Depuis sa création, Marvell s'est concentré sur la mise en réseau d'infrastructures, en créant des produits qui répondent aux niveaux de service exigés par une variété d'applications et diverses charges de travail. Les architectes informatiques doivent rechercher une technologie intelligente offrant flexibilité et évolutivité pour prendre en charge SSD, Flash, des bases de données importantes et la virtualisation. Marvell croit fermement que Fibre Channel (FC) est la technologie incontournable pour le transport de stockage, avec une stratégie de migration FC pour NVMe-oF via FC (FC-NVMe) avec prise en charge de VMware vSphere et ESXi natifs. Cette technologie est disponible aujourd'hui mais n'est pas apparente pour de nombreux clients.
Depuis sa création, Marvell s'est concentré sur la mise en réseau d'infrastructures, en créant des produits qui répondent aux niveaux de service exigés par une variété d'applications et diverses charges de travail. Les architectes informatiques doivent rechercher une technologie intelligente offrant flexibilité et évolutivité pour prendre en charge SSD, Flash, des bases de données importantes et la virtualisation. Marvell croit fermement que Fibre Channel (FC) est la technologie incontournable pour le transport de stockage, avec une stratégie de migration FC pour NVMe-oF via FC (FC-NVMe) avec prise en charge de VMware vSphere et ESXi natifs. Cette technologie est disponible aujourd'hui mais n'est pas apparente pour de nombreux clients.
Apprêt NVMe-oF
Marvell pense que FC restera l'étalon-or pour les réseaux de stockage, principalement parce que FC a une histoire de fiabilité et d'innovation ; il améliore la valeur de FC en se concentrant sur l'inclusion de la technologie NVMe-oF pour Fibre Channel afin d'offrir une valeur supplémentaire à l'entreprise. Marvell a gardé l'innovation au premier plan pour son portefeuille de produits approfondi qui prend en charge EBOF, FC-NVMe, DPU, les contrôleurs SSD et NVMe-oF. Avec une gamme de produits aussi complète et leur intérêt pour les technologies de mise en réseau, Marvell nous a invités dans leur laboratoire pour effectuer des tests de performances axés sur FC-NVMe, NVMe/TCP, NVMe-RoCEv2 dans un environnement VMware ESXi.
Alors que les fournisseurs continuent de déployer le stockage basé sur le protocole NVMe, les entreprises adoptent pleinement la technologie. Les baies Flash NVMe sont déployées dans le monde entier dans de nombreux centres de données utilisant Fibre Channel comme transport préféré, car il s'agit d'une technologie éprouvée en termes de fiabilité, de performances et de sécurité. NVMe-oF a gagné en popularité, le groupe de travail NVMe intégrant la norme dans la spécification NVMe 2.0 annoncée fin 2021.
À mesure que les normes NVMe-oF ont mûri, les fournisseurs intègrent la technologie dans le matériel de stockage et de transport, atténuant ainsi les problèmes de déploiement. Les protocoles NVMe sur Ethernet seront utilisés dans les appareils définis par logiciel et HCI, car ils se connectent généralement aux réseaux Ethernet. Dans le SAN, les organisations utilisant Fibre Channel aujourd'hui passeront à FC-NVMe, tandis que celles qui utilisent iSCSI passeront probablement à NVMe/TCP.
Pendant des décennies, FC a été la technologie incontournable pour les environnements critiques pour la mission et l'entreprise, car sa conception répond aux exigences de performances et de latence des charges de travail de stockage en mode bloc. Le FC soutient la réunion du serré SLA pour les charges de travail essentielles à la mission et à l'entreprise qui sont extrêmement sensibles aux performances et à la disponibilité de l'infrastructure de stockage sous-jacente. Les charges de travail ont augmenté en taille, ce qui a affecté l'évolutivité de l'infrastructure. Bien sûr, l'un des principaux points focaux à mesure que ces charges de travail augmentent est l'accès aux systèmes de stockage. NVMe sur Fibre Channel offre de nombreux avantages en termes de performances, de latence et de fiabilité. Des performances de stockage durables et prévisibles nécessitent une intégration et une compatibilité transparentes avec Fibre Channel.
D'autres options pour construire une structure d'infrastructure informatique incluent Ethernet et Infiniband. Cependant, les capacités inhérentes de Fibre Channel peuvent mieux répondre aux performances de l'infrastructure de nouvelle génération et aux exigences d'évolutivité pour répondre aux métriques NVMe. N'oubliez pas que les structures Fibre Channel sont bien établies depuis la publication de la norme ANSI en 1994 et ont continué d'évoluer, ce qui montre que Fibre Channel reste la première technologie de réseau pour les réseaux de stockage. Et NVMe sur FC peut prendre en charge simultanément NVMe et SCSI sur le même réseau.
Alors que les organisations passent à des charges de travail plus exigeantes telles que l'IA/ML, NVMe sur FC offre une prévisibilité des performances du réseau et une faible latence. Les fournisseurs proposent une technologie de commutateur qui prend en charge simultanément FC-NVMe, SCSI/FC et les structures SAN natives. L'intégration de composants réseau prenant en charge FC-NVMe est assez simple et ne nécessite généralement aucun matériel supplémentaire. Si l'implémentation actuelle est un SAN FC fonctionnant à 16GFC ou plus, les commandes NVMe sont encapsulées dans FC. Au-delà de la possibilité de modifier ou d'ajouter des disques cibles NVMe, il peut s'agir d'une mise à jour du micrologiciel ou du pilote du HBA ou du système d'exploitation.
VMware et FC-NVMe
VMware ESXi 7.0+ prend en charge NVMe sur Fibre Channel (FC-NVMe) et NVMe sur RDMA Converged Ethernet (NVMe-RoCE). NVMe-RDMA et NVMe-RoCE sont essentiellement les mêmes et sont parfois interchangeables. VMware a récemment publié ESXi 7.0 U3 avec prise en charge de NVMe/TCP. Les charges de travail s'exécutant dans un environnement VMware vSphere ou ESXi, l'intégration de FC-NVMe est simple et ressemble à une implémentation FC traditionnelle. Les captures d'écran suivantes illustrent les similitudes dans la configuration des HBA pour prendre en charge FC et FC-NVMe.
En utilisant Adaptateurs Marvell QLogic QLE2772 double port 32 Go FC et NetApp AFF A250 pour présenter les LUN FC traditionnels et les espaces de noms NVMe, nous sommes en mesure de montrer à quel point il est transparent pour un utilisateur final de provisionner chaque type de stockage. Avec le stockage zoné de manière appropriée sur la structure Fibre Channel vers un hôte VMware, le même flux de travail crée une banque de données.
Dans les coulisses, la carte à double port se présente sous la forme de quatre appareils. Deux sont pour le stockage FC traditionnel, tandis que les autres sont pour NVMe. Dans notre capture d'écran, vmhba2/3 sont des périphériques FC standard et vmhba67/68 sont pour NVMe. Il convient de noter que ceux-ci apparaissent automatiquement dans VMware ESXi 7 avec les pilotes intégrés et le micrologiciel actuel, ne nécessitant aucune installation unique. La documentation de VMware recommande d'accepter les valeurs par défaut lors de l'installation. Dans notre première vue, le périphérique Fibre Channel traditionnel est sélectionné, affichant un disque NetApp Fibre Channel de 1 To qui est « Non consommé ».
En basculant la vue vers la vue Marvell QLogic NVMe, nous voyons un autre disque Fibre Channel NVMe de 1 To, également non consommé. La sortie vSphere inclut des options pour les espaces de noms et les contrôleurs afin de définir comment le système accède au LUN.
La vue de l'espace de noms NVMe comporte généralement plusieurs appareils affichés ; cependant, nous avons provisionné un seul appareil de 1 To lors de notre test.
Sous la vue Contrôleurs, les contrôleurs NetApp ONTAP NVMe sont affichés, présentant les périphériques aux hôtes mappés. L'option "Ajouter un contrôleur" est disponible pour ajouter manuellement un nouveau contrôleur, bien que VMware ESXi 7 les découvre automatiquement lorsqu'il est correctement zoné sur un FC WWN donné.
