Open FCoE擴展儲存區(qū)域網絡應用

       利用整合在作業(yè)系統(tǒng)中的Open FCoE Initiator軟件，可讓一般的10GbE網絡卡承擔FCoE傳輸，進一步拓展FcoE的部署與應用彈性.
       光纖通道乙太網絡（Fibre Channel Over Ethernet，F(xiàn)CoE）被視為是極具潛力的新一代儲存區(qū)域網絡規(guī)格，透過將光纖通道協(xié)定的封包封裝在乙太網絡訊框內，,從而讓光纖通道協(xié)定運行在乙太網絡上。 藉此一方面可拓展光纖通道儲存區(qū)域網絡（SAN）應用范圍，利用乙太網絡基礎建設來降低SAN的導入成本；另一方面也可將區(qū)域網絡（LAN）與儲存區(qū)域網絡整合為一，簡化企業(yè)資料中心網絡架構。 雖然FCoE的物理層采用了10Gb乙太網絡，但其基于的是CEE（Convergence Enhanced Ethernet）/DCB（Data Center Bridging）增強型乙太網絡，而非一般IEEE 802.3ae 10Gb乙太網絡。要解析封裝在FCoE訊框中的光纖通道協(xié)（FCP）封包，仍須透過可支援FCoE的網絡設備，而不能使用一般10GbE網絡設備。
      在網絡端，必須搭配支援FCoE與CEE/DCB的10GbE交換器，如Brocade的8000系列交換器、Cisco的Nexus 5000系列交換器等；在前端服務器，則可視用戶的需要，安裝聚合網絡配接卡（Converged Network Adapter，CNA），或采用搭配FCoE Initiator軟件的10GbE網絡卡等。 不同F(xiàn)CoE配接卡的選擇 以往網絡界面卡（Network Interface Card，NIC）大都是專業(yè)網絡設備廠商的領域，如10GbE網絡卡的主要供應商為Intel、Chelso、Mellanox、Planet（普萊德）等，但FCoE技術由于同時涵蓋了區(qū)域網絡與儲存網絡，讓儲存設備廠商也有了切入點，因此在FCoE的服務器端，便形成了三種不同的配接卡選擇。
（1） 聚合網絡配接卡（CNA）。CNA卡大都屬于Emulex、Qlogic與Brocade等傳統(tǒng)光纖通道主機總線配接卡（Host Bus Adapter，HBA）廠商的產品，擁有完整的硬件卸載（Offload）引擎，既可處理封裝在乙太網絡訊框中的TCP/IP資料封包，也可處理FCoE訊框（封裝了FCP封包的乙太網絡訊框），典型的產品有Qlogic的OLE8042、OLE8150、OLE8050系列與Brocade的1020，以及Emulex的OneConnect系列中的F系列與LightPulse 21000系列等。
（2） 具備FCoE硬件卸載引擎的10GbE網絡卡。這類網絡卡是由傳統(tǒng)的NIC廠商推出，擁有不同程度的FCoE卸載功能，可減輕主機處理FCoE訊框時的運算負擔，但卸載功能不如CNA卡那樣完整，仍須透過Initiator軟件支援。典型產品有Intel的X520系列，以及Mellanox的ConnectX EN與ConnectX-2 EN等。
（3） 一般的10GbE網絡卡。僅具備一般區(qū)域網絡傳輸用的TCP卸載引擎，但不具備FCoE卸載功能，相關運算工作必須透過Initiator軟件交由主機承擔。
CNA與NIC界面卡
    顯然的，CNA卡的運用彈性與效能要更優(yōu)于NIC卡，CNA卡可視為一般10GbE網絡界面卡與光纖通道SAN用FC HBA的整合，安裝了一片CNA卡之后，就同時兼有LAN與FCoE SAN兩種功能，由于規(guī)格完全與IEEE 802.3ae 10GbE網絡兼容，即使不用于FCoE，CNA卡也能當成普通的10GbE網絡卡使用，直接連接一般10GbE交換器。而且憑借著完整的硬件卸載引擎，耗用的主機運算資源也相對較少。 相對的，一般的10GbE網絡卡只能用于解析TCP/IP封包，沒有解析FCoE訊框的能力，必須透過FCoE Initiator軟件，才能連接FCoE，但如此一來，主機也須承擔較高的運算負擔。 但從另一方面來看，CNA卡的價格也明顯高于10GbE NIC。目前Emulex與Qlogic兩大SAN界面卡廠商推出的CNA卡，價格大都在1,000～1,800美元之間（光纖，不含SFP模塊）。而一般的10GbE NIC，價格則大致在500～1,200美元之間（光纖或銅纜，不含SFP模塊），CNA卡與普通10GbE NIC之間存在著相當的價格落差。 
       此外，10GbE NIC的問世時間也比CNA卡更早，較早投入10GbE領域的用戶都是選擇10GbE NIC。因此對于預算有限、或已在10GbE設備上付出相當投資的用戶來說，若有適合的FCoE Initiator軟件可用，10Gb NIC仍是相當有吸引力的FCoE配接卡選擇。
 

Open FCoE提供低價連接方案
          為擴展FCoE的應用范圍，減少對專用硬件的依賴，目前至少有兩個Open FCoE計劃正在進行當中，試圖發(fā)展針對特定作業(yè)系統(tǒng)的FCoE initiator與Target軟件，以便利用普通的10GbE網絡卡來進行FCoE端點的部署。 其中一個計劃是由Intel資深軟件工程師Robert Love發(fā)起的Open-FCoE，由Open-FCoE.org管理，主要針對Linux平臺。另一個計劃則在Sun的OpenSolaris項目之下，主要針對Solaris平臺。
Open-FCoE.org的Linux解決方案
