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戴尔DCB如何改进数据中心网络 扩展网络标准

watchstor.com  佚名丨2009-12-01 15:20 标签:云存储 机房 

10 Gb 以太网可以提供更宽的通信"管道",是标准以太网的十倍。随着更多企业开始部署统一网络(即适用于所有网络通信的单一架构),新型数据中心标准的开发进程加速。

这些新标准有多种名称,包括"融合增强型以太网"、"数据中心以太网"以及行业标准术语"数据中心桥接"(Data Center Bridging,简称 DCB)。在本技术简报中,我们概括介绍了开发 DCB 的原因,以及它如何能够改进数据中心网络,以更好地支持应用程序、服务器和存储。

背景:以太网要求 TCP 实现"无损"通信

通常情况下,以太网都是一种可靠的技术,但是,由于拥堵、流量负载均衡、以及流量往返于服务器和交换机等原因,数据包在传输过程中仍然可能出现丢包现象。丢失的数据包不会导致严重问题的发生,但可能导致应用程序的性能发生变化。

TCP 之类的协议一般在以太网顶层运行 (TCP/IP),以确保进行无缝通信。TCP 会查询通信过程中是否丢包;如果有丢失,则将重新发送丢失的数据包;如果没有丢失,则返回对完成传输的确认。TCP 通过这种"握手"方式实现"无损"通信。此外,TCP 还提供了路由功能,以此实现不同网络间的无缝通信。

DCB 带来出色可靠性和可预测的性能

DCB 提供了一个能够最大限度地减少丢包现象的网络基础设施,进一步扩展了以太网,使得企业能够通过利用优先级流控制(P802.1Qbb)、增强型传输选择(P802.1Qaz)、拥堵通知(P802.1Qau)和发现等特性,在 DCB 网络环境中显著改进数据的联网和管理。这将可以帮助企业实现更加确定的网络行为。DCB则通过增强型交换机、服务器网络适配器和存储网络适配器而实现。

由于 DCB 提供了"无损"网络,因此它能够最大限度地提高网络性能的可预测性。虽然标准以太网的表现很好,但其性能会发生微小的变化(参见下图)。使用 DCB 时,最大性能不变,但性能的变化会很小。这将能够为数据中心管理员带来显著的优势,可帮助他们更好地预测性能水平,并提供平稳的通信流量。

多项改进功能正在开发之中,旨在为数据中心网络带来更多选择和整合优势。

划分流量并确定其优先级

存储网络最佳实践中的建议之一,是以物理方式将数据网络流量与存储网络流量分开。由于现在的设备一般都有多个 1Gb 端口以确保有足够的带宽,因此分隔流量能够轻松实现,例如,可以分配两个端口用于存储网络,分配两个端口用于数据网络。

但是,整合服务器的环境有所不同。这些环境通常将服务器虚拟化软件与大型服务器一起使用,可以简化与多个 10Gb 端口的连接,能够有效整合带宽,而不是在多个端口和连线之间分配带宽。这些 10Gb 端口可以处理所有流量,包括数据库、Web、管理和存储等,从而可以有效提高基础设施的利用率。但是,对于整合在少数较大连接上的流量,IT 人员该如何分隔存储网络和数据网络?如何确定流量优先级及保证服务级别?

数据中心桥接提供了优先级划分功能,可有效改善对少数较大信道上的流量的管理。除了设置优先级队列以外,DCB 还可以按比例分配带宽。例如,当存储流量的优先级高于 Web 流量时,管理员可以将带宽的 60% 分配给存储流量,将带宽的 40% 分配给 Web 流量,从而确保所有流量能够正常运行和保持可预测的性能。

存储网络和"无损"通信

两个主要存储网络协议分别是 iSCSI 和光纤通道(FC)。在 iSCSI 存储网络中,通过 TCP/IP 发送SCSI 命令以确保"无损"通信。在光纤通道存储网络中,使用光纤通道协议发送 SCSI 命令;但是,光纤通道通过"握手"方式发送数据包,这种方式不允许丢失数据包。光纤通道协议以"无损"网络基础设施为前提,因此需要特制的 HBA 和交换机来提供可靠的通信。

统一网络:FCOE 需要 DCB

对于统一网络,iSCSI 可以与 10Gb 以太网很好地配合使用。为了在这种统一的 10Gb 基础设施中引入光纤通道协议,行业正在创建以太网光纤通道(Fibre Channel over Ethernet,简称 FCoE)。由于光纤通道协议需要"无损"网络,因此 FCoE 部署必须采用数据中心桥接。FCoE 将只与支持 DCB 的端到端组件一起使用;不支持 DCB 的中间交换机或设备不能与 FCoE 一起使用。

部署以太网和 DCB

同时支持标准以太网和 DCB 的设备可以根据网络端口上的交换机设置方便地进行互操作。例如,支持 DCB 并且连接到 DCB 交换机的 iSCSI 存储设备可以与网络上的所有设备通信,无需重新配置或干预。组件可进行全局通信,因为 iSCSI 网络可以进出网络的 DCB 部分,无需进行数据包转换。在 iSCSI 环境中,管理员可以在开始时进行小规模的 DCB 实施,然后根据需要进行扩展。相反地,FCoE 环境需要 DCB,必须进行端到端数据中心网络转换。

小结:DCB 为网络带来整合优势

数据中心桥接是一种新的网络标准,使得近年来在存储和服务器领域出现的整合优势,现在也能够应用到网络之上,其中包括更高的利用率、更简单的管理以及更低的总体拥有成本等。DCB 稳定可靠,具备可预测的性能,并能够分隔流量和确定其优先级。现在,管理员可以实施标准以太网、数据中心桥接、或者两者的组合。

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