偉大的交匯：FCoE和增強型以太網

    以太網光纖通道(FCoE)的主要驅動是和大公司大規(guī)模的以太網相結合。結合的好處在數(shù)據(jù)中心是非常巨大的——設備減少，利用光纖通道和集中存儲。

    FCoE能夠真正的造福于大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心。這些實體每年給光纖通道存儲投入數(shù)十億美元，并能夠充分利用投資超過10Gbps的增強型以太網是一個非常有吸引力的主張。

    FCoE也引起了一個特別的關于應用FC SAN存儲到高速，短距離網絡的爭議。如刀片服務器底板和虛擬服務器，這些通常在數(shù)據(jù)中心邊緣找到。

    FCoE概述

    FCoE標準的概念非常簡單：FCoE可以使光纖通道架構在10Gbps加強型以太網LAN部分運行，可以聚合網絡

    FCoE并不適用于所有人，因為僅有以太網存儲的小環(huán)境并不要求FCoE連接。對于光纖通道用戶，盡管如此，F(xiàn)CoE提供從數(shù)據(jù)中心的內部到邊緣的擴展光纖通道存儲的能力。

    這需要兩個相關的協(xié)議：首先是FCoE本身，一個傳輸標準，這個傳輸標準可以使本地光纖通道架構在以太網上運行。第二個是加強型以太網，這是FCoE要求的在以太網上傳輸光纖通道。

    FCoE標準可以使光纖通道流量在同樣的第二層橋接域內跨越多重增強型以太網LAN部分運行。它可以在萬兆加強以太網上通過維護邏輯FC SAN支持SAN管理域。FCoE使光纖通道架構運行，并且不會影響性能降級，同時也不會對架構做任何改變。

    加強型網絡——也叫做聚合加強以太網(CEE)，數(shù)據(jù)中心以太網或數(shù)據(jù)中心橋接(DCB)——去除第三層TCP/IP協(xié)議，選擇本地第二層以太網。傳統(tǒng)的以太網通常是網絡擁擠，延遲和架構回落，從而導致光纖通道流量不可靠。盡管如此，10Gbps增強型以太網通過和TCP/IP搭配改變了這一狀況，取而代之的是“無損”的以太網結構。

    無損環(huán)境的基本要求是Priority Flow Control (優(yōu)先暫停), ETS (調度程序)，和發(fā)現(xiàn)協(xié)議(Congestion管理很有吸引力但是是可選的)。這些容量允許光纖通道架構在不影響性能的情況下直接在10Gbps以太網部分運行。

    關于標準的疑問

    FCoE和加強型以太網的標準都還不完整。但是主要網絡和系統(tǒng)供應商適當?shù)倪_成了一些協(xié)議，并且主動限制他們的產品。這并不驚奇因為大多數(shù)供應商都屬于T11 (FCoE) 和IEEE (增強網絡)標準的群體。通過標準化流程，他們處于有利位置。這兩個標準中，F(xiàn)CoE更進一步，應該在今年下半年被批準。

    加強型網絡(Enhanced Ethernet)時間會更長，因為IEEE并不確定它的快速認證速度。同時，供應商團體一致對以太網標準達成統(tǒng)一，他們將會遞交給IEEE，并用這個標準來實施原始FCoE產品的商業(yè)版本。FCoE功能的網絡組件正在推出，同時OEM資格也預計在幾個月內產生。

    缺少批準和由此產生的基本一體化水平將使FCoE保持數(shù)據(jù)中心的邊緣和非關鍵服務器環(huán)境。但是，在企業(yè)數(shù)據(jù)中心執(zhí)行最關鍵任務的服務器是通過直接端口連接存儲到光纖通道，而不需要FCoE的或增強型以太網這樣做。使用FCoE和增強型以太網有幾個優(yōu)勢，即使是在有關鍵任務的服務器上，但現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心可以表現(xiàn)得足夠好，當這些標準得到批準和互操作性得到改善。(增強的速度，統(tǒng)一的I / O和減少冗余服務器以及布線對數(shù)據(jù)中心的核心都是有吸引力的，如果協(xié)議是穩(wěn)定的。 )