      2007年啟動的Open-FCoE計劃，目的是發(fā)展Linux下的原生FCoE程序碼，讓任何能支援暫停訊框（Pause Frame）功能（一種增強型乙太網絡功能）的10GbE NIC卡，都能透過Opem-FCoE的程序碼來執(zhí)行FCoE的封包收發(fā)工作。換言之，也就是發(fā)展可以在Linux環(huán)境下運作的FCoE initiator軟件，以便利用普通的10GbE NIC連上FCoE SAN。
Open-FCoE.org的FCoE Initiator與執(zhí)行FCoE所必需的底層DCB驅動程序，已在2009年4月被納入Linux Kernel 2.6.29之中，以這個Linux Kernel版本為基礎，Open-FCoE也開始進入RHEL與SUSE等商用Linux版本之中。
OpenSolaris的Solaris解決方案
     繼Intel主導的Open-FCoE之后，Sun也在2009年8月正式發(fā)布了OpenSolaris的FCoE initiator與Target軟件，只要使用者的10GbE NIC支援暫停訊框或優(yōu)先流量控制（Priority Flow Control，PFC）功能，就能利用OpenSolaris的FCoE Transport與Virtual FCA驅動程序，讓安裝標準10Gb NIC的Solaris服務器扮演FCoE的Initiator或Target設備。
網絡卡廠商的軟件式解決方案
      透過Open Source的FCoE initiator軟件，理論上能讓任何安裝了標準10GbE NIC卡的服務器連接FCoE網絡。除了Open Source類型的Iniator軟件外，也有一些網絡卡廠商提供了搭配自身產品的FCoE驅動程序，其中動作最積極的，便是當前最大的10GbE NIC供應商Intel。
Intel的FCoE驅動程序軟件
I     ntel認為FCoE應該是一項免費提供的功能（盡管執(zhí)行FCoE所需的10GbE NIC并非免費），因而推出了適用于該公司X520系列10GbE NIC卡的FCoE驅動程序。
X520是以Intel 82599 10GbE網絡控制芯片為基礎的10GbE NIC，雖然不像Emulex或Qlogic的CNA卡能提供完整的FCoE協(xié)定硬件卸載功能，但82599芯片也提供了符合CEE/DCB要求的流量控制機制，以及發(fā)送與接收CRC處理、直接資料配置（Direct Data Placement）等幾項可支援FCoE傳輸的硬件卸載功能。 盡管Intel宣稱，X520的FCoE卸載功能足以滿足為最常用的指令提供卸載的需求，但本質上X520對FCoE的支援仍屬于軟件式，仍需依賴主機上執(zhí)行的Initiator軟件。 
         Intel用于搭配X520網絡卡的Intel Network Connections software套件，在15.4版以后都提供DCB與FCoE的支援，套件內含適用于Windows與Linux的FCoE Initiator，這些Initiator軟件均已通過Windows Server 2008 SP2/R2、Novell SUSE Linux Enterprise 11 SP1與Red Hat Enterprise Linux 6等4款作業(yè)系統(tǒng)、Brocade與Cisco的7款FCoE與FC交換器，以及EMC與NetApp儲存設備的兼容性認證。預期今年下半年還能取得Oracle的Linux兼容性認證。 
       只要在服務器上安裝X520系列10GbE NIC卡與配套的Intel軟件套件，然后在網絡卡驅動程控頁面上勾選啟用DCB，再進入FCoE屬性選單，就可看到該服務器允許連接的FCoE LUN。透過開機選項選單，還可設定讓服務器透過FCoE網絡上的磁碟區(qū)開機，也就是SANboot功能。
其他網絡卡廠商的Open FCoE支援情況
       Intel的FCoE Initiator只適用于Intel自身的X520系列網絡卡，其他10GbE NIC廠商尚沒有像Intel這樣直接提供搭配自身產品的Initiator軟件套件，但只要網絡卡本身能支援CEE/DCB所要求的流量控制功能，理論上都能透過Open-FCoE.org或OpenSolaris的Open FCoE Initiator軟件，來提供類似功能。當然此時在作業(yè)平臺支援上就會受Open FCoE Initiator軟件所限，只能用在Linux或Solaris平臺。
如Mellanox就提供了基于Open-FCoE.org軟件模塊的OFED軟件套件，可適用于該公司的ConnectX EN與ConnectX-2 EN系列10GbE網絡卡。
Chelsio也宣稱驗證了該公司1.1.2-ko版網絡卡驅動程序，與內含在RHEL 5.3（2.6.30.9版Kernel）中的Open-FCoE Initiator軟件兼容性，透過測試證明該公司10GbE NIC可搭配Open-FCoE Initiator軟件，透過不同網絡拓墣結構經由FCoE交換器正常連接與存取FC儲存設備，并能正常執(zhí)行Zoning等管理設定作業(yè)。
Broadcom目前也為該公司的10GbE網絡控制芯片，提供了基于OpenFCoE.org軟件模塊的FCoE解決方案。
另外Sun（現(xiàn)在的Oracle）的Multithreaded 10GbE網絡卡，則能支援OpenSolaris的FCoE initiator軟件。