NVMe-over-FC đã được nhắc tới nhiều và đến lúc cần phải chuẩn bị

Bạn đã sẵn sàng cho làn sóng tiếp theo của cơ sở hạ tầng CNTT chưa? Hiệp hội công nghiệp Fibre Channel vừa công bố tiêu chuẩn của ngành cho NVMe-over-FC. Một phần của đặc tả NVMe-over-Fabrics rộng hơn, NVMe-over-FC, còn được gọi là FC-NVMe, đại diện cho một bước quan trọng tiếp theo trong việc xác định xu hướng tương lai của data center.

Công nghệ NVMe đã tồn tại trong một thời gian. Không giống như các giao thức giao tiếp lưu trữ truyền thống khác, chẳng hạn như SAS hoặc SATA, NVMe mở rộng các lợi ích về hiệu suất, độ trễ thấp của loại lưu trữ dựa trên bộ nhớ như lưu trữ flash. Được phát triển để vận hành trên PCI Express transport layer, công nghệ NVMe đã được giới hạn chủ yếu trong các ổ cứng máy chủ SSD dựa trên NVMe nội bộ hoặc trong các thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp (Direct-Attached Storage – DAS).

Với tiêu chuẩn NVMe-over-FC, hiện nay đã có một phương thức thống nhất để sử dụng các giao tiếp dựa trên NVMe, trên một FC SAN. Điều này làm tăng đáng kể khả năng tiếp cận của NVMe, cải thiện hiệu suất của FC SAN.

FC-NVMe và hạ tầng FC SAN hiện có

FC-NVMe là một cột mốc quan trọng, nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm. Tiêu chuẩn FC-NVMe là một bước tiến lớn, nhưng có sự khác biệt giữa việc phát hành một tiêu chuẩn và tạo ra một sản phẩm dành cho doanh nghiệp hoạt động từ đầu đến cuối. Về mặt này, Hiệp hội Công nghiệp Fibre Channel (FCIA) đã tổ chức nhiều sự kiện plugfest để khuyến khích các nhà cung cấp công nghệ FC – chẳng hạn như nhà cung cấp bộ chuyển đổi bus, switch và lưu trữ – để kiểm tra hệ thống của họ trong môi trường nhiều lớp. Trong khi các hoạt động này là quan trọng, các nhà cung cấp cũng tiến hành thử nghiệm cấp sản phẩm của riêng họ.

Ngoài ra, FCIA đã làm việc trên FC-NVMe-2, bổ sung khả năng khôi phục lỗi truyền dẫn ở cấp FC để tránh lỗi mất kết nối. FC-NVMe-2 có khả năng cải thiện sức mạnh của các hệ thống FC-NVMe, giúp họ có thể xử lý các lỗi đường dẫn dữ liệu tốt hơn. Người dùng đầu tiên phải cập nhật các phiên bản chương trình cơ sở mới nhất để đảm bảo quyền truy cập vào các khả năng mới nhất khi tiêu chuẩn phát triển. Họ cũng phải kiểm tra kỹ lưỡng các thành phần trong môi trường tải công việc cụ thể của họ trước khi chuyển sang sản xuất.

Vấn đề truy xuất NVMe end-to-end trên FC đang ở trên một chân trời mới. FC-NVMe cung cấp cho các nhà cung cấp CNTT các quy tắc để giải quyết mọi sự ngắt kết nối phát sinh trong quá trình thử nghiệm khả năng tương tác. Với các quy tắc đã có, các nhà cung cấp dự kiến sẽ sớm tung ra sản phẩm.

Tuy nhiên, một số nhà cung cấp đã xem xét các đích đến của FC-NVMe và có kế hoạch cung cấp hệ thống trước khi tiêu chuẩn được hoàn thiện. Ví dụ, trước khi công bố tiêu chuẩn, NetApp đã công bố một sản phẩm NVMe-over-Fabrics (NVMe-oF) với bộ phận Brocade và Emulex của Broadcom. Vexata đã công bố hỗ trợ cho NVMe-oF trên nhiều phương tiện, bao gồm cả FC.

Ngoài ra còn có các mảng lưu trữ có sẵn NVMe-oF-ready, bao gồm các mảng FC-NVMe. Dell EMC đã giới thiệu PowerMax như NVMe-oF-ready. Hệ thống FlashSystem của IBM đã hỗ trợ NVMe trên InfiniBand, với sự hỗ trợ cho việc vận chuyển bổ sung dự kiến trong tương lai. Pure Storage đã đưa ra danh mục đầu tư mới của FlashArray // X như là NVMe đầu cuối và NVMe-oF đã sẵn sàng. Kaminario đã làm tương tự với K2.N và Tegile của Western Digital với IntelliFlash N-Series của nó.

Và nơi hỗ trợ không chính thức, nỗ lực vẫn đang được tiến hành. Ví dụ, Hitachi Vantara cung cấp NVMe trong Nền tảng Tính toán Hợp nhất siêu hội tụ và thấy cơ hội NVMe trên các phần khác của dòng sản phẩm lưu trữ của nó.

FC-NVMe cung cấp cho các nhà cung cấp CNTT các quy tắc để sử dụng để giải quyết mọi sự ngắt kết nối phát sinh trong quá trình thử nghiệm khả năng tương tác.
Chú ý đến các thành phần riêng lẻ. Hệ thống lưu trữ, bộ chuyển mạch và bộ điều hợp bus chủ là những phần quan trọng, nhưng có những thành phần khác cần xem xét. Hệ điều hành, cho một, phải hỗ trợ FC-NVMe là tốt. SUSE Linux có, nhưng FC-NVMe vẫn chỉ nằm trong kế hoạch cho các hệ điều hành khác.

Ngoài ra, hãy kiểm tra phần mềm ghép kênh. Các tin tốt là các nhà cung cấp lưu trữ NVMe đang chào hàng những lợi thế về hiệu suất ngay cả khi chạy trong các FC SAN truyền thống. Kết quả là, một số lợi ích hiệu suất có thể được thực hiện trong khi các thành phần khác bắt kịp. Những người sử dụng sớm nên hiểu rằng FC-NVMe được thêm vào số lượng thiết bị hiện có ngày càng tăng, các bản cập nhật có thể được yêu cầu để giải quyết mọi trục trặc mới phