找到。

    FCoE概述

    FCoE標準的概念非常簡(jiǎn)單：FCoE可以使光纖通道架構在10Gbps加強型以太網(wǎng)LAN部分運行，可以聚合網(wǎng)絡(luò )

    FCoE并不適用于所有人，因為僅有以太網(wǎng)存儲的小環(huán)境并不要求FCoE連接。對于光纖通道用戶(hù)，盡管如此，FCoE提供從數據中心的內部到邊緣的擴展光纖通道存儲的能力。

    這需要兩個(gè)相關(guān)的協(xié)議：首先是FCoE本身，一個(gè)傳輸標準，這個(gè)傳輸標準可以使本地光纖通道架構在以太網(wǎng)上運行。第二個(gè)是加強型以太網(wǎng)，這是FCoE要求的在以太網(wǎng)上傳輸光纖通道。

    FCoE標準可以使光纖通道流量在同樣的第二層橋接域內跨越多重增強型以太網(wǎng)LAN部分運行。它可以在萬(wàn)兆加強以太網(wǎng)上通過(guò)維護邏輯FC SAN支持SAN管理域。FCoE使光纖通道架構運行，并且不會(huì )影響性能降級，同時(shí)也不會(huì )對架構做任何改變。

    加強型網(wǎng)絡(luò )——也叫做聚合加強以太網(wǎng)(CEE)，數據中心以太網(wǎng)或數據中心橋接(DCB)——去除第三層TCP/IP協(xié)議，選擇本地第二層以太網(wǎng)。傳統的以太網(wǎng)通常是網(wǎng)絡(luò )擁擠，延遲和架構回落，從而導致光纖通道流量不可靠。盡管如此，10Gbps增強型以太網(wǎng)通過(guò)和TCP/IP搭配改變了這一狀況，取而代之的是“無(wú)損”的以太網(wǎng)結構。

    無(wú)損環(huán)境的基本要求是Priority Flow Control (優(yōu)先暫停), ETS (調度程序)，和發(fā)現協(xié)議(Congestion管理很有吸引力但是是可選的)。這些容量允許光纖通道架構在不影響性能的情況下直接在10Gbps以太網(wǎng)部分運行。

    關(guān)于標準的疑問(wèn)

    FCoE和加強型以太網(wǎng)的標準都還不完整。但是主要網(wǎng)絡(luò )和系統供應商適當的達成了一些協(xié)議，并且主動(dòng)限制他們的產(chǎn)品。這并不驚奇因為大多數供應商都屬于T11 (FCoE) 和IEEE (增強網(wǎng)絡(luò ))標準的群體。通過(guò)標準化流程，他們處于有利位置。這兩個(gè)標準中，FCoE更進(jìn)一步，應該在今年下半年被批準。

    加強型網(wǎng)絡(luò )(Enhanced Ethernet)時(shí)間會(huì )更長(cháng)，因為IEEE并不確定它的快速認證速度。同時(shí)，供應商團體一致對以太網(wǎng)標準達成統一，他們將會(huì )遞交給IEEE，并用這個(gè)標準來(lái)實(shí)施原始FCoE產(chǎn)品的商業(yè)版本。FCoE功能的網(wǎng)絡(luò )組件正在推出，同時(shí)OEM資格也預計在幾個(gè)月內產(chǎn)生。

    缺少批準和由此產(chǎn)生的基本一體化水平將使FCoE保持數據中心的邊緣和非關(guān)鍵服務(wù)器環(huán)境。但是，在企業(yè)數據中心執行最關(guān)鍵任務(wù)的服務(wù)器是通過(guò)直接端口連接存儲到光纖通道，而不需要FCoE的或增強型以太網(wǎng)這樣做。使用FCoE和增強型以太網(wǎng)有幾個(gè)優(yōu)勢，即使是在有關(guān)鍵任務(wù)的服務(wù)器上，但現在的數據中心可以表現得足夠好，當這些標準得到批準和互操作性得到改善。(增強的速度，統一的I / O和減少冗余服務(wù)器以及布線(xiàn)對數據中心的核心都是有吸引力的，如果協(xié)議是穩定的。 )

