혁신과 안정성으로 파이버 채널이 데이터 센터 SAN을 위한 선택이 되었습니다

대규모 데이터 센터는 서버, 스토리지, 스위치 및 기타 다양한 하드웨어로 가득 차 있어 최신 기술 동향을 따라잡기 위해 노력하고 있습니다. 데이터 센터 내에서 발생하는 모든 변화 중에서 하나의 기술이 스토리지 연결을 위해 지속적으로 사용됩니다. 파이버 채널은 안정성과 보안을 기반으로 수년 동안 데이터 센터의 중심이었습니다. 그러나 엔터프라이즈 시장을 위한 XNUMX라운드 선택만 있는 것은 아닙니다. 많은 하드웨어 및 소프트웨어 공급업체는 파이버 채널에 대한 테스트에 중점을 두어 고객 배송 전에 제품이 황금 시간대에 준비되도록 합니다.

파이버 채널이 있는 Dell PowerStore

스토리지 및 스위치 공급업체는 Fibre Channel에 새로운 기능과 향상된 기능을 계속 추가하고 있으며 소프트웨어 개발자는 대중에게 소프트웨어 업데이트를 릴리스하기 전에 Fibre Channel 기능을 테스트합니다. 파이버 채널은 여전히 대규모 데이터 센터에서 지배적인 SAN 기술입니다. 대부분의 VMware 고객은 Fibre Channel을 사용하여 현재 진행 중인 혁신과 기존의 안정성, 탄력성, 보안 및 속도를 활용합니다.

VMware는 파이버 채널에 전념하고 있으며 Marvell이 앞장서고 있습니다.

파이버 채널 기술의 중요성과 중요성에 대한 질문이 있는 경우 VMware는 파이버 채널을 사용한 새 릴리스 테스트의 우선 순위를 지정하여 이를 해결합니다. VMware Explore의 모든 최신 발표에서 vSphere 8이 가장 흥미로웠습니다. VMware는 vVols 스토리지 엔지니어링에 중점을 두고 NVMe-oF에 vVols 지원을 추가했습니다.

Marvell QLogic QLE2772 듀얼 포트 32Gb FC 어댑터

VMware 사이트에 명시된 바와 같이 "처음에는 FC만 지원하지만 vSphere NVMe-oF에서 지원되는 다른 프로토콜을 계속 검증하고 지원할 것입니다." VMware의 합의는 고객이 NVMe-oF, iSCSI 및 100G 이더넷으로 전환할 수 있지만 고성능 및 미션 크리티컬 애플리케이션의 경우 FC가 선호된다는 것입니다. 따라서 파이버 채널은 계속해서 vSphere의 기술 발전을 주도할 것입니다. 다른 기술로의 전환이 있기는 하지만 VMware는 파이버 채널에 대한 수요가 감소하지 않는다고 생각합니다.

VMware만이 아닙니다. 자동화, 기계 학습 및 DevOps에 대한 모든 소문과 함께 파이버 채널은 여전히 대부분의 IT 전문가에게 최우선 순위입니다. 고유한 안정성, 보안 및 짧은 대기 시간으로 인해 SAN 패브릭은 의료, 금융, 제조, 보험 및 정부와 같은 산업에 매우 중요합니다. 물론 파이버 채널 기술은 가만히 있지 않고 현재 배송되는 64G 패브릭과 프로그레시브 스위치 및 HBA 벤더의 128G 로드맵으로 계속 발전하고 있습니다. Marvell QLogic은 파이버 채널 기술과 관련하여 독보적인 리더십과 혁신을 지속적으로 입증해 왔습니다.

파이버 채널이 SAN(Storage Area Networks)의 기본 기술인 이유가 있습니다. 바로 작동합니다. 업계의 변화하는 요구 사항을 충족하기 위해 사양을 발전시키기 위해 협력하려는 벤더 커뮤니티의 강력한 의지가 있습니다. 소프트웨어 공급업체의 테스트는 상호 운용성, 보안 및 안정성에 중점을 두며 이는 VMware vSphere 8의 경우에서 분명합니다. 공급업체는 새로운 업데이트 또는 하드웨어를 데이터 센터에 출시하기 전에 파이버 채널과의 상호 운용성을 보장하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

FC는 vSphere 8에서 힘을 얻어 FC-NVMe 구현을 강화합니다.

