自成立以来，Marvell 的重点一直是基础设施网络，通过构建满足各种应用程序和各种工作负载所需服务级别的产品。 IT 架构师需要寻找能够提供灵活性和可扩展性以支持 SSD、闪存、大型数据库和虚拟化的智能技术。 Marvell 坚信光纤通道 (FC) 是存储传输的首选技术，通过 FC (FC-NVMe) 为 NVMe-oF 提供 FC 迁移策略，支持本地 VMware vSphere 和 ESXi。 该技术目前可用，但对许多客户而言并不明显。
自成立以来，Marvell 的重点一直是基础设施网络，通过构建满足各种应用程序和各种工作负载所需服务级别的产品。 IT 架构师需要寻找能够提供灵活性和可扩展性以支持 SSD、闪存、大型数据库和虚拟化的智能技术。 Marvell 坚信光纤通道 (FC) 是存储传输的首选技术，通过 FC (FC-NVMe) 为 NVMe-oF 提供 FC 迁移策略，支持本地 VMware vSphere 和 ESXi。 该技术目前可用，但对许多客户而言并不明显。
NVMe-oF 入门
Marvell 相信 FC 仍将是存储网络的黄金标准，主要是因为 FC 具有可靠性和创新的历史； 它通过专注于将 NVMe-oF 技术纳入光纤通道来为企业提供附加价值，从而提升 FC 的价值。 Marvell 凭借其支持 EBOF、FC-NVMe、DPU、SSD 控制器和 NVMe-oF 的丰富产品组合，始终将创新放在首位。 凭借如此丰富的产品阵容，以及他们对网络技术的兴趣，Marvell 邀请我们进入他们的实验室，在 VMware ESXi 环境中进行一些针对 FC-NVMe、NVMe/TCP、NVMe-RoCEv2 的性能测试。
随着供应商不断推出基于 NVMe 协议的存储，企业正在全面拥抱这项技术。 NVMe 闪存阵列在全球范围内部署在许多使用光纤通道作为首选传输方式的数据中心中，因为它是可靠性、性能和安全性方面经过验证的技术。 NVMe-oF 越来越受欢迎，NVMe 工作组将该标准纳入 2.0 年底宣布的 NVMe 2021 规范。
随着 NVMe-oF 标准的成熟，供应商正在将该技术整合到存储和传输硬件中，从而缓解部署问题。 NVMe over Ethernet 协议将用于软件定义和 HCI 设备，因为它们通常连接到以太网网络。 在 SAN 中，如今使用光纤通道的组织将过渡到 FC-NVMe，而使用 iSCSI 的组织可能会过渡到 NVMe/TCP。
几十年来，FC 一直是任务和业务关键型环境的首选技术，因为该设计满足块存储工作负载的性能和延迟需求。 FC支持满足紧 SLA 适用于对底层存储基础设施的性能和可用性极为敏感的任务和业务关键型工作负载。 工作负载的大小增加了，这影响了基础设施的可扩展性。 当然，随着这些工作负载的增长，主要焦点之一是对存储系统的访问。 NVMe over Fibre Channel 提供了许多性能、延迟和可靠性优势。 持续和可预测的存储性能需要与光纤通道无缝集成和兼容。
构建 IT 基础架构结构的其他选项包括以太网和 Infiniband。 然而，光纤通道的固有功能可以最好地解决下一代基础架构性能和可扩展性需求，以满足 NVMe 指标。 请记住，自从 ANSI 标准于 1994 年发布以来，光纤通道结构就已经很成熟，并且还在不断发展，这使得光纤通道仍然是存储网络的首要网络技术。 并且NVMe over FC可以在同一个网络上同时支持NVMe和SCSI。
随着组织过渡到 AI/ML 等要求更高的工作负载，NVMe over FC 提供了网络性能的可预测性和低延迟。 供应商一直在提供同时支持 FC-NVMe、SCSI/FC 和本地 SAN 结构的交换机技术。 集成支持 FC-NVMe 的网络组件非常简单，通常不需要额外的硬件。 如果当前实现是运行在16GFC以上的FC SAN，NVMe命令封装在FC中。 除了可能更改或添加 NVMe 目标磁盘之外，还可能是 HBA 或系统操作系统的固件或驱动程序更新。
VMware 和 FC-NVMe
VMware ESXi 7.0+ 支持 NVMe over Fibre Channel (FC-NVMe) 和 NVMe over RDMA Converged Ethernet (NVMe-RoCE)。 NVMe-RDMA 和 NVMe-RoCE 本质上是相同的，有时可以互换。 VMware 最近发布了支持 NVMe/TCP 的 ESXi 7.0 U3。 在 VMware vSphere 或 ESXi 环境中运行的工作负载，集成 FC-NVMe 非常简单，看起来类似于传统的 FC 实施。 以下屏幕截图说明了配置 HBA 以支持 FC 和 FC-NVMe 的相似之处。
