マーベルは創業以来、さまざまなアプリケーションやさまざまなワークロードが要求するサービス レベルを満たす製品を構築することで、インフラストラクチャ ネットワーキングに注力してきました。 IT アーキテクトは、SSD、フラッシュ、大規模なデータベース、仮想化をサポートする柔軟性と拡張性を備えたインテリジェントなテクノロジーを探す必要があります。マーベルは、ファイバー チャネル (FC) がストレージ転送の頼りになるテクノロジーであると強く信じており、ネイティブ VMware vSphere および ESXi をサポートする FC (FC-NVMe) 経由の NVMe-oF の FC 移行戦略を採用しています。このテクノロジーは現在利用可能ですが、多くの顧客には明らかになっていません。
マーベルは創業以来、さまざまなアプリケーションやさまざまなワークロードが要求するサービス レベルを満たす製品を構築することで、インフラストラクチャ ネットワーキングに注力してきました。 IT アーキテクトは、SSD、フラッシュ、大規模なデータベース、仮想化をサポートする柔軟性と拡張性を備えたインテリジェントなテクノロジーを探す必要があります。マーベルは、ファイバー チャネル (FC) がストレージ転送の頼りになるテクノロジーであると強く信じており、ネイティブ VMware vSphere および ESXi をサポートする FC (FC-NVMe) 経由の NVMe-oF の FC 移行戦略を採用しています。このテクノロジーは現在利用可能ですが、多くの顧客には明らかになっていません。
NVMe-oF 入門書
マーベルは、主に FC には信頼性と革新の歴史があるため、FC がストレージ ネットワークのゴールド スタンダードであり続けると考えています。企業に付加価値を提供するために、ファイバー チャネルに NVMe-oF テクノロジーを組み込むことに重点を置くことで、FC の価値を高めています。マーベルは、EBOF、FC-NVMe、DPU、SSD コントローラー、および NVMe-oF をサポートする豊富な製品ポートフォリオでイノベーションを常に最前線に置いています。これほど豊富な製品ラインナップとネットワーク テクノロジーへの関心を考慮して、マーベルは私たちを自社のラボに招待し、VMware ESXi 環境内で FC-NVMe、NVMe/TCP、NVMe-RoCEv2 に焦点を当てたパフォーマンス テストを実施しました。
ベンダーが NVMe プロトコルに基づいたストレージを展開し続けるにつれて、企業はこのテクノロジーを全面的に採用しています。 NVMe フラッシュ アレイは、信頼性、パフォーマンス、セキュリティの点で実績のあるテクノロジーであるファイバ チャネルを優先トランスポートとして使用し、多くのデータセンターで世界中に導入されています。 NVMe-oF の人気は高まっており、NVMe ワークグループはこの標準を 2.0 年末に発表された NVMe 2021 仕様に組み入れました。
NVMe-oF 標準が成熟するにつれて、ベンダーはこのテクノロジーをストレージおよびトランスポート ハードウェアに組み込んでおり、それによって導入上の懸念が軽減されています。 NVMe over Ethernet プロトコルは、通常はイーサネット ネットワークに接続するため、ソフトウェア デファインド アプライアンスおよび HCI アプライアンスで使用されます。 SAN では、現在ファイバー チャネルを使用している組織は FC-NVMe に移行し、iSCSI を使用している組織は NVMe/TCP に移行する可能性があります。
FC は、その設計がブロック ストレージ ワークロードのパフォーマンスとレイテンシの要求を満たしているため、数十年にわたり、ミッション クリティカルな環境およびビジネス クリティカルな環境で頼りになるテクノロジであり続けています。 FC は厳しい状況への対応をサポートします 基盤となるストレージ インフラストラクチャのパフォーマンスと可用性に非常に敏感な、ミッション クリティカルなワークロードのための SLA。 ワークロードのサイズが増大し、インフラストラクチャのスケーラビリティに影響を及ぼしています。当然のことながら、これらのワークロードが増大する中での主な焦点の 1 つは、ストレージ システムへのアクセスです。 NVMe over Fibre Channel は、パフォーマンス、遅延、信頼性において数多くの利点をもたらします。持続的かつ予測可能なストレージ パフォーマンスには、ファイバー チャネルとのシームレスな統合と互換性が必要です。