VMware는 NVMe-oF(NVMe over Fabrics)에 대한 향상된 기능을 포함하여 vSphere 8에 몇 가지 핵심 기능을 도입했습니다. 물론 NVMe-oF의 인기가 높아진 데는 몇 가지 이유가 있다. 주로 고객은 기존 SCSI 및 NFS를 통해 NVMe-oF와 관련된 고성능 및 처리량을 즐깁니다. 스토리지 공급업체는 NVMe 어레이로 이동하고 있으며 제품 라인 전체에 FC-NVMe에 대한 지원을 추가했습니다.

VMware는 이러한 신호를 받아 다음을 포함하여 NVMe-oF와 관련된 vSphere 8을 크게 개선했습니다.

NVMe-TCP 및 FC-NVMe 모두에 대해 지원되는 네임스페이스 및 경로 수가 증가했습니다. vSphere 8은 이제 NVMe-TCP 및 FC-NVMe를 통해 256개의 네임스페이스와 2K 경로를 지원합니다.
애플리케이션 수준 디스크 잠금을 위해 Microsoft Windows Server Failover Cluster(WSFC) 지원을 사용하는 고객을 위해 NVMe 장치에 대한 예약 지원을 확장했습니다. 처음에는 FC의 경우에만 고객이 NVMe-oF 데이터 저장소가 있는 Microsoft WSFC와 함께 클러스터링된 VMDK 기능을 사용할 수 있습니다.
고객이 이더넷 환경에서 NVMe-oF를 설정할 수 있도록 ESXi에서 고급 NVMe/TCP 검색 서비스를 지원합니다. NVMe 고급 검색에 대한 지원이 추가되어 vSphere에서 지원되는 NVMe 어레이 컨트롤러에 대한 네트워크를 쿼리하여 설정을 단순화할 수 있습니다. NVMe/TCP는 파이버 채널이 처음부터 지원해 온 자동 검색 기능을 활용했습니다.

파이버 채널로 디지털 혁신을 주도하는 XNUMX가지 기둥

자율 SAN

자율적인 모든 것에 대한 소문이 상당히 커지고 있습니다. 우리는 SAN, 특히 파이버 채널 SAN에 대해 이야기하고 있기 때문에 잡초에 얽매이지 않고 Autonomous SAN이 어떻게 작동하는지 강조할 수 있는 훌륭한 장소가 될 것입니다.

자율 SAN은 의료, 금융, 정부 및 보험과 같은 주요 산업을 지원하기 때문에 필수적입니다. 파이버 채널 SAN은 고유한 안정성과 보안으로 인해 이러한 산업에 많이 배포됩니다.

이러한 중요한 산업에서 가동 중단 또는 다운타임은 재앙이 될 수 있습니다. 기간에 따라 중단으로 인해 수십만 달러 또는 수백만 달러의 수익 손실이 발생할 수 있습니다. 의료 분야에서는 정전으로 인해 절차가 지연되거나 응급 서비스를 수행할 수 없게 될 수 있습니다. 이를 염두에 두고 파이버 채널 산업 표준 기구는 안정성과 가용성의 개선을 지속적으로 추구하고 있습니다.

최신 데이터 센터 및 고급 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 업계에서는 원래 의도하지 않은 작업을 수행하도록 장치를 구성하고 있습니다. 지능형 장치를 갖추는 것만으로는 충분하지 않습니다. 오늘날 주변의 모든 것을 인식하는 설치 기반이 필요합니다. 이를 "협업 인텔리전스"라고 하며 장치는 발생하는 활동을 인식할 뿐만 아니라 필요한 경우 조치를 취할 수 있습니다.

