От SAN Fabric к Data Center Fabric

Для этого можно воспользоваться коммутирующими структурами ЦОД и компонентами Fibre Channel по Ethernet (FC over Ethernet), связав их посредством маршрутизации. Это обеспечило бы интеллектуальную оптимизацию соединений между виртуальными серверами и ресурсами хранения, находящимися в ЦОД, и привело к консолидации сетевого трафика.

Уже существующие и новые инфраструктуры сетей хранения (Storage Area Network, SAN) необходимо бесперебойно интегрировать в магистраль, чтобы имеющиеся ресурсы можно было использовать до окончания их срока службы. Таким образом удастся избежать технических рисков и дополнительных расходов, связанных с принудительными обновлениями. Кроме того, решение управления коммутирующими структурами должно поддерживать решения для распределения нагрузки виртуальных серверов, а также предоставление (Provisioning) и различные инструменты планирования мощностей, дополняя все это интеллектуальным администрированием инфраструктуры.

В целях обеспечения мобильности данных в коммутирующей структуре система должна располагать масштабируемой платформой приложений коммутации (Fabric Application Platform), пригодной также для виртуализации и тиражирования ресурсов хранения. Это способствует снижению затрат на обслуживание и, несмотря на виртуализацию, упрощает администрирование. Кроме того, такие архитектуры поддаются динамическому и бесперебойному расширению.

Таким образом, ЦОД будущего располагает тесно переплетающимися и масштабируемыми коммутирующими структурами. Они оптимизированы для виртуальной серверной среды и предоставляют интеллектуальные сервисы, ориентированные на пользователя. Консолидация серверов предполагает фундаментальное согласование или изменение коммутирующих структур для обеспечения поддержки сотен или тысяч виртуальных компьютеров. Чем теснее предприятие объединяет свои SAN (в идеале в одну сеть), тем эффективнее администрирование, ниже расходы на электроэнергию и меньше требуется места для оборудования. Кроме того, такая архитектура обеспечивает высокую степень автоматизации на базе правил, ориентированных на пользователя. Многие предприятия уже начали устанавливать виртуальные серверы корпоративного класса, применяя их для приложений, изначально не связанных с общими сетями и вместе использовавших отдельные каналы в концепции коммутирующих структур ЦОД. Для таких приложений требуются структуры, которые в состоянии предложить более высокую (по сравнению с традиционными системами) пропускную способность, лучшую масштабируемость и производительность для параллельно передаваемых данных.

Поскольку в настоящее время приложения все чаще распределяются между несколькими виртуальными серверами и инфраструктурами, последняя должна планироваться соответствующим образом и обеспечивать оптимальную поддержку виртуальных серверов. Это может начинаться с предоставления виртуальных каналов в коммутирующей структуре. Беспрепятственный доступ к совместно используемым ресурсам хранения и сетевым службам достигается за счет сквозного (End-to-End) администрирования виртуальных коммуникаций, к примеру, взаимодействия сервера с ресурсом хранения по совместно используемому физическому соединению. Здесь будут полезны новые технологии сервисного администрирования, объединяемые понятием «адаптивные сети» (Adaptive Networking) и предусматривающие различные возможности управления приоритетами и резервирования пропускной способности. Кроме того, дополнительные подключаемые службы (Plug-in Services) разгружают серверы приложений коммутирующих структур, гарантируя тем самым более высокую защищенность данных, их мобильность, а также сквозную защиту.

АВТОМАТИЗАЦИЯ НА БАЗЕ ПРАВИЛ И АДАПТИВНЫЕ СЕТИ

Коммутирующие структуры должны подстраиваться под изменяющуюся нагрузку приложений, автоматически предоставлять ресурсы серверов, систем хранения, соответствующую пропускную способность и основываться на требованиях к уровню сервиса, корпоративных директивах или правилах для приложений. Чтобы пропускная способность и ресурсы были неограниченно доступны, эти директивы должны соответствовать сквозной концепции — от приложения через коммутируемые структуры до систем хранения. Кроме того, необходимо однородное и понятное управление.

Полезно, если система легко интегрируется в максимально возможное количество приложений управления от сторонних производителей. Это ключевой фактор: он способствует успешной разработке оптимальных решений и помогает избежать зависимости от единственного производителя.

РЕШЕНИЕ ОТ BROCADE

Компания Brocade придерживается модели разделяемых ресурсов (Shared Resources). Выпускаемые ею Brocade DCX Backbone, новые коммутаторы, системы класса «директор» и новые адаптеры главной шины (Host Bus Adapter) оснащены адаптерами конвергентных сетей (Converged Network Adapter, CNA) и поддерживают концепцию коммутирующих структур ЦОД, т. е. данные на базе файлов и блоков, виртуальные острова серверов и систем хранения, а также многопротокольные соединения.

Такая архитектура (см. Рисунок 1) позволяет извлечь всю пользу из важных, но не всегда очевидных возможностей этих продуктов, особенно когда применяются виртуальные каналы, адаптивные сети, маршрутизация и функции, созданные специально для виртуальных сред, к примеру, в случае присвоения виртуальным серверам глобальных имен (World Wide Name, WWN).

FC ПО ETHERNET ОТ CISCO

Компания Cisco намеревается объединить самые разные сетевые топологии в ЦОД, чтобы минимизировать количество параллельно используемых и обслуживаемых компонентов. Концепция объединенной архитектуры (Unified Fabric) предназначена для того, чтобы Fibre Channel и Ethernet функционировали в одной интегрированной инфраструктуре.

Коммутаторы серии Nexus 5000 от Cisco предлагают объединенную архитектуру для уровня доступа к сети (Network Access Layer), а также тех областей, где серверы подключаются к локальной сети, SAN и к серверному кластеру. Для этого коммутаторы, как и продукты от Brocade, оснащаются новыми CNA в расчете на ожидаемый стандарт Ethernet для ЦОД (Data Center Ethernet), над которым сейчас работает комитет IEEE 802. Благодаря такому решению трафик FC можно перевести в сети 10GbE, и не понадобится дублирование адаптеров, кабелей и портов. Пользователям потребуется только одна интерфейсная карта и один комплект кабелей, чтобы подключить сервер к сетям Ethernet и FC. Обычно серверы оснащаются четырьмя адаптерами GbE и двумя FC — теперь их можно заменить дву-мя CNA.

Пока коммутаторы предоставляют стандартные восходящие каналы FC (FC Uplink), но Cisco намеревается интегрировать стандарт FC по Ethernet (FC over Ethernet, FCoE) в свои высокотехнологичные коммутаторы для ЦОД Nexus 7000 и обеспечить тем самым возможность консолидации за пределами уровня доступа (Access Layer). Однако FCoE должен работать без потерь (lossless), т. е. необходимо, чтобы пакеты FC транспортировались по Ethernet полностью. Поэтому IEEE 802 занимается расширением стандарта Ethernet, вводя в него Data Center Ethernet (Ethernet для ЦОД). Это затрагивает IEEE 802.1Qau с темой «управление перегрузками» (Congestion Management) и IEEE 802.3ar с расширениями для ограничения трафика (Rate Limiting), а также рабочие группы IETF Trill и T11 FC-BB-5.

По словам сотрудника немецкого представительства Cisco Ульриха Хамма, Data Center Ethernet (DCE) будет вводиться в три этапа. Первый предусматривает подключение серверов и CNA для транспорта Ethernet/IP и FCoE через один интерфейс. Помимо Brocade и Emulex (в устройствах от Cisco), выпуск CNA планируют Qlogics и LSI. На втором этапе ожидается появление интерфейсов DCE/FCoE, обеспечивающих полноценный объединенный ввод/вывод (Unified I/O) или, что то же самое, сквозную объединенную архитектуру (см. Рисунок 2). С их помощью FCoE будет поддерживаться, к примеру, модульными (Blade) и одиночными (Standalone) серверами. На третьем этапе интерфейсами FCoE станут оснащаться массивы хранения данных и ленточные библиотеки.

Лео Каппелер — системный директор Brocade в регионе стран Европы, Среднего Востока и Африки. Дорис Пипенбринк — редактор LANline.