FCoE能否成為贏家？

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2009年6月，T11技術(shù)委員會(huì)終于將FCoE（Fibre Channel over Ethernet）標(biāo)準(zhǔn)作為一項(xiàng)ANSI標(biāo)準(zhǔn)正式提交給了INCITS（國(guó)際信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）審核，并有望在近期得到批準(zhǔn)。盡管FCoE離成為最終標(biāo)準(zhǔn)還差最后一步，但已基本沒(méi)有懸念。

FCoE的出現(xiàn)一直被業(yè)界看好，被認(rèn)為是將徹底顛覆存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目前的格局，成為未來(lái)主導(dǎo)的存儲(chǔ)傳輸協(xié)議。由于FCoE協(xié)議是在以太網(wǎng)上傳輸FC封裝的協(xié)議，因此，增強(qiáng)型以太網(wǎng)（Converged Enhanced Ethernet，CEE）是其中最重要的相關(guān)部分。CEE是采用FC特性的以太網(wǎng)，可傳輸FCoE存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用系統(tǒng)和集群。CEE是一種無(wú)損以太網(wǎng)（Lossless Ethernet），其能夠無(wú)損地傳輸FCoE數(shù)據(jù)。據(jù)介紹，目前，CEE使用三個(gè)優(yōu)先級(jí)組，包括IPC、LAN和WAN。

以太網(wǎng)和光纖通道的有機(jī)結(jié)合

FCoE的出現(xiàn)源自人們希望將目前大規(guī)模應(yīng)用的以太網(wǎng)和光纖通道相結(jié)合的想法。兩者的結(jié)合將給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)減少設(shè)備數(shù)量、充分利用光纖通道、存儲(chǔ)集中化等好處。FCoE給大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心帶來(lái)的好處則非常明顯，因?yàn)榇笮推髽I(yè)每年都投資數(shù)十億美元用于光纖通道存儲(chǔ)，因此，能夠在10Gbps的增強(qiáng)以太網(wǎng)中充分利用光纖通道是一個(gè)非常誘人的想法。應(yīng)該說(shuō)，將以太網(wǎng)和光纖通道結(jié)合是偉大的、令人激動(dòng)的。

FCoE還能夠幫助完成光纖SAN在高速短距網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，比如在數(shù)據(jù)中心外圍中常見(jiàn)的刀片式服務(wù)器背板和虛擬化服務(wù)器。

FCoE的概念很簡(jiǎn)單，就是將光纖通道架構(gòu)運(yùn)行于10Gbps增強(qiáng)型以太網(wǎng)（CEE）上，從而形成融合網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)包括: FC數(shù)據(jù)幀依舊，沒(méi)有任何改變，并使用相同的名稱; 以太網(wǎng)需要更大的數(shù)據(jù)幀（Jumbo Frames），應(yīng)大于1500 bytes; 以太網(wǎng)必須變成無(wú)丟失的、保證傳輸完整的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。FCoE是比iSCSI包頭少但比FC要多的一種封裝協(xié)議，封裝協(xié)議并不替換存儲(chǔ)接口，比如FC或SCSI。FCoE可減少服務(wù)器和交換機(jī)端口數(shù)，減少線纜和電力消耗，增加鏈路使用效率。同時(shí)，由于使用10Gbps的CEE，其傳輸速度高。

FCoE并不適用于所有情況，通常一個(gè)小規(guī)模的、只使用以太網(wǎng)的存儲(chǔ)環(huán)境不需要FCoE所帶來(lái)的連通性能的提升。但對(duì)于使用光纖通道的用戶來(lái)說(shuō)，F(xiàn)CoE能夠使光纖通道存儲(chǔ)滲透到數(shù)據(jù)中心的每個(gè)角落。

達(dá)到這種應(yīng)用水平需要兩個(gè)相關(guān)的協(xié)議: 首先是FCoE本身，一種令本地光纖通道架構(gòu)運(yùn)行在以太網(wǎng)上的傳輸標(biāo)準(zhǔn); 第二個(gè)是增強(qiáng)型以太網(wǎng)（CEE），F(xiàn)CoE需要通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)傳輸光纖通道。

