Innovation och tillförlitlighet gör Fibre Channel till valet för datacenter SAN

Stora datacenter är packade med servrar, lagring, switchar och diverse annan hårdvara, för att försöka hänga med i de senaste tekniktrenderna. Av alla förändringar som sker inom datacentret fortsätter en teknik att vara en god idé för lagringsanslutning. Fibre Channel har varit en stöttepelare i datacentret i många år baserat på tillförlitlighet och säkerhet. Det är dock inte bara ett förstahandsval för företagsmarknaden. Många hårdvaru- och mjukvaruleverantörer fokuserar sina tester på Fibre Channel för att säkerställa att produkterna är redo för bästa sändning innan de skickas till kunden.

Dell PowerStore med fiberkanal

Lagrings- och switchleverantörer fortsätter att lägga till nya funktioner och förbättringar till Fibre Channel, och mjukvaruutvecklare testar Fibre Channel-funktionalitet innan de släpper programuppdateringar till massorna. Fibre Channel är fortfarande den dominerande SAN-tekniken i stora datacenter. De flesta VMware-kunder använder Fibre Channel för att dra fördel av den pågående innovationen och befintliga tillförlitlighet, motståndskraft, säkerhet och hastighet som finns på plats idag.

VMware är engagerad i fiberkanal och Marvell leder vägen

Om det fanns några frågor om vikten och betydelsen av Fibre Channel-teknik, lägger VMware det till vila genom att prioritera nya releasetester med Fibre Channel. Med alla de senaste tillkännagivandena på VMware Explore var vSphere 8 det mest intressanta. VMware fortsatte fokus på vVols lagringsteknik och lade till vVols-stöd i NVMe-oF.

fiberkanal vmware Marvell 32gfc i server FC-NVMe

Marvell QLogic QLE2772 Dual-Port 32Gb FC-adapter

Som det står på VMware-webbplatsen, "Inledningsvis kommer vi endast att stödja FC, men kommer att fortsätta att validera och stödja andra protokoll som stöds med vSphere NVMe-oF." Konsensus hos VMware är att kunder kan gå över till NVMe-oF, iSCSI och 100G Ethernet, men FC föredras när det kommer till högpresterande och verksamhetskritiska applikationer. Därför kommer Fibre Channel att fortsätta att ligga i framkant av tekniska framsteg i vSphere. Även om det sker en övergång till andra teknologier ser VMware ingen minskning av efterfrågan på Fibre Channel.

Och det är inte bara VMware. Med allt buzz kring automation, maskininlärning och DevOps är Fibre Channel fortfarande i fokus för de flesta IT-proffs. På grund av sin inneboende tillförlitlighet, säkerhet och låga latens är SAN Fabrics avgörande för branscher som sjukvård, finans, tillverkning, försäkring och myndigheter. Naturligtvis står Fibre Channel-tekniken inte stilla och fortsätter att utvecklas med 64G-tyger som levereras idag och en färdplan till 128G hos progressiva switchar och HBA-leverantörer. Marvell QLogic har fortsatt att visa ett oöverträffat ledarskap och innovation kring Fibre Channel-teknik.

Det finns en anledning till att Fibre Channel är den bästa tekniken för Storage Area Networks: det bara fungerar. Det finns ett starkt engagemang från leverantörsgemenskapen att arbeta tillsammans för att förbättra specifikationerna för att möta branschens föränderliga krav. Testning av mjukvaruleverantörer fokuserar på interoperabilitet såväl som säkerhet och tillförlitlighet, och det är uppenbart i fallet med VMware vSphere 8. Leverantörer har åtagit sig att säkerställa interoperabilitet med Fibre Channel innan de släpper nya uppdateringar eller hårdvara i datacentret.

FC får ett lyft i vSphere 8, Bolsters FC-NVMe-implementering

VMware introducerade flera kärnfunktioner i vSphere 8, inklusive förbättringar av NVMe over Fabrics (NVMe-oF). Naturligtvis finns det flera anledningar till den ökade populariteten för NVMe-oF. Kunderna åtnjuter i första hand den höga prestanda och genomströmning som är förknippad med NVMe-oF över traditionell SCSI och NFS. Lagringsleverantörer flyttar till NVMe-arrayer och har lagt till stöd för FC-NVMe över sina produktlinjer.