자율 SAN 노력의 첫 번째 단계는 패브릭 성능 영향 알림(FPIN)이라는 아키텍처 요소를 개발하는 것입니다. 패브릭 알림은 탄력성 결정을 내리는 데 도움이 되는 패브릭에서 발생하는 이벤트 네트워크의 장치에 알리는 메커니즘을 생성합니다. 두 가지 유형의 오류 조건이 발생할 수 있습니다. 논리 오류는 종종 재시도 또는 논리 재설정을 통해 복구할 수 있으며 상대적으로 시스템을 중단하지 않습니다. 반면에 물리적 오류는 수리를 완료하기 위해 동일한 종류의 개입이 필요한 경우가 많습니다. 간헐적인 오류는 해결하기가 더 어렵고 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

패브릭 알림을 사용하면 패브릭(또는 최종 장치)이 간헐적인 물리적 문제를 감지하고 오류가 지속되는지 모니터링하여 지속되는 경우 이벤트의 영향을 받는 장치로 전송되는 메시지를 생성합니다. 이 정보를 사용하여 다중 경로 솔루션은 물리적 오류의 위치와 특성을 파악하고 "경로를 우회"할 수 있습니다. IT 관리자는 오류를 해결하기 위해 복구 명령을 식별, 격리 또는 시작하는 데 관여할 필요가 없습니다.

이러한 모든 메커니즘은 기능 교환 및 작업 등록을 통해 최종 장치에 의해 제어됩니다. 패브릭의 파이버 채널 스위치는 스토리지 네트워크, 연결된 장치 및 전체 인프라에 대한 정보를 수집할 수 있도록 하는 다른 패브릭 구성 요소의 가시성을 갖습니다. 이러한 스위치는 패브릭 전체에서 해당 정보를 교환하여 자가 학습, 자가 최적화 및 자가 치유를 위한 자율 SAN의 진정한 비전을 만듭니다.

패브릭 알림은 궁극적으로 패브릭의 장치에 인텔리전스를 제공하여 성능 및 오류에 영향을 미치는 문제를 수정하는 장치에 의해 자동으로 해결되는 낭비되는 에너지 문제 해결, 분석 및 문제를 제거합니다.

VMware는 업계 표준 기술인 FPIN(Fabric Performance Impact Notification)을 사용하여 FC 패브릭 이벤트에 대한 경고를 수신, 표시 및 활성화하는 프로세스를 통해 지능형 자율 구동 SAN을 제공할 기반을 마련했습니다.

FPIN은 해당 영역의 다른 포트에 대한 조건을 종단 장치에 알리기 위해 패브릭 포트에서 전송하는 알림 프레임입니다. 조건에는 다음이 포함됩니다.

성능을 저하시키는 링크 무결성 문제
드롭된 프레임 알림
혼잡 문제

능동적 알림 메커니즘을 통해 포트 문제를 신속하게 해결할 수 있으며 가동 중지 시간을 완화하도록 복구 조치를 설정할 수 있습니다.

그림 1: Marvell QLogic FC가 포함된 vSphere 8.0은 SAN에서 초과 가입을 나타내는 패브릭 알림을 등록하고 수신합니다.

그림 2: Marvell QLogic FC가 포함된 vSphere 8.0은 링크 무결성 저하를 나타내는 패브릭 알림을 등록하고 수신합니다.

Marvell QLogic Enhanced 16GFC, Enhanced 32GFC 및 64GFC HBA는 vSphere 8.0에 완전히 통합되며 자율 SAN의 빌딩 블록 역할을 하는 패브릭 알림 기술을 지원합니다.

vVol의 생산성

VMware는 지난 몇 개의 vSphere 릴리스에서 vVols에 중점을 두었습니다. vSphere 8.0에서 코어 스토리지는 초기 릴리스에서만 FC-NVMe 지원과 함께 NVMe-oF에 대한 vVols 지원을 추가했습니다. 그러나 VMware는 vSphere NVMe-oF에서 지원되는 다른 프로토콜을 계속 검증하고 지원할 것입니다. 새로운 vVols Spec, VASA/VC 프레임워크를 찾을 수 있습니다. LINK.

업계와 많은 어레이 공급업체가 성능 향상과 대기 시간 단축을 위해 NVMe-oF 지원을 추가함에 따라 VMware는 vVols가 최신 스토리지 기술로 최신 상태를 유지하기를 원했습니다.