    新的設備

    支持這些協(xié)議的必要的設備包括： 1 )增強型太網交換機，能提供10Gbps的增強型以太網; 2 )聚合網絡適配器(CNAs)，同時支持以太網和光纖通道; 3 ) FCoE傳送器，起到無狀態(tài)的封裝/解封裝功能。 FCoE傳送器明顯比網關更輕。網關必須終止一個協(xié)議，如iSCSI和啟動另一個協(xié)議，如在一個iSCSI到FCoE網關的光纖通道。 iSCSI的需要兩個作業(yè)階段：一個是從發(fā)起裝置到網關，一個是從網關到目標位置。使用FCoE ，只有一個光纖通道作業(yè)階段，就是從FCoE的發(fā)起裝置到光纖通道的目標。

    FCoE需要一些新的設備投資，但是這些新產品不是FCoE專用的 。增強型以太網交換機將和所有其他以太網共同分享10Gbps以太網，而CNAs將通過附加的CNAs節(jié)點提供HBA的功能，因此，成本將不會超過了企業(yè)現(xiàn)在在存儲資源支出。更廣泛的采用率也應該降低初始成本。通過光纖通道使用FCoE沒有增加額外費用，因為SAN的硬件，軟件和業(yè)務運營任然保持不變。增強的以太網不僅有利于FCoE，而且也有利于以太網流量----通過提供隔離的流量級別，無損傳輸，和10Gbps的傳輸速度。

    管理聚合網絡

    FCoE的通過并非沒有挑戰(zhàn)。設備費用不是一個巨大的因素，但發(fā)現(xiàn)和解決故障可能是。在一個專門的網絡解決錯誤比在一個聚合的網絡解決錯誤要更直接，因此，能在同一物理管道單獨的管理聚合網絡將是極其重要的。VLAN可能解決這一問題，它允許存儲管理員單獨的管理光纖通道，而以太網管理員管理增強型以太網。 FCoE功能的10Gbps交換機將取代單獨的局域網交換機和光纖通道導演者。

    VLANs還將允許光纖通道管理員保留現(xiàn)有的運作程序。即便如此，我們期待一些重復的練習和管理上的問題，因為FCoE依賴于以太網和其資源。另外，載有關鍵任務應用程序的服務器一般都有大量的以太網和光纖通道端口，已經超過了可以合理地聚合成一個冗余雙10Gbps的端口。邊緣部署，用較少的端口，將更多地受益于會聚。

    FCoE 和數(shù)據(jù)中心

    CAN正在還處于企業(yè)測試階段?？蛻糁饕P心的是位于數(shù)據(jù)中心的FCoE中心密集型計算環(huán)境，但沒有附加到SAN 。FCoE是關于擴大和充分利用現(xiàn)有的光纖通道資源到這些環(huán)境。連同增強以太網， FCoE給數(shù)據(jù)中心管理員提供了三個重要的幫助：它1 )使他們能夠利用現(xiàn)有的集中存儲取代直接附加存儲( DAS )， 2 )利用光纖通道的投資，因為管理員不需要再購買一個單獨的iSCSI SAN和 3 )提供了10Gbps的以太網網絡，以增強高性能環(huán)境。

    這些高性能環(huán)境面臨了一些FCoE和加強型網絡必須解決的問題。這些問題包括普及DAS，清楚需要在集中存儲中部署iSCSi SAN，和大量的能源消耗電纜，以及冗余設備。大多數(shù)試驗部署存在的這些原因，并且我們希望在2009年早日采用，并依然應用這些類型的環(huán)境。隨著部署被證明是穩(wěn)定的和標準的批準，我們將在幾年之內看到FCoE和增強以太網進入關鍵任務應用。主流將比早期采用者滯后一年或兩年，但因為有了非常好的FCoE -并考慮到FCoE和增強以太網的優(yōu)點-我們應該在2009年看到主流試驗部署，2010年部分將會采用。