IT インフラストラクチャ ファブリックを構築するためのその他のオプションには、イーサネットやインフィニバンドなどがあります。ただし、ファイバー チャネルの固有の機能は、次世代インフラストラクチャのパフォーマンスと、NVMe メトリクスを満たすためのスケーラビリティの要求に最もよく対応できます。 1994 年に ANSI 標準が発行されて以来、ファイバ チャネル ファブリックは十分に確立されており、進化し続けているため、ファイバ チャネルは依然としてストレージ ネットワークの主要なネットワーク テクノロジであることがわかります。また、NVMe over FC は、同じネットワーク上で NVMe と SCSI の両方を同時にサポートできます。
組織が AI/ML などのより要求の厳しいワークロードに移行するにつれて、NVMe over FC はネットワーク パフォーマンスの予測可能性と低遅延を実現します。ベンダーは、FC-NVMe、SCSI/FC、およびネイティブ SAN ファブリックを同時にサポートするスイッチ テクノロジーを出荷してきました。 FC-NVMe をサポートするネットワーク コンポーネントの統合は非常に簡単で、通常は追加のハードウェアは必要ありません。現在の実装が 16GFC 以上で動作する FC SAN である場合、NVMe コマンドは FC にカプセル化されます。 NVMe ターゲット ディスクの変更または追加以外に、HBA またはシステム OS のファームウェアまたはドライバーのアップデートが必要になる場合があります。
VMware と FC-NVMe
VMware ESXi 7.0+ は、NVMe over Fibre Channel (FC-NVMe) および NVMe over RDMA Converged Ethernet (NVMe-RoCE) をサポートします。 NVMe-RDMA と NVMe-RoCE は本質的に同じであり、互換性がある場合もあります。 VMware は最近、NVMe/TCP をサポートする ESXi 7.0 U3 をリリースしました。 VMware vSphere または ESXi 環境でワークロードを実行すると、FC-NVMe の統合は簡単で、従来の FC 実装と似ています。次のスクリーンショットは、FC と FC-NVMe をサポートするように HBA を構成する際の類似点を示しています。
使い方 Marvell QLogic QLE2772 デュアルポート 32Gb FC アダプター および NetApp AFF A250 を使用して従来の FC LUN と NVMe 名前空間を提供することで、エンドユーザーが各ストレージ タイプをプロビジョニングすることがいかにシームレスであるかを示すことができます。 VMware ホストへのファイバー チャネル ファブリック上でストレージが適切にゾーニングされている場合、同じワークフローでデータストアが作成されます。
舞台裏では、デュアルポート カードは 2 つのデバイスとして表示されます。 3 つは従来の FC ストレージ用で、残りは NVMe 用です。スクリーンショットでは、vmhba67/68 は標準 FC デバイス、vmhba7/1 は NVMe 用です。これらは、組み込みドライバーと現在のファームウェアとともに VMware ESXi XNUMX に自動的に表示されるため、独自のインストールを必要としないことに注意してください。 VMware のドキュメントでは、インストール中にデフォルトを受け入れることを推奨しています。最初のビューでは、従来のファイバー チャネル デバイスが選択されており、「未使用」の XNUMXTB NetApp ファイバー チャネル ディスクが表示されています。
ビューを Marvell QLogic NVMe ビューに切り替えると、別の 1TB NVMe ファイバー チャネル ディスクが表示されますが、これも消費されていません。 vSphere の出力には、システムが LUN にアクセスする方法を定義するためのネームスペースとコントローラーのオプションが含まれています。
NVMe 名前空間ビューには通常、複数のデバイスが表示されます。ただし、テストでは 1 TB デバイスを XNUMX 台プロビジョニングしました。
[コントローラ] ビューの下に NetApp ONTAP NVMe コントローラが表示され、マップされたホストにデバイスが表示されます。新しいコントローラを手動で追加するには、「コントローラの追加」オプションを使用できますが、特定の FC WWN に適切にゾーニングされている場合、VMware ESXi 7 はこれらを自動的に検出します。