VMware tog ledningen och gjorde betydande förbättringar av vSphere 8 specifikt för NVMe-oF, inklusive:

Ökat antal namnområden och sökvägar som stöds för både NVMe-TCP och FC-NVMe. vSphere 8 stöder nu 256 namnområden och 2K-sökvägar med NVMe-TCP och FC-NVMe.
Det utökade reservationsstödet för NVMe-enheter för kunder som använder stöd för Microsoft Windows Server Failover Cluster (WSFC) för disklåsning på applikationsnivå. Inledningsvis, endast för FC, tillåter detta kunder att använda Clustered VMDK-kapacitet med Microsoft WSFC med NVMe-oF Datastores.
Avancerat stöd för NVMe/TCP Discovery Services i ESXi för att hjälpa kunder med NVMe-oF-installation i en Ethernet-miljö. Stöd för NVMe Advance Discovery lades till, vilket gör att vSphere kan fråga nätverket efter NVMe-arraykontroller som stöds, vilket förenklar installationen. NVMe/TCP har utnyttjat de automatiska upptäcktsfunktionerna som Fibre Channel har stöttat sedan starten.

De fyra pelarna driver digital transformation med fiberkanal

Autonoma SAN

Surret kring autonomt allt blir ganska högt. Eftersom vi pratar SAN, specifikt Fiber Channel SAN, skulle detta vara ett utmärkt ställe att belysa hur det autonoma SAN fungerar utan att fastna i ogräset.

Autonoma SAN är viktiga eftersom de stöder stora branscher som sjukvård, finans, myndigheter och försäkringar. Fibre Channel SAN är kraftigt utplacerade i dessa industrier på grund av deras inneboende tillförlitlighet och säkerhet.

Ett avbrott eller driftstopp i dessa kritiska branscher kan vara katastrofalt. Beroende på varaktigheten kan ett avbrott resultera i hundratusentals eller miljoner dollar i förlorade intäkter. Inom vården kan ett avbrott leda till att en procedur försenas eller att man inte kan utföra räddningstjänst. Med detta i åtanke fortsätter Fibre Channels industristandardorgan att sträva efter förbättringar av tillförlitlighet och tillgänglighet.

För att möta kraven från det moderna datacentret och avancerade applikationer konfigurerar industrier enheter för att utföra uppgifter som inte ursprungligen var avsedda. Det räcker inte med intelligenta enheter. Idag är det nödvändigt att ha en installerad bas som är medveten om allt runt omkring. Detta kallas "samarbetande intelligens", där enheter inte bara är medvetna om aktiviteter som äger rum utan också har förmågan att vidta åtgärder vid behov.

Den första fasen av det autonoma SAN-arbetet är att utveckla ett arkitekturelement som kallas Fabric Performance Impact Notifications (FPINs). Fabric Notifications skapar en mekanism för att meddela enheter i nätverket av händelser som inträffar i tyget som hjälper till att fatta resiliensbeslut. Två typer av feltillstånd kan uppstå. Logiska fel kan ofta återställas genom ett nytt försök eller logisk återställning och är relativt icke-störande för systemet. Å andra sidan kräver fysiska fel ofta samma typ av ingrepp för att slutföra reparationen. Intermittenta fel är svårare att lösa och kan vara tidskrävande.

Med Fabric Notifications upptäcker tyget (eller slutenheten) det intermittenta fysiska problemet, övervakar för att se om felet är bestående och genererar i så fall ett meddelande som skickas till enheterna som påverkas av händelsen. Med denna information känner flervägslösningen till platsen och arten av det fysiska felet och kan "rutta runt" det. IT-administratören behöver inte engagera sig i att identifiera, isolera eller initiera återställningskommandon för att åtgärda felet.

