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高能干货 | 解码以太存储矩阵 (ESF)上篇

以太网存储矩阵 (ESF) 具有以太网的出色速度、灵活性和成本效益,能够为最快、最有效的网络存储奠定坚实基础。ESF 具备传统 SAN 的所有功能,并且比 SAN 更快、更智能、更简单。

作者:邵剑锋来源:Mellanox迈络思|2018-07-06 08:46

在今天的数据中心,采用结构化和非结构化形式的数据量快速增长。而生成和使用这些数据的应用程序在开发和维护上实现了地理区域的跨越。

因此,当代数据中心正在摒弃复杂昂贵的 SAN 存储,迁移到横向扩展存储 (Scale-out Storage)或超融合基础架构 (HCI),从而实现快速部署、灵活调整规模、自动调配。

现代化的高性能网络结构

横向扩展存储和 HCI 兼具分布式和软件定义的特性,为应用程序和服务提供了有保证的性能、对指数级的数据增长实现了按需扩展,同时还简化了运营和管理。通过消除存储中的瓶颈和复杂性,横向扩展存储 和 HCI 为今天的云基础架构(私有、公有或混合)奠定了基础,实现了最大的成本节省和最高的运营效率,同时也满足了不断增加的计算需求。

但是,采用 横向扩展存储 或 HCI,您的前行之路才走出一半。只有将连接横向扩展存储/HCI 的网络结构“现代化”,才能全面实现这些优势。以太存储矩阵 (Ethernet Storage Fabric) 应运而生。

以太存储矩阵是什么? 

以太存储矩阵(Ethernet Storage Fabric,简称ESF)是当前最快、最高效的网络存储方式。它采用最好的交换机软硬件,充分利用以太网在速度、灵活性和成本效率上的优势。它拥有理想的外形规格,可提供存储所需的高性能、可扩展性、高可用性、智能性,同时简化管理。

ESF 针对横向扩展存储和超融合基础架构环境进行了优化,其专为处理突发的存储流量而设计,以超低延迟传输数据,提供可预测的性能,从而实现最高效的数据传输,简化横向扩展存储架构,同时支持存储感知服务。这些都是当今关键业务型存储环境的核心属性,尤其要求交换机必须支持最新、最快的传输速率,包括 25、50 和 100GbE。交换机需采用智能缓冲设计,以确保在任意端口组合、端口速度和数据包大小的情况下都能提供高速、一致的网络性能。

此外,以太存储矩阵(ESF)的属性还包括:不但支持块存储和文件存储,还支持对象存储,并且支持最新NVMe over Fabric阵列的存储互连。此外,ESF 必须提供对存储卸载(如 RDMA)的支持,进而释放 CPU 资源、提升性能。ESF 不仅针对存储进行优化,与传统的企业存储网络相比,ESF也是性价比更高的选择。

5大优势 全方位优化

1.有保证的性能

由于 ESF 是 横向扩展存储 和 HCI 的专用网络结构,传统的三层网络中流量聚合引起的延迟增加或性能不可预测性一去不复返。

在数据中心内,如果端点在同一机架中,则任何存储/超融合架构的 I/O 可以一次转发横穿 ESF。如果跨机架,则为三次转发。只要使用专用的 ESF 交换机来构筑该架构(稍后我们会回来讨论这一点),就会在可预测的性能级别上维护应用程序,符合 SLA 或预定义的政策。

2.便于部署、管理和扩展

叶脊式体系架构使 ESF 极其简便且可快速水平扩展。利用经过验证的技术(如 OSPF 或 BGP)与 ECMP 配合,工作负载能够自动使用所有可用的链路。在数据中心,以太网得到普遍使用。

ESF融合了所有横向扩展存储和超融合架构,消除了网络孤岛(比如传统 SAN 使用的光纤通道),从而把整个数据中心整合在单个网络结构上进行管理。在单个数据中心之外,ESF可以使用诸如 VXLAN/EVPN 之类的叠加技术对跨多个数据中心提升效率。

3.自动化、安全、支持存储感知的服务质量

ESF 可以对虚拟化工作负载和存储流量进行自动化网络预配、监控和管理。ESF 与云进行了无缝集成,能够在扩展存储和 HCI 上为多个租户提供安全、独立的工作区。ESF 在设计上完美结合了自动识别存储设备的智能功能,并能分配适当的网络资源,提供存储感知的服务质量,同时它采用无中断、透明网络结构,能够确保业务应用的持续运行。

4.成本效益

以太网是实际存在于数据中心和云中的网络。其广泛而大量的使用不仅可确保实现企业级的品质,而且硬件成本得到了大幅降低。此外,可用于配置、监视和故障排除的管理工具和自动化软件也极大降低了管理 横向扩展存储 和 HCI 的运营成本。借助自动化工具,通过单一架构轻松实现应用程序迁移,有利于获得最大资源利用率,从而降低成本。

5.容器和Docker

向现代数据中心迁移推动了新动态运营模式的发展。ESF 也需要提供广泛的工具来满足这种需求。举例来说,支持使软件能独立运行的 Docker 容器。这样就可以更快、更安全地提供定制应用程序,为客户带来独特优势,使他们能够快速整合及缩短开发周期,并在容器间分享存储资源。

以太存储矩阵 VS 光纤通道 

当然,资深 IT 专业人员可能会问光纤通道 (Fibre Channel, FC) 怎么了?为何选择ESF,而不是如今现代数据中心采用的 FC?

据统计,近些年FC端口的发货量呈持续下降趋势,而以太网发货量则保持上升趋势。光纤通道的创新已经停滞,而且是仅能部署于企业端的块存储解决方案,在云、大数据、机器学习或超融合基础架构 (HCI) 中毫无用处。在现代化和面向未来的数据中心及云部署中,ESF 是唯一适用于这些先进技术的解决方案。而且,它的成本仅是光纤通道的三分之一,但性能却是光纤通道的三倍。

小结

以太网存储矩阵 (ESF) 具有以太网的出色速度、灵活性和成本效益,能够为最快、最有效的网络存储奠定坚实基础。ESF 具备传统 SAN 的所有功能,并且比 SAN 更快、更智能、更简单。

ESF在高性能交换机上运行,该交换机经过了优化,能够提供最高性能、最低延迟及零丢包率,并且具有独特的外形规格和存储感知功能。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】


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