この次のステップには、ストレージの構成が含まれます。 ESXi には、システムに簡単にデータストアを追加できる「新しいデータストア」ツールが用意されています。ホスト設定のオプションとして FC と FC-NVMe の両方のストレージ タイプが用意されており、エンド ユーザーが構成するプロセスがいかに簡単であるかを示しています。まず、テスト用の NVMe デバイスを選択して、適切な名前のデータストアを作成し、次のステップに進みます。
NVMe データストアには同じ VMFS 選択プロセスがあり、ユーザーは VMFS 6 またはレガシー VMFS 5 バージョンのいずれかを選択できます。
次に、デバイス上の利用可能なスペース全体を使用して、ディスクがデータストア用にパーティション化されます。
これらのいくつかの手順を完了したら、新しい FC-NVMe データストアを作成します。プロセス全体を通じて、ESXi はこのプロセスを正しく行うのに役立つ重要な情報を表示します。
FC ストレージを作成する手順は、上で概説した FC-NVMe と同じです。まず、利用可能な FC デバイスを選択します。
次に、VMFS バージョンを選択します。
VMFS バージョンを選択したら、次のステップでは、デバイス上の利用可能なスペースをすべて使用して、データストアをパーティション分割します。
概要画面の出力には、NVMe ファイバー チャネル デバイスではなく NetApp ファイバー チャネル デバイスが表示されますが、この時点に到達するためのワークフローはどちらでも同じです。
作成した新しいデータストアがホストのデータストア リストに表示され、VM ストレージとして使用できるようになりました。
FC-NVMeのパフォーマンス
FC-NVMe 対 NVMe-RoCE 対 NVMe/TCP 間の全体的なパフォーマンスを示すために、Marvell は軽度、中度、および重度のワークロードに基づいて結果を測定しました。パフォーマンス結果は 3 つのワークロードすべてでほぼ一貫しており、NVMe/TCP は FC-NVMe および NVMe-RoCE に遅れをとっています。テストレイアウトは以下のように構成されました。
軽いワークロードを実行する際のレイテンシ分析により、TCP に固有のレイテンシが浮き彫りになりました。ランダム ブロック サイズを測定すると、NVMe-RoCE が優れたパフォーマンスを示し、FC-NVMe が僅差で 8 位となりました。シミュレートされた XNUMXK 読み取りを実行すると、NVMe/TCP のファブリック遅延は FC-NVMe のほぼ XNUMX 倍になりました。
FC-NVMe と NVMe/TCP を比較した中程度のワークロードを実行している環境では、FC-NVMe が最も高いパフォーマンスを発揮しました。その結果は目覚ましいもので、FC-NVMe は NVMe/TCP よりも約 127% 多いトランザクションを実現しました。レイテンシーの数値は FC-NVMe の優位性を反映しており、NVMe/TCP よりも 56% 低いレイテンシーを示しています。
重いワークロードのシミュレーションで実行されるストレス レベルを測定すると、FC-NVMe はイーサネット ベースのファブリックよりも一貫して優れたパフォーマンスを示しました。 FC-NVMe は、NVMe/TCP よりも 50% 高い帯域幅を実現しましたが、さらに重要なことに、必要な CPU サイクルが大幅に短縮され、VMware ESXi サーバーが解放され、より多くの VM をホストできるようになりました。
最終的な考え
仮想化環境内で FC と NVMe-oF の両方を構成することの簡単さは、上のスクリーンショットで示されています。ほとんどのユーザーは、FC と FC-NVMe の両方を ESXi システムに簡単に実装できることを十分に認識していません。 VMware は、新たな複雑さを導入することなく、信頼できる FC の利点を構成および管理するためのシンプルなオプションを提供します。
接続の容易さを強調するためにラボでは NetApp ハードウェアを使用しましたが、FC NVMe-oF をサポートする他のベンダーも幅広く存在します。マーベルはベンダーのリストを作成し、Web サイトに掲載しました。完全なリストを表示したい場合は、クリックしてください こちら.
Marvell FC-NVMe アダプターの詳細については、クリックして Web サイトにアクセスしてください。 こちら。また、NVM Express サイトにアクセスして最新の仕様を確認し、NVMe の次の内容を確認することもできます。 こちら.
このレポートはマーベルの後援を受けています。このレポートで表明されているすべての見解や意見は、検討中の製品に対する当社の公平な見解に基づいています。
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