Alla dessa mekanismer styrs av slutenheterna genom utbyte av kapacitet och registrering av operationer. Fiber Channel-switchar i tyget har synlighet av andra tygkomponenter som gör att de kan samla in information om lagringsnätverket, anslutna enheter och den övergripande infrastrukturen. Dessa switchar utbyter den informationen över hela tyget, vilket skapar en sann vision av det autonoma SAN för självinlärning, självoptimering och självläkning.

Tygmeddelanden levererar i slutändan intelligens till enheterna i tyget för att eliminera slöseri med energifelsökning, analys och lösning av problem som löses automatiskt genom att enheter korrigerar problem som påverkar prestanda och fel.

VMware har lagt grunden för att leverera ett intelligent och självkörande SAN med processen att ta emot, visa och aktivera varningar för FC-tyghändelser med hjälp av Fabric Performance Impact Notification (FPIN), en industristandardteknik.

FPIN är en meddelanderam som sänds av en textilport för att meddela en slutenhet om ett tillstånd för en annan port i dess zon. Villkoren inkluderar följande:

Länkintegritetsproblem som försämrar prestandan
Aviseringar om ramaviseringar
Trängselproblem

Med en proaktiv aviseringsmekanism kan portproblem lösas snabbt och återställningsåtgärder kan ställas in för att minska driftstopp.

Figur 1: vSphere 8.0 med Marvell QLogic FC registrerar sig för och tar emot textaviseringar som anklagar överabonnemang i SAN

Figur 2: vSphere 8.0 med Marvell QLogic FC registrerar sig för och tar emot textaviseringar som indikerar försämrad länkintegritet.

Marvell QLogic Enhanced 16GFC, Enhanced 32GFC och 64GFC HBA är helt integrerade i vSphere 8.0 och stöder textilmeddelandeteknik som fungerar som en byggsten för autonoma SAN.

Produktivitet Med vVols

VMware har fokuserat på vVols för de senaste vSphere-släppen. Med vSphere 8.0 har kärnlagring lagt till vVols-stöd för NVMe-oF med FC-NVMe-stöd endast i den första utgåvan. VMware kommer dock att fortsätta att validera och stödja andra protokoll som stöds med vSphere NVMe-oF. Det nya vVols Spec, VASA/VC ramverket kan hittas här..

Med industrin och många array-leverantörer som lägger till NVMe-oF-stöd för förbättrad prestanda och lägre latens, ville VMware säkerställa att vVols förblev aktuella med nyare lagringsteknologier.

Förutom den förbättrade prestandan är NVMe-oF vVols-inställningen förenklad. När VASA väl har registrerats slutförs den underliggande installationen i bakgrunden, och det enda som återstår att skapa är datalagret. VASA hanterar alla virtuella protokollslutpunkter (vPE)-anslutningar. Kunder kan nu hantera NVMe-oF-lagringsmatriser i en vVols datastore via lagringspolicybaserad hantering i vCenter. vSphere 8 har också lagt till stöd för ytterligare namnutrymmen och sökvägar och förbättrad vMotion-prestanda.

Spåra virtuella maskiner med VM-ID-teknik

Servervirtualisering har varit katalysatorn för ökad länkdelning, vilket Fibre Channel visar. Med det växande antalet virtuella maskiner (VM) i datacentret transporterar delade länkar data som är associerade med CPU-kärnor, minne och andra systemresurser, med den maximala tillgängliga bandbredden. Data som skickas från alla virtuella datorer och andra fysiska system blandas ihop. Den datan färdas längs samma väg som Storage Area Network-trafiken (SAN), så allt ser ut på samma sätt och kan inte ses som individuella dataströmmar.

Genom att använda Marvell QLogics VM-ID (en end-to-end-lösning som använder ramtaggning för att associera de olika virtuella datorerna och deras I/O-flöden över SAN) gör det möjligt att dechiffrera varje virtuell dator på en delad länk. QLogic har aktiverat denna möjlighet på deras senaste 64GFC, Enhanced 32GFC och Enhanced 16GFC Host Bus Adapters (HBA). Denna teknik har en inbyggd Application Services-monitor, som samlar det globalt unika ID:t från VMware ESX. Den kan sedan tolka de olika ID:n från varje virtuell dator för att utföra intelligent övervakning.