运用 Marvell QLogic QLE2772 双端口 32Gb FC 适配器 和 NetApp AFF A250 来展示传统的 FC LUN 和 NVMe 命名空间，我们能够展示最终用户配置每种存储类型是多么无缝。 通过将存储在光纤通道结构上适当地分区到 VMware 主机，相同的工作流会创建一个数据存储。
在幕后，双端口卡呈现为四个设备。 两个用于传统 FC 存储，而其他用于 NVMe。 在我们的截图中，vmhba2/3 是标准的 FC 设备，vmhba67/68 是用于 NVMe 的。 应该注意的是，这些自动出现在带有内置驱动程序和当前固件的 VMware ESXi 7 中，不需要单独安装。 VMware 文档建议在安装期间接受默认值。 在我们的第一个视图中，选择了传统的光纤通道设备，显示“未使用”的 1TB NetApp 光纤通道磁盘。
将视图切换到 Marvell QLogic NVMe 视图，我们看到另一个 1TB NVMe 光纤通道磁盘，也没有被消耗。 vSphere 输出包括用于命名空间和控制器的选项，用于定义系统如何访问 LUN。
NVMe 命名空间视图通常会显示多个设备； 但是，我们在测试中配置了一个 1TB 设备。
在控制器视图下，将显示 NetApp ONTAP NVMe 控制器，将设备呈现给映射的主机。 “添加控制器”选项可用于手动添加新控制器，尽管 VMware ESXi 7 在适当分区到给定的 FC WWN 时会自动发现这些控制器。
下一步涉及配置存储。 ESXi 提供了一个“新数据存储”工具，可以轻松地将其添加到系统中。 我们在主机设置中提供了 FC 和 FC-NVMe 存储类型作为选项，这说明了最终用户的配置过程是多么轻松。 首先，我们选择 NVMe 设备进行测试，以创建一个适当命名的数据存储，然后进入下一步。
NVMe 数据存储具有相同的 VMFS 选择过程，用户可以在 VMFS 6 或旧版 VMFS 5 之间进行选择。
接下来，使用设备上的全部可用空间为数据存储对磁盘进行分区。
在这几个步骤之后，是时候创建新的 FC-NVMe 数据存储了。 在整个过程中，ESXi 会显示关键信息以帮助正确执行此过程。
创建 FC 存储的步骤与上面概述的 FC-NVMe 相同。 首先，选择可用的 FC 设备。
然后选择 VMFS 版本。
选择 VMFS 版本后，下一步是对数据存储进行分区，再次使用设备上的所有可用空间。
摘要屏幕上的输出显示 NetApp 光纤通道设备而不是 NVMe 光纤通道设备，但达到这一点的工作流程对于两者都是相同的。
我们创建的新数据存储显示在主机的数据存储列表中，并准备好用于 VM 存储。
FC-NVMe 性能
为了说明 FC-NVMe 与 NVMe-RoCE 与 NVMe/TCP 之间的整体性能，Marvell 根据轻型、中型和重型工作负载测量了结果。 所有三种工作负载的性能结果都相当一致，NVMe/TCP 落后于 FC-NVMe 和 NVMe-RoCE。 测试布局配置如下所示。
运行轻型工作负载时的延迟分析突出了 TCP 固有的延迟。 在测量随机块大小时，NVMe-RoCE 表现出色，FC-NVMe 紧随其后。 运行模拟 8K 读取时，NVMe/TCP 的结构延迟几乎是 FC-NVMe 的两倍。
在运行中等工作负载的环境中，将 FC-NVMe 与 NVMe/TCP 进行比较，FC-NVMe 性能更高。 结果令人印象深刻，FC-NVMe 交付的事务量比 NVMe/TCP 多 127%。 延迟数字反映了 FC-NVMe 的优势，延迟比 NVMe/TCP 低 56%。
测量在繁重的工作负载模拟中运行的压力水平，FC-NVMe 的性能始终优于基于以太网的结构。 FC-NVMe 提供的带宽比 NVMe/TCP 高出 50%，但更重要的是，它需要的 CPU 周期显着降低，从而释放 VMware ESXi 服务器以托管更多虚拟机。
总结
上面的屏幕截图说明了在虚拟化环境中配置 FC 和 NVMe-oF 的简单性。 大多数用户并不完全了解在 ESXi 系统上同时实施 FC 和 FC-NVMe 的便利性。 VMware 提供了一个简单的选项来配置和管理受信任的 FC 优势，而不会引入新的复杂性。
尽管我们在实验室中使用 NetApp 硬件来强调连接的便利性，但还有许多其他供应商支持 FC NVMe-oF。 Marvell 编制了一份供应商列表并将其发布在他们的网站上。 如果您想查看完整列表，请单击 点击这里.
有关 Marvell FC-NVMe 适配器的更多信息，请通过单击访问其网站 点击这里. 您还可以转到 NVM Express 站点以查看最新规范并查看 NVMe 的下一步，方法是 点击这里.
本报告由 Marvell 赞助。 本报告中表达的所有观点和意见均基于我们对所考虑产品的公正看法。
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