Ethernet在很长时间里都是占主导地位的LAN技术。目前,10 Gigabit Ethernet (10 GbE)的出现已经激发了数据中心新的应用。有两个主要因素使之成为可能: 竞争性的价格和性能 简化数据中心网络的需求 Gigabit Ethernet能够远远满足大多数的LAN应用,但是,它对于将服务器与存储区域网络(SAN)和网络附加存储器(NAS)之间的连接,或者服务器之间的连接则是不够的。Fibre Channel和InfiniBand已经广泛用来满足这些目标了。
Fibre Channel支持最高达到8 Gbps的速率,常见的InfiniBand接口支持10 Gbps速……
我们一直都在努力坚持原创.......请不要一声不吭,就悄悄拿走。
我原创,你原创,我们的内容世界才会更加精彩!
【所有原创内容版权均属TechTarget,欢迎大家转发分享。但未经授权,严禁任何媒体(平面媒体、网络媒体、自媒体等)以及微信公众号复制、转载、摘编或以其他方式进行使用。】
微信公众号
![TechTarget微信公众号二维码](/wp-content/uploads/res/images/spriteimg/ttweixin.jpg)
TechTarget
官方微博
![TechTarget中国官方微博二维码](/wp-content/uploads/res/images/spriteimg/ttweibo.jpg)
TechTarget中国
Ethernet在很长时间里都是占主导地位的LAN技术。目前,10 Gigabit Ethernet (10 GbE)的出现已经激发了数据中心新的应用。有两个主要因素使之成为可能:
竞争性的价格和性能
简化数据中心网络的需求
Gigabit Ethernet能够远远满足大多数的LAN应用,但是,它对于将服务器与存储区域网络(SAN)和网络附加存储器(NAS)之间的连接,或者服务器之间的连接则是不够的。Fibre Channel和InfiniBand已经广泛用来满足这些目标了。Fibre Channel支持最高达到8 Gbps的速率,常见的InfiniBand接口支持10 Gbps速率,并且还有20 Gbps的服务器和交换机端口。
10 GbE的价格和性能
虽然10 GbE无法匹配高端InfiniBand传输速率,但是它对于大多数数据中心还是足够的。尽管性能很有竞争力,但是10 GbE还没有被很快采用。
10 GbE标准IEEE Std 802.3ae在2002年已经完成,但是,高昂的组件价格延缓了开始的接受度。现在价格降下来了,这样,10 GbE接口卡和交换机的销售也加速起来了。2008年8月,加州Redwood City的一家市场调查公司Dell'Oro Group,报告了2008年第二季度10 GbE交换机端口的发货第一次超过了250,000。
原始数据速率并不是唯一重要的因素。好的SAN性能要求服务器和存储之间有较低的延迟时间。大多数Ethernet交换机都是设计用于LAN的。它们必须在开始传输之前接收完整输入桢。
交换机供应商目前通过为数据中心应用而专门设计的交换机来解决这个问题。在读取了足够确认目标地址的输入桢之后,低延迟交换机便开始向输出链路传输数据。结果是,低延迟的交换机比InfiniBand交换机更有竞争力。
降低服务器CPU负载和冗余
处理服务器CPU负载是一个关键的性能因素。在大多数计算机系统中,CPU处理需要用来支持网络传输的数据复制和协议处理。随着数据传输速率的增加,CPU负载也会增大。在10 Gbps时, CPU的处理负载就无法接受了。
网卡供应商已经在他们的10 GbE卡上整合了三个机制来处理这个问题。
TCP/IP卸载引擎(TOE)是一个网卡上的有特定用途的处理器。TOE用于将协议处理从CPU转移到网络接口上。减少负荷可以提高CPU应用性能。因为优化网卡处理器经过优化后可以更快地传输桢,这样就降低了延迟时间。
远程内存直接读取(Remote Direct Memory Access,RDMA)为服务器到服务器的数据传输提供一个高效的机制。它通过直接将数据从应用内存空间拷贝到网卡上的方式来减少延迟和CPU负载。这种单一硬件拷贝避免了先从应用内存拷贝到内核,再拷贝到网络设置驱动器,然后才拷贝到网卡的三步过程。
iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol)是由Internet Engineering Task Force (IETF)开发的,它可以在没有任何服务器操作系统支持的情况下,让一台服务器上的应用直接读取或写入另一台服务器上运行的应用。
使用TOE和RDMA需要修改操作系统软件。其中必须删除协议处理代码。Microsoft已经提供TCP Chimney Offload来支持Windows Server 2003、Vista 和Windows Server 2008上的TOE和RDMA。OpenFabrics Alliance正在开发TOE和RDMA的Linux支持。
简化数据中心网络
以Ethernet取代Fibre Channel和InfiniBand可以节省开支和添加灵活性。Fibre Channel和InfiniBand是专门用于连接服务器和存储的技术。它们两者都不能扩展到数据中心。
一个10 GbE网络和一个交换机就可以支持LAN、服务器到服务器通信以及SAN,同时还可以连接广域网。数据中心职员都熟悉Ethernet和IP网络技术,因此用一个网络替代多个网络可以简化员工培训和支持的开支。
Fibre Channel和 InfiniBand两者都要求各自特有的网线类型。10 GbE使用标准双绞线或者光纤。作为未来的回报,一个高容量的交换机所消耗的能量和产生的热量比两台较小的交换机要少些。
Ethernet Virtual LANs (VLANs)可以在流量模式发生变化时实现快速地迁移。在流量级允许的条件下,LAN、服务器到服务器和SAN流量可以在相同的布线下分配到独立VLAN上,或者随着流量的增加迁移到单独的线路上。
Ethernet和 iSCSI上的Fibre Channel
Ethernet(FCoE)上的Fibre Channel是由一群设备供应商一起开发的,它是在保持用户在部署Fibre Channel的投资的同时利用单一网络技术的一种方式。Fibre Channel数据包不再使用Fibre Channel接口、网线和交换机传输,而是通过Ethernet传输的。
类似的,iSCSI也提供了一种保持现有系统的投资同时利用单一网络的好处。通过iSCSI连接的存储对于服务器而言就像是一个直接连接的SCSI磁盘驱动器。标准的SCSI命令是在Ethernet 上的通过TCP/IP协议传输的。Fibre Channel和InfiniBand技术,与Ethernet相反,它们可以保证在传输中不会丢失数据包。为了纠正这个问题,目前IEEE仍正在开发一个Ethernet协议,它将通过提供灵活的优先级划分和消除网络拥挤来减少数据包丢失。
鉴于未来价格的降低、性能的提高、电源的节省和需求简化,这个产品将继续提高10 GbE在数据中心的使用率。
翻译
TechTarget中国特约技术编辑,某高校计算机科学专业教师和网络实验室负责人,曾任职某网络国际厂商,关注数据中心、开发运维、数据库及软件开发技术。有多本关于思科数据中心和虚拟化技术的译著,如《思科绿色数据中心建设与管理》和《基于IP的能源管理》等。
相关推荐
-
从手动到自动:将一切运行在一个整合的IP网络上
当赌场员工想将视频自动扑克机从一个端口转换到另外一个端口或想将IP电话从赌场地板的一个地方移动到另外一个地方时,Las Vegas的M Resort的两人网络……
-
网络优化管理等于增加价值
维护一个可用网络来满足企业需求,总是需要大量网络管理者日复一日的工作。由于对性能、可靠性和动态适应性的要求的不断提高,这项任务对业务的成功变得更加重要和关键。
-
网络性能管理——增加关联性
网络团队到底能做什么?他们要如何将大量如雪崩般的有效网络数据转变成对业务管理有意义的信息的呢?这里有个过程,它有助于我们识别和转换性能数据为业务信息。
-
慧眼识别交换机性能质量优劣
随着网络应用的逐渐深入,三层交换机已经成为当今市场争夺的焦点。但是 在面对功能各异、种类繁多的交换机设备中,如何拨开迷雾,找到符合自身应用特点的产品呢?