VM-ID ger en djupgående vision för I/O från den ursprungliga virtuella datorn genom tyget, vilket ger SAN-hanterare möjligheten att styra och styra tjänster på applikationsnivå till varje virtuell arbetsbelastning inom en QLogic Fibre Channel HBA.

Figur 3: Brocade switch-analysmotor kan nu visa per VM-statistik genom att räkna Fibre Channel-ramarna taggade med individuellt VM-ID av Marvell Fibre Channel HBA.

Ökar prestanda med 64GFC

Framsteg inom Fibre Channel har pågått sedan protokollet startades första gången 1988. De första FC SAN-produkterna, 1Gb FC, började levereras 1997, och utvecklingen fortsätter idag, med 128Gb-produkter vid horisonten.

Vart tredje till fjärde år fördubblas FC-hastigheterna. Förutom framstegen inom ökad prestanda inkluderades nya tjänster som Fabric Services, StorFusion™ med Universal SAN Congestion Mitigation, NPIV (Virtualization) och Cloud-tjänster. Nätverksföretag och OEM-tillverkare deltar i att utveckla dessa standarder och fortsätter att arbeta tillsammans för att leverera tillförlitliga och skalbara lagringsnätverksprodukter.

Fibre Channel anses vara den mest pålitliga lösningen för lagringsanslutning på marknaden, med ett arv för att leverera progressiva förbättringar. Server- och lagringsteknik driver efterfrågan på större SAN-bandbredd. Applikations- och lagringskapacitet, 32 Gb och 64 Gb lagringsmatriser som stöder SSD:er och NVMe, servervirtualisering och multimolninstallationer visar att Fibre Channels är värda eftersom det ger högre genomströmning, lägre latens och högre länkhastigheter – allt med förutsägbar prestanda.

Marvell tillkännagav nyligen introduktionen av sina helt nya 64GFC HBAs. Dessa inkluderar QLE2870-serien med enkel-, dubbel- och fyrports FC HBA:er som fördubblar den tillgängliga bandbredden, fungerar på en snabbare PCIe 4.0-buss och samtidigt stöder FC och FC-NVMe, idealiskt för framtidssäkrad verksamhetskritisk verksamhet applikationer.

NVMe levererar!

Det råder ingen tvekan om att NVMe-enheter ger extremt snabb läs- och skrivåtkomst. Så diskussionen går till att ansluta dessa NVMe-enheter till höghastighetsnätverk utan att tänka på att dessa fortfarande är lagringsenheter som kräver garanterad leverans. Tekniken som utvecklades som en förlustfri leveransmetod är Fibre Channel. I många tester av branschledare presterade NVMe-oF och NVMe/FC bättre när den underliggande tekniken var Fibre Channel.

Flash-arrayer möjliggör snabbare blocklagringsprestanda i virtualiserade arbetsbelastningar med hög densitet och minskar dataintensiva programsvarstid. Allt det här ser ganska bra ut om inte nätverksinfrastrukturen inte kan prestera på samma nivå som flashlagringsmatriserna.

Flash-baserad lagring kräver en deterministisk infrastruktur med låg latens. Andra lagringsnätverksarkitekturer ökar ofta latensen, vilket skapar flaskhalsar och nätverksstockning. Fler paket måste skickas när detta inträffar, vilket skapar ännu mer trängsel. Med Channels kreditbaserade flödeskontroll kan data levereras så snabbt som destinationsbufferten kan ta emot den, med att släppa paket eller tvinga fram omsändningar.

Vi publicerade en djupgående recension tidigare i år om Marvells FC-NVMe-strategi. Om du vill veta mer, kolla in Marvell dubblar på FC-NVMe.

Core NVMe-lagringsfunktioner introducerades först i vSphere 7.0

En VMware-blogg beskrev NVMe over Fabrics (NVMe-oF) som en protokollspecifikation som ansluter värdar till höghastighets flashlagring via nätverkstyger som använder NVMe-protokollet. VMware introducerade NVMe-oF i vSphere 7 U1. VMware-bloggen indikerade att benchmarkresultat visade att Fibre Channel (FC-NVMe) konsekvent överträffade SCSI FCP i vSphere-virtualiserade miljöer, vilket gav högre genomströmning och lägre latens. Stöd för NVMe över TCP/IP lades till i vSphere 7.0 U3.