FCoE標(biāo)準(zhǔn)使光纖通道通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層橋域運(yùn)行在多個(gè)增強(qiáng)型以太局域網(wǎng)段之間，通過(guò)保持跨越10Gbps增強(qiáng)型以太網(wǎng)段的多個(gè)邏輯光纖通道SAN，從而支持SAN管理域。FCoE標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)造成光纖通道的任何性能損失，也不會(huì)改變其架構(gòu)。

增強(qiáng)型以太網(wǎng)，又稱為融合增強(qiáng)型以太網(wǎng)（CEE）、數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)（Data Center Ethernet）或數(shù)據(jù)中心橋（Data Center Bridging，DCB），用本地?cái)?shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)取代了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)經(jīng)常有網(wǎng)絡(luò)阻塞、延遲和丟幀現(xiàn)象，不適合在光纖通道傳輸中使用，但10Gbps增強(qiáng)型以太網(wǎng)通過(guò)放棄了TCP/IP達(dá)到了“無(wú)損（lossless）”網(wǎng)絡(luò)的目的。

“無(wú)損”的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是優(yōu)先級(jí)流量控制（Priority Flow Control）、日程調(diào)度（ETS）和FCoE協(xié)議應(yīng)用的前提（同時(shí)也是阻塞管理的前提，雖然也很誘人，但對(duì)于FCoE不是必要的）。而這些則是使光纖通道架構(gòu)直接在10Gbps以太網(wǎng)段上運(yùn)行，同時(shí)不損失任何性能的必要條件。

FCoE與數(shù)據(jù)中心

目前融合網(wǎng)絡(luò)適配器（Converged Network Adapters，CNA）還處在企業(yè)內(nèi)部測(cè)試狀態(tài)?？蛻魧?duì)FCoE最大的希望是緩解數(shù)據(jù)中心越來(lái)越緊張的計(jì)算環(huán)境，將其與SAN相連接。FCoE將可能在數(shù)據(jù)中心計(jì)算環(huán)境中擴(kuò)展和平衡現(xiàn)有的光纖通道資源。

與CEE一起，F(xiàn)CoE能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心管理員提供以下方便:

● 使用現(xiàn)有的集中式存儲(chǔ)替代直連存儲(chǔ)（DAS）;

● 平衡光纖通道資源，這樣管理員就不再需要購(gòu)買(mǎi)單獨(dú)的iSCSI SAN;

● 為高性能環(huán)境提供10Gbps速度的CEE。

某些高性能環(huán)境面臨的某些問(wèn)題正好FCoE和CEE可以解決。這些問(wèn)題包括需要在集中存儲(chǔ)中部署iSCSI SAN以消除直連存儲(chǔ)，以及大量復(fù)雜電纜和多余設(shè)備帶來(lái)的能耗。

這也是目前大部分FCoE相關(guān)研究的目標(biāo)，在2009年，F(xiàn)CoE仍應(yīng)用于上述外圍環(huán)境。隨著FCoE被證明越來(lái)越穩(wěn)定并形成正式標(biāo)準(zhǔn)，我們相信未來(lái)幾年內(nèi)FCoE將會(huì)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵性應(yīng)用上。而在少量企業(yè)率先使用以后，F(xiàn)CoE將會(huì)在一兩年里成為主流。2009年已出現(xiàn)了FCoE部署測(cè)試，預(yù)計(jì)2010年商業(yè)FCoE將會(huì)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的外圍應(yīng)用中。

雖然會(huì)有很多組織上和預(yù)算上的挑戰(zhàn)，但是我們?nèi)匀幌嘈旁诂F(xiàn)有光纖通道SAN上進(jìn)行集中化存儲(chǔ)的回報(bào)將大于付出。

1.在密集的服務(wù)器環(huán)境中使用集中化存儲(chǔ)

過(guò)去，位于數(shù)據(jù)中心外圍的刀片服務(wù)器和虛擬服務(wù)器一般使用DAS方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù); 而基于CEE和FCoE的集中以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠帶來(lái)更大的帶寬、更高的速度以及連接光纖通道SAN的能力。將現(xiàn)有光纖存儲(chǔ)擴(kuò)展到這些I/O密集的高性能環(huán)境中，能夠摒棄效率低下的DAS存儲(chǔ)，還能平衡現(xiàn)有的光纖存儲(chǔ)SAN，而無(wú)需購(gòu)買(mǎi)iSCSI SAN。CEE還能夠改善I/O密集的環(huán)境，因?yàn)樗軌蛱峁└蟮膸捄退俣取?/P>