Cette étape suivante implique la configuration du stockage. ESXi fournit un outil "Nouveau magasin de données" pour en ajouter un facilement au système. Les types de stockage FC et FC-NVMe sont disponibles en option dans la configuration de notre hôte, ce qui illustre à quel point le processus est simple à configurer pour un utilisateur final. Tout d'abord, nous sélectionnons le périphérique NVMe pour notre test afin de créer un magasin de données nommé de manière appropriée et de passer à l'étape suivante.
La banque de données NVMe a le même processus de sélection VMFS, où l'utilisateur peut choisir entre VMFS 6 ou une version héritée de VMFS 5.
Ensuite, le disque est partitionné pour la banque de données, en utilisant tout l'espace disponible sur l'appareil.
Après ces quelques étapes, il est temps de créer le nouveau datastore FC-NVMe. Tout au long du processus, ESXi affiche des informations clés pour vous aider à obtenir ce processus correct.
Les étapes de création du stockage FC sont les mêmes que celles décrites ci-dessus pour FC-NVMe. Tout d'abord, sélectionnez le périphérique FC disponible.
Choisissez ensuite la version VMFS.
Avec la version VMFS sélectionnée, l'étape suivante consiste à partitionner la banque de données, en utilisant à nouveau tout l'espace disponible sur l'appareil.
La sortie sur l'écran de résumé affiche le périphérique NetApp Fibre Channel au lieu du périphérique NVMe Fibre Channel, mais le flux de travail pour arriver à ce point est le même pour les deux.
Les nouveaux magasins de données que nous avons créés sont affichés dans la liste des magasins de données pour l'hôte et sont prêts à être utilisés pour le stockage de VM.
Performances FC-NVMe
Pour illustrer les performances globales entre FC-NVMe, NVMe-RoCE et NVMe/TCP, Marvell a mesuré les résultats en fonction de charges de travail légères, moyennes et lourdes. Les résultats de performance étaient assez cohérents sur les trois charges de travail, avec NVMe/TCP en retard sur FC-NVMe et NVMe-RoCE. La disposition de test a été configurée comme indiqué ci-dessous.
L'analyse de la latence lors de l'exécution de charges de travail légères a mis en évidence la latence inhérente à TCP. En mesurant des tailles de blocs aléatoires, NVMe-RoCE a surperformé, avec FC-NVMe venant en seconde position. En exécutant des lectures 8K simulées, NVMe/TCP avait presque deux fois la latence de structure de FC-NVMe.
Dans un environnement exécutant des charges de travail moyennes comparant FC-NVMe à NVMe/TCP, FC-NVMe était le plus performant. Les résultats ont été impressionnants, FC-NVMe offrant environ 127 % de transactions en plus que NVMe/TCP. Les chiffres de latence reflètent la dominance de FC-NVMe avec une latence de 56 % inférieure à celle de NVMe/TCP.
Mesurant les niveaux de contrainte exécutés dans une simulation de charge de travail lourde, FC-NVMe a systématiquement obtenu de meilleurs résultats que les fabrics basés sur Ethernet. FC-NVMe offrait une bande passante 50 % plus élevée que NVMe/TCP mais, plus important encore, nécessitait des cycles CPU nettement inférieurs, libérant ainsi le serveur VMware ESXi pour héberger davantage de machines virtuelles.
Réflexions finales
La simplicité de configuration de FC et de NVMe-oF dans un environnement virtualisé a été illustrée dans les captures d'écran ci-dessus. La plupart des utilisateurs ne sont pas pleinement conscients de la facilité d'implémentation de FC et FC-NVMe sur les systèmes ESXi. VMware fournit une option simple pour configurer et administrer les avantages FC de confiance sans introduire de nouvelles complexités.
Bien que nous ayons utilisé du matériel NetApp dans notre laboratoire pour mettre en évidence la facilité de connectivité, il existe un large éventail d'autres fournisseurs prenant en charge FC NVMe-oF. Marvell a compilé une liste de fournisseurs et l'a publiée sur son site Web. Si vous voulez voir la liste complète, veuillez cliquer sur ici.
Pour plus d'informations sur les adaptateurs Marvell FC-NVMe, visitez leur site Web en cliquant sur ici. Vous pouvez également vous rendre sur le site NVM Express pour consulter les dernières spécifications et voir quelle est la prochaine étape pour NVMe en allant ici.
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.
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