향상된 성능 외에도 NVMe-oF vVols 설정이 간소화되었습니다. VASA가 등록되면 기본 설정이 백그라운드에서 완료되고 데이터 저장소만 생성하면 됩니다. VASA는 모든 vPE(가상 프로토콜 끝점) 연결을 처리합니다. 고객은 이제 다음을 통해 vVols 데이터 저장소에서 NVMe-oF 스토리지 어레이를 관리할 수 있습니다. 스토리지 정책 기반 관리 vCenter에서. vSphere 8은 또한 추가 네임스페이스 및 경로에 대한 지원을 추가하고 vMotion 성능을 개선했습니다.

VM-ID 기술로 가상 머신 추적

Fibre Channel에서 알 수 있듯이 서버 가상화는 링크 공유 증가의 촉매 역할을 했습니다. 데이터 센터 내의 VM(가상 머신) 수가 증가함에 따라 공유 링크는 사용 가능한 최대 대역폭을 활용하여 CPU 코어, 메모리 및 기타 시스템 리소스와 관련된 데이터를 전송합니다. 모든 VM 및 기타 물리적 시스템에서 전송된 데이터가 혼합됩니다. 해당 데이터는 SAN(Storage Area Network) 트래픽과 동일한 경로를 따라 이동하므로 모두 동일하게 나타나며 개별 데이터 스트림으로 볼 수 없습니다.

Marvell QLogic의 VM-ID(SAN을 통해 다른 VM과 해당 I/O 흐름을 연결하기 위해 프레임 태깅을 사용하는 종단 간 솔루션)를 활용하면 공유 링크에서 각 VM을 해독할 수 있습니다. QLogic은 최신 64GFC, 향상된 32GFC 및 향상된 16GFC 호스트 버스 어댑터(HBA)에서 이 기능을 활성화했습니다. 이 기술에는 VMware ESX에서 전역적으로 고유한 ID를 수집하는 애플리케이션 서비스 모니터가 내장되어 있습니다. 그런 다음 모든 VM의 서로 다른 ID를 해석하여 지능형 모니터링을 수행할 수 있습니다.

VM-ID는 SAN 관리자가 QLogic 파이버 채널 HBA 내의 각 가상 워크로드에 애플리케이션 수준 서비스를 제어하고 지시할 수 있는 기능을 제공하는 패브릭을 통해 원래 VM의 I/O에 대한 심층적인 비전을 제공합니다.

그림 3: Brocade 스위치 분석 엔진은 이제 Marvell 파이버 채널 HBA에 의해 개별 VM-ID로 태그가 지정된 파이버 채널 프레임을 계산하여 VM별 통계를 표시할 수 있습니다.

64GFC로 성능 향상

파이버 채널의 발전은 프로토콜이 1988년에 처음 시작된 이래로 계속되고 있습니다. 최초의 FC SAN 제품인 1Gb FC는 1997년에 배송되기 시작했으며 128Gb 제품이 출시될 예정인 지금까지 계속 진화하고 있습니다.

XNUMX~XNUMX년마다 FC 속도가 두 배로 증가합니다. 개선된 성능 외에도 Fabric Services, Universal SAN Congestion Mitigation이 포함된 StorFusion™, NPIV(가상화) 및 클라우드 서비스와 같은 새로운 서비스가 포함되었습니다. 네트워킹 회사와 OEM은 이러한 표준 개발에 참여하고 안정적이고 확장 가능한 스토리지 네트워크 제품을 제공하기 위해 지속적으로 협력하고 있습니다.

파이버 채널은 시장에서 가장 신뢰할 수 있는 스토리지 연결 솔루션으로 간주되며 점진적인 향상을 제공하는 전통을 가지고 있습니다. 서버 및 스토리지 기술은 더 큰 SAN 대역폭에 대한 요구를 추진하고 있습니다. 응용 프로그램 및 스토리지 용량, SSD 및 NVMe를 지원하는 32Gb 및 64Gb 스토리지 어레이, 서버 가상화 및 다중 클라우드 배포는 모두 예측 가능한 성능으로 더 높은 처리량, 더 짧은 대기 시간 및 더 빠른 링크 속도를 제공하므로 Fibre Channel의 가치를 입증하고 있습니다.