2.通過(guò)整合服務(wù)器降低設(shè)備復(fù)雜度和數(shù)據(jù)中心的改擴(kuò)建

FCoE的另一個(gè)早期應(yīng)用是幫助服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)整合。數(shù)據(jù)中心中典型的服務(wù)器集群通常有5～7個(gè)為其他網(wǎng)絡(luò)和冗余設(shè)備準(zhǔn)備的I/O接口。FCoE和CEE能夠通過(guò)多協(xié)議切換和基于主機(jī)的CAN將端口統(tǒng)一起來(lái)，這樣大大減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量、服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò)的接口、以及連接不同集群的電纜。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，接口數(shù)量將可能降低至兩個(gè)10GbE端口、兩條電纜、兩個(gè)交換接口。

整合的另一個(gè)好處在于支持FCoE的CNA能夠提供光纖SAN連接的標(biāo)準(zhǔn)化方法，這將簡(jiǎn)化物理架構(gòu)及其支持。對(duì)于I/O互連性來(lái)說(shuō)，整合以后將不再需要安裝光纖通道服務(wù)，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)中心服務(wù)器都擁有了CNA，于是IT部門(mén)或者其他政策性部門(mén)可以隨時(shí)隨地使用光纖通道服務(wù)。

3.幫助提高數(shù)據(jù)中心能源效率

在數(shù)據(jù)中心中，整合和網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一還會(huì)減少與網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)相關(guān)的能源消耗。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有存儲(chǔ)消耗的能源多。集中化結(jié)構(gòu)減少了電纜數(shù)量、接口數(shù)量和冗余服務(wù)器數(shù)量，從而達(dá)到節(jié)省能源的目的。但通過(guò)使用FCoE擴(kuò)展更多數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的光纖通道存儲(chǔ)，減少了額外磁盤(pán)陣列的能耗，而這部分能耗相當(dāng)可觀。用SAN集中化存儲(chǔ)取代多個(gè)DAS存儲(chǔ)和iSCSI陣列，能夠顯著地減少陣列對(duì)能源、空間及冷卻的需求。

4.一致的SAN連通

CNA使動(dòng)態(tài)光纖通道SAN能夠在以太網(wǎng)服務(wù)中部署。這樣就無(wú)需在服務(wù)器上配置額外的光纖通道端口建立連接了。光纖通道的連通也能夠代替效率低下的DAS方式，簡(jiǎn)化物理架構(gòu)及其支持，減少為不同結(jié)構(gòu)互相連接配備的大量復(fù)雜的設(shè)備，還可以使存儲(chǔ)管理員獲得高效的存儲(chǔ)資源管理方式，即光纖通道方式代替光纖通道+iSCSI和/或DAS方式。

雖然FCoE和CEE還沒(méi)有正式成為標(biāo)準(zhǔn)，但已經(jīng)擁有了眾多廠商的支持和認(rèn)可。不過(guò)標(biāo)準(zhǔn)也非常重要，這是深入整合和協(xié)同的關(guān)鍵。建立標(biāo)準(zhǔn)會(huì)令管理員們不僅在數(shù)據(jù)中心外圍的虛擬化和刀片服務(wù)器上信任FCoE和CEE，更能夠在數(shù)據(jù)中心核心環(huán)境中相信其能力。雖然標(biāo)準(zhǔn)還未正式制定，但已經(jīng)吸引了足夠多的廠商和企業(yè)將商業(yè)產(chǎn)品帶給各位嘗鮮者，預(yù)計(jì)2010年FCoE和CEE將成為主流產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上的FCoE設(shè)備供應(yīng)商包括Brocade、Cisco、Emulex和QLogic，除此之外，大部分存儲(chǔ)和以太網(wǎng)廠商都參與了它的開(kāi)發(fā)和集成。

與此同時(shí)，InfiniBand廠商還看到了基于高性能計(jì)算（HPC）的擴(kuò)展機(jī)會(huì)。雖然僅有少數(shù)廠商參與，然而修改InfiniBand將更加容易得到審批，并且InfiniBand已經(jīng)提供了很多CEE在未來(lái)將提供的無(wú)損環(huán)境。