Baserat på växande NVMe-antagande lade VMware till stöd för delad NVMe-lagring med NVMe-oF. Med tanke på den inneboende låga latensen och höga genomströmningen drar industrier nytta av NVMe för AI-, ML- och IT-arbetsbelastningar. Vanligtvis använde NVMe en lokal PCIe-buss, vilket gjorde det svårt att ansluta till en extern array. Vid den tiden hade branschen utvecklat externa anslutningsalternativ för NVMe-oF baserat på IP och FC.

I vSphere 7 lade VMware till stöd för delad NVMe-lagring med NVMe-oF med NVMe över FC och NVMe över RDMA.

Tyger fortsätter att erbjuda högre hastigheter samtidigt som de bibehåller den förlustfria, garanterade leveransen som krävs av lagringsnätverk. vSphere 8.0 stöder 64GFC, den snabbaste FC-hastigheten hittills.

vSphere 8.0 avancerar sitt NVMe-fokus och prioriterar fiberkanal

vVols har varit det primära fokus för VMware-lagringsteknik under de senaste utgåvorna, och med vSphere 8.0 har kärnlagring lagt till vVols-stöd i NVMe-oF. Inledningsvis kommer VMware endast att stödja FC men kommer att fortsätta att validera och stödja andra NVMe-oF-protokoll.

Detta är ett nytt vVols Spec, VASA/VC ramverk. För att lära dig mer, besök VASA 4.0/volym 3.0 för att se detaljer om denna nya vVols spec.

vSphere 8 fortsätter att lägga till funktioner och förbättringar och utökade nyligen de namnutrymmen som stöds till 256 och sökvägar till 2K för NVMe-FC och TCP. En annan funktion, stöd för reservationskommandon för NVMe-enheter, har lagts till i vSphere. Reservationskommandon låter kunder använda Clustered VMDK-kapacitet med Microsoft WSFC med NVMe-oF Datastores.

Enkel att installera och enkel att hantera!

Fibre Channel har en annan inbyggd effektivitet: Auto-discovery. När en FC-enhet är ansluten till nätverket upptäcks den automatiskt och läggs till i tyget om den har nödvändiga referenser. Nodkartan uppdateras och trafik kan passera över fibern. Det är en enkel process utan ingripande från en administratör.

Det finns mer omkostnader när du implementerar NVMe/TCP. Eftersom NVMe/TCP inte har en mekanism för automatisk upptäckt har ESXi lagt till stöd för NVMe Discovery Service. Avancerat stöd för NVMe-oF Discovery Service i ESXi möjliggör dynamisk upptäckt av standardkompatibla NVMe Discovery Service. ESXi använder mDNS/DNS-SD-tjänsten för att få information som IP-adress och portnummer för aktiva NVMe-oF-upptäcktstjänster i nätverket. ESXi skickar en multicast DNS (mDNS)-fråga som begär information från enheter som tillhandahåller (NVMe) upptäcktstjänst (DNS-SD). Om en sådan enhet är aktiv på nätverket (på vilket frågan skickades), kommer den att skicka ett (unicast) svar till värden med den begärda informationen, dvs IP-adress och portnummer där tjänsten körs.

Slutsats

Fibre Channel var specialbyggd för att bära blocklagring, och som beskrivs i den här artikeln är det ett förlustfritt, högpresterande och pålitligt tyg med låg latens. För att vara tydlig, görs framsteg för att förbättra användningen av TCP för lagringstrafik över några betydande höghastighetsnätverk. Men faktum kvarstår att TCP inte är ett förlustfritt nätverk, och vidaresändning av data är fortfarande ett problem.

Marvell FC produktfamilj

Den här rapporten är sponsrad av Marvell. Alla åsikter och åsikter som uttrycks i denna rapport är baserade på vår opartiska syn på produkten/de produkter som övervägs.

Engagera dig med StorageReview