Marvell은 최근 완전히 새로운 64GFC HBA를 발표했습니다. 여기에는 사용 가능한 대역폭을 두 배로 늘리고 더 빠른 PCIe 2870 버스에서 작동하며 FC 및 FC-NVMe를 동시에 지원하는 단일, 이중 및 쿼드 포트 FC HBA의 QLE4.0 시리즈가 포함되어 있어 미래에 대비한 미션 크리티컬 엔터프라이즈에 이상적입니다. 응용 프로그램.

NVMe 제공!

NVMe 장치가 매우 빠른 읽기 및 쓰기 액세스를 제공한다는 데는 이의가 없습니다. 따라서 이러한 NVMe 장치가 보장된 전달이 필요한 스토리지 장치라는 점을 고려하지 않고 이러한 NVMe 장치를 고속 네트워크에 연결하는 방법에 대해 논의합니다. 무손실 전송 방식으로 개발된 기술이 파이버 채널입니다. 업계 리더들의 수많은 테스트에서 NVMe-oF 및 NVMe/FC는 기본 기술이 파이버 채널일 때 더 나은 성능을 보였습니다.

플래시 어레이는 고밀도 가상화 워크로드에서 더 빠른 블록 스토리지 성능을 제공하고 데이터 집약적인 애플리케이션 응답 시간을 줄입니다. 네트워크 인프라가 플래시 스토리지 어레이와 동일한 수준에서 수행할 수 없는 경우가 아니면 이 모든 것이 꽤 좋아 보입니다.

플래시 기반 스토리지에는 결정적이며 대기 시간이 짧은 인프라가 필요합니다. 다른 스토리지 네트워킹 아키텍처는 종종 대기 시간을 증가시켜 병목 현상과 네트워크 정체를 일으킵니다. 이러한 상황이 발생하면 더 많은 패킷을 보내야 하므로 더 많은 정체가 발생합니다. 채널의 크레딧 기반 흐름 제어를 사용하면 패킷을 삭제하거나 강제로 재전송하여 대상 버퍼가 데이터를 수신할 수 있는 한 빨리 데이터를 전달할 수 있습니다.

우리는 올해 초 Marvell의 FC-NVMe 접근 방식에 대한 심층 리뷰를 게시했습니다. 자세히 알아보려면 확인하세요. Marvell, FC-NVMe를 두 배로 늘리다.

vSphere 7.0에서 처음 도입된 핵심 NVMe 스토리지 기능

VMware 블로그에서는 NVMe-oF(NVMe over Fabrics)를 NVMe 프로토콜을 사용하는 네트워크 패브릭을 통해 호스트를 고속 플래시 스토리지에 연결하는 프로토콜 사양으로 설명했습니다. VMware는 vSphere 7 U1에서 NVMe-oF를 도입했습니다. VMware 블로그는 벤치마크 결과 파이버 채널(FC-NVMe)이 vSphere 가상화 환경에서 지속적으로 SCSI FCP를 능가하여 더 높은 처리량과 더 짧은 대기 시간을 제공한다고 밝혔습니다. TCP/IP를 통한 NVMe 지원이 vSphere 7.0 U3에 추가되었습니다.

NVMe 채택이 증가함에 따라 VMware는 NVMe-oF를 사용하여 공유 NVMe 스토리지에 대한 지원을 추가했습니다. 고유한 짧은 대기 시간과 높은 처리량을 감안할 때 업계에서는 AI, ML 및 IT 워크로드에 NVMe를 활용하고 있습니다. 일반적으로 NVMe는 로컬 PCIe 버스를 사용했기 때문에 외부 어레이에 연결하기가 어려웠습니다. 당시 업계는 IP 및 FC를 기반으로 NVMe-oF를 위한 외부 연결 옵션을 발전시키고 있었습니다.

vSphere 7에서 VMware는 NVMe over FC 및 NVMe over RDMA와 함께 NVMe-oF를 사용하여 공유 NVMe 스토리지에 대한 지원을 추가했습니다.