    當然也有組織和預算挑戰(zhàn)。但是我們仍然相信現(xiàn)有的FC SAN上的集中存儲的優(yōu)點大于這些問題。

    投資回報率之一 ：集中存儲密集型服務器環(huán)境。在數(shù)據(jù)中心邊緣的刀片和虛擬服務器傳統(tǒng)上存儲DAS數(shù)據(jù)。然而，基于一個融合的以太網結構的基礎上增強以太網和FCoE提供寬帶，高速，以及接入光纖通道SAN。擴展光纖通道存儲到這些I / O密集型的，高性能的環(huán)境，使IT消除低效的DAS，并充分利用現(xiàn)有的光纖通道SAN ，而不是購買的iSCSI SAN系統(tǒng)。增強型以太網的好處是I / O密集環(huán)境。同時，因為它們需要大量的帶寬和速度。

    投資回報率之二：通過整合服務器降低復雜性和增建數(shù)據(jù)中心。另一個早期FCoE的使用將在服務器和網絡整合。數(shù)據(jù)中心典型的服務器集群為不同的網絡和冗余基礎有五到七個I / O接口。FCoE和增強以太網通過多協(xié)議交換機和基于主機的CNA統(tǒng)一，使其能夠大幅減少網絡設備，服務器到網絡接口，和集群互聯(lián)的電纜。接口的數(shù)量逐漸縮小，例如，兩個10GbE以太網端口，兩個電纜，和兩個交換機端口。

    另一個整合的好處是支持FCoE的CAN提供一個FC SAN連接的標準化方法，這樣簡化了物理結構和配置。關于I/O連接性，沒有必要設置可用的光纖通道服務器，因為所有的數(shù)據(jù)中心服務器將會有CAN，這樣可以使IT或法規(guī)驅使提供你所需要的光纖通道服務。

    投資回報率之三：幫助實現(xiàn)高能效的數(shù)據(jù)中心。整合和網絡統(tǒng)一也降低數(shù)據(jù)中心中網絡和存儲相關的能源成本。一般情況下，網絡并不像存儲能源消耗那么大。但是，一個融合的結構可以通過減少數(shù)據(jù)中心電纜的數(shù)量，接口和冗余服務器來節(jié)約能源。然而，通過使用FCoE擴大光纖通道存儲到更多的數(shù)據(jù)中心服務器，管理員避免增加額外的能源匱乏的磁盤陣列。通過在SAN上集中存儲而不是使用多個DAS和iSCSI陣列，它可以大大減少陣列需要的能源，需要占據(jù)的機架空間和制冷。

    投資回報率之四：統(tǒng)一的SAN連接。CAN可以使動態(tài)光纖通道SAN配置在以太網服務器，不需要在服務器配置其他連接到一個單獨的光纖信道端口。光纖通道連接也取代了不高效的DAS架構。這樣簡化了物理架構和配置，免去了不同架構的多連接設備問題。它也使存儲管理員通過光纖通道更高效的管理存儲資源，而不是應用光纖通道和iSCSI或DAS。

    雖然FCoE和加強網絡并沒有得到批準，但是供應商以達成了統(tǒng)一和資格認證。隨著它可以進行深入整合和互通，這個批準是非常重要的。這將使數(shù)據(jù)中心管理員在中心環(huán)境中信任FCoE和增強以太網，以及基于邊緣的虛擬化和刀片服務器。但與此同時，有足夠的支持供應商和企業(yè)的利益，使商業(yè)產品被采用，成為今年和明年的主流。目前FCoE設備供應商包括博科，思科， Emulex和QLogic ，但大多數(shù)存儲和以太網廠商都在工作組和集成方面積極參與。

    在此同時， InfiniBand廠商已經看到其在高性能計算( HPC )市場擴展的機會。只有少數(shù)參與的幾家廠商(相對于便攜以太網領域)，InfiniBand的變化要容易批準， InfiniBand已經提供了很多增強以太網提供的無損環(huán)境。

    如果他們想看到一個主要的數(shù)據(jù)中心市場為新協(xié)議展開，F(xiàn)CoE /EE倡議者應繼續(xù)推動商業(yè)化和標準化。在這一點上，我們仍然希望看到完全批準FCoE和增強以太網標準融合光纖通道和以太網。這樣在沒有上升的能源成本情況下增強性能，更大的數(shù)據(jù)中心密度，并降低資本和維護費用。我們認為， FCoE和他們的互操作性合作伙伴將在2009年或以后的幾年里在融合數(shù)據(jù)中心方面發(fā)揮重要的作用。