    新的設備

    支持這些協(xié)議的必要的設備包括： 1 )增強型太網(wǎng)交換機，能提供10Gbps的增強型以太網(wǎng); 2 )聚合網(wǎng)絡(luò )適配器(CNAs)，同時(shí)支持以太網(wǎng)和光纖通道; 3 ) FCoE傳送器，起到無(wú)狀態(tài)的封裝/解封裝功能。 FCoE傳送器明顯比網(wǎng)關(guān)更輕。網(wǎng)關(guān)必須終止一個(gè)協(xié)議，如iSCSI和啟動(dòng)另一個(gè)協(xié)議，如在一個(gè)iSCSI到FCoE網(wǎng)關(guān)的光纖通道。 iSCSI的需要兩個(gè)作業(yè)階段：一個(gè)是從發(fā)起裝置到網(wǎng)關(guān)，一個(gè)是從網(wǎng)關(guān)到目標位置。使用FCoE ，只有一個(gè)光纖通道作業(yè)階段，就是從FCoE的發(fā)起裝置到光纖通道的目標。

    FCoE需要一些新的設備投資，但是這些新產(chǎn)品不是FCoE專(zhuān)用的 。增強型以太網(wǎng)交換機將和所有其他以太網(wǎng)共同分享10Gbps以太網(wǎng)，而CNAs將通過(guò)附加的CNAs節點(diǎn)提供HBA的功能，因此，成本將不會(huì )超過(guò)了企業(yè)現在在存儲資源支出。更廣泛的采用率也應該降低初始成本。通過(guò)光纖通道使用FCoE沒(méi)有增加額外費用，因為SAN的硬件，軟件和業(yè)務(wù)運營(yíng)任然保持不變。增強的以太網(wǎng)不僅有利于FCoE，而且也有利于以太網(wǎng)流量----通過(guò)提供隔離的流量級別，無(wú)損傳輸，和10Gbps的傳輸速度。

    管理聚合網(wǎng)絡(luò )

    FCoE的通過(guò)并非沒(méi)有挑戰。設備費用不是一個(gè)巨大的因素，但發(fā)現和解決故障可能是。在一個(gè)專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò )解決錯誤比在一個(gè)聚合的網(wǎng)絡(luò )解決錯誤要更直接，因此，能在同一物理管道單獨的管理聚合網(wǎng)絡(luò )將是極其重要的。VLAN可能解決這一問(wèn)題，它允許存儲管理員單獨的管理光纖通道，而以太網(wǎng)管理員管理增強型以太網(wǎng)。 FCoE功能的10Gbps交換機將取代單獨的局域網(wǎng)交換機和光纖通道導演者。

    VLANs還將允許光纖通道管理員保留現有的運作程序。即便如此，我們期待一些重復的練習和管理上的問(wèn)題，因為FCoE依賴(lài)于以太網(wǎng)和其資源。另外，載有關(guān)鍵任務(wù)應用程序的服務(wù)器一般都有大量的以太網(wǎng)和光纖通道端口，已經(jīng)超過(guò)了可以合理地聚合成一個(gè)冗余雙10Gbps的端口。邊緣部署，用較少的端口，將更多地受益于會(huì )聚。

    FCoE 和數據中心

    CAN正在還處于企業(yè)測試階段?？蛻?hù)主要關(guān)心的是位于數據中心的FCoE中心密集型計算環(huán)境，但沒(méi)有附加到SAN 。FCoE是關(guān)于擴大和充分利用現有的光纖通道資源到這些環(huán)境。連同增強以太網(wǎng)， FCoE給數據中心管理員提供了三個(gè)重要的幫助：它1 )使他們能夠利用現有的集中存儲取代直接附加存儲( DAS )， 2 )利用光纖通道的投資，因為管理員不需要再購買(mǎi)一個(gè)單獨的iSCSI SAN和 3 )提供了10Gbps的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，以增強高性能環(huán)境。

    這些高性能環(huán)境面臨了一些FCoE和加強型網(wǎng)絡(luò )必須解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題包括普及DAS，清楚需要在集中存儲中部署iSCSi SAN，和大量的能源消耗電纜，以及冗余設備。大多數試驗部署存在的這些原因，并且我們希望在2009年早日采用，并依然應用這些類(lèi)型的環(huán)境。隨著(zhù)部署被證明是穩定的和標準的批準，我們將在幾年之內看到FCoE和增強以太網(wǎng)進(jìn)入關(guān)鍵任務(wù)應用。主流將比早期采用者滯后一年或兩年，但因為有了非常好的FCoE -并考慮到FCoE和增強以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)-我們應該在2009年看到主流試驗部署，2010年部分將會(huì )采用。

    當然也有組織和預算挑戰。但是我們仍然相信現有的FC SAN上的集中存儲的優(yōu)點(diǎn)大于這些問(wèn)題。

    投資回報率之一 ：集中存儲密集型服務(wù)器環(huán)境。在數據中心邊緣的刀片和虛擬服務(wù)器傳統上存儲DAS數據。然而，基于一個(gè)融合的以太網(wǎng)結構的基礎上增強以太網(wǎng)和FCoE提供寬帶，高速，以及接入光纖通道SAN。擴展光纖通道存儲到這些I / O密集型的，高性能的環(huán)境，使IT消除低效的DAS，并充分利用現有的光纖通道SAN ，而不是購買(mǎi)的iSCSI SAN系統。增強型以太網(wǎng)的好處是I / O密集環(huán)境。同時(shí)，因為它們需要大量的帶寬和速度。

    投資回報率之二：通過(guò)整合服務(wù)器降低復雜性和增建數據中心。另一個(gè)早期FCoE的使用將在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )整合。數據中心典型的服務(wù)器集群為不同的網(wǎng)絡(luò )和冗余基礎有五到七個(gè)I / O接口。FCoE和增強以太網(wǎng)通過(guò)多協(xié)議交換機和基于主機的CNA統一，使其能夠大幅減少網(wǎng)絡(luò )設備，服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò )接口，和集群互聯(lián)的電纜。接口的數量逐漸縮小，例如，兩個(gè)10GbE以太網(wǎng)端口，兩個(gè)電纜，和兩個(gè)交換機端口。

    另一個(gè)整合的好處是支持FCoE的CAN提供一個(gè)FC SAN連接的標準化方法，這樣簡(jiǎn)化了物理結構和配置。關(guān)于I/O連接性，沒(méi)有必要設置可用的光纖通道服務(wù)器，因為所有的數據中心服務(wù)器將會(huì )有CAN，這樣可以使IT或法規驅使提供你所需要的光纖通道服務(wù)。

    投資回報率之三：幫助實(shí)現高能效的數據中心。整合和網(wǎng)絡(luò )統一也降低數據中心中網(wǎng)絡(luò )和存儲相關(guān)的能源成本。一般情況下，網(wǎng)絡(luò )并不像存儲能源消耗那么大。但是，一個(gè)融合的結構可以通過(guò)減少數據中心電纜的數量，接口和冗余服務(wù)器來(lái)節約能源。然而，通過(guò)使用FCoE擴大光纖通道存儲到更多的數據中心服務(wù)器，管理員避免增加額外的能源匱乏的磁盤(pán)陣列。通過(guò)在SAN上集中存儲而不是使用多個(gè)DAS和iSCSI陣列，它可以大大減少陣列需要的能源，需要占據的機架空間和制冷。

    投資回報率之四：統一的SAN連接。CAN可以使動(dòng)態(tài)光纖通道SAN配置在以太網(wǎng)服務(wù)器，不需要在服務(wù)器配置其他連接到一個(gè)單獨的光纖信道端口。光纖通道連接也取代了不高效的DAS架構。這樣簡(jiǎn)化了物理架構和配置，免去了不同架構的多連接設備問(wèn)題。它也使存儲管理員通過(guò)光纖通道更高效的管理存儲資源，而不是應用光纖通道和iSCSI或DAS。

    雖然FCoE和加強網(wǎng)絡(luò )并沒(méi)有得到批準，但是供應商以達成了統一和資格認證。隨著(zhù)它可以進(jìn)行深入整合和互通，這個(gè)批準是非常重要的。這將使數據中心管理員在中心環(huán)境中信任FCoE和增強以太網(wǎng)，以及基于邊緣的虛擬化和刀片服務(wù)器。但與此同時(shí)，有足夠的支持供應商和企業(yè)的利益，使商業(yè)產(chǎn)品被采用，成為今年和明年的主流。目前FCoE設備供應商包括博科，思科， Emulex和QLogic ，但大多數存儲和以太網(wǎng)廠(chǎng)商都在工作組和集成方面積極參與。

    在此同時(shí)， InfiniBand廠(chǎng)商已經(jīng)看到其在高性能計算( HPC )市場(chǎng)擴展的機會(huì )。只有少數參與的幾家廠(chǎng)商(相對于便攜以太網(wǎng)領(lǐng)域)，InfiniBand的變化要容易批準， InfiniBand已經(jīng)提供了很多增強以太網(wǎng)提供的無(wú)損環(huán)境。

    如果他們想看到一個(gè)主要的數據中心市場(chǎng)為新協(xié)議展開(kāi)，FCoE /EE倡議者應繼續推動(dòng)商業(yè)化和標準化。在這一點(diǎn)上，我們仍然希望看到完全批準FCoE和增強以太網(wǎng)標準融合光纖通道和以太網(wǎng)。這樣在沒(méi)有上升的能源成本情況下增強性能，更大的數據中心密度，并降低資本和維護費用。我們認為， FCoE和他們的互操作性合作伙伴將在2009年或以后的幾年里在融合數據中心方面發(fā)揮重要的作用。