패브릭은 SAN(Storage Area Network)에 필요한 무손실 보장 전송을 유지하면서 더 빠른 속도를 계속 제공합니다. vSphere 8.0은 현재까지 가장 빠른 FC 속도인 64GFC를 지원합니다.

vSphere 8.0은 NVMe 초점을 발전시켜 파이버 채널을 우선시합니다.

vVols는 지난 몇 번의 릴리스에서 VMware 스토리지 엔지니어링의 주요 초점이었으며 vSphere 8.0에서는 코어 스토리지가 NVMe-oF에서 vVols 지원을 추가했습니다. 처음에 VMware는 FC만 지원하지만 계속해서 다른 NVMe-oF 프로토콜을 검증하고 지원할 것입니다.

이것은 새로운 vVols Spec, VASA/VC 프레임워크입니다. 자세한 내용을 보려면 다음을 방문하십시오. VASA 4.0/v볼스 3.0 이 새로운 vVols 사양의 세부 정보를 보려면

vSphere 8은 계속해서 기능과 개선 사항을 추가하고 있으며 최근에는 NVMe-FC 및 TCP에 대해 지원되는 네임스페이스를 256개로, 경로를 2K로 늘렸습니다. 또 다른 기능인 NVMe 장치에 대한 예약 명령 지원이 vSphere에 추가되었습니다. 예약 명령을 통해 고객은 NVMe-oF 데이터 저장소가 있는 Microsoft WSFC와 함께 클러스터링된 VMDK 기능을 사용할 수 있습니다.

설정이 간단하고 관리가 간단합니다!

파이버 채널에는 자동 검색이라는 또 다른 기본 제공 효율성이 있습니다. FC 장치가 네트워크에 연결되면 필요한 자격 증명이 있는 경우 자동으로 검색되어 패브릭에 추가됩니다. 노드 맵이 업데이트되고 트래픽이 광섬유를 통과할 수 있습니다. 관리자의 개입이 없는 간단한 프로세스입니다.

NVMe/TCP를 구현할 때 더 많은 오버헤드가 있습니다. NVMe/TCP에는 자동 검색 메커니즘이 없기 때문에 ESXi에 NVMe 검색 서비스 지원이 추가되었습니다. ESXi의 고급 NVMe-oF 검색 서비스 지원을 통해 표준 호환 NVMe 검색 서비스의 동적 검색이 가능합니다. ESXi는 mDNS/DNS-SD 서비스를 사용하여 네트워크에서 활성 NVMe-oF 검색 서비스의 IP 주소 및 포트 번호와 같은 정보를 가져옵니다. ESXi는 엔터티 제공(NVMe) 검색 서비스(DNS-SD)에서 정보를 요청하는 mDNS(멀티캐스트 DNS) 쿼리를 보냅니다. 이러한 엔터티가 네트워크(쿼리가 전송된)에서 활성 상태이면 요청된 정보(예: 서비스가 실행 중인 IP 주소 및 포트 번호)와 함께 호스트에 (유니캐스트) 응답을 보냅니다.

결론

파이버 채널은 블록 스토리지를 운반하기 위해 특별히 제작되었으며 이 기사에서 설명한 바와 같이 대기 시간이 짧고 무손실이며 고성능의 안정적인 패브릭입니다. 일부 중요한 고속 네트워크에서 스토리지 트래픽에 대한 TCP 사용을 개선하기 위한 진전이 이루어지고 있습니다. 그러나 TCP는 무손실 네트워크가 아니며 데이터 재전송이 여전히 문제입니다.

Marvell FC 제품군

이 보고서는 Marvell의 후원을 받았습니다. 이 보고서에 표현된 모든 견해와 의견은 고려 중인 제품에 대한 우리의 공정한 견해를 기반으로 합니다.

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혁신과 안정성으로 파이버 채널이 데이터 센터 SAN을 위한 선택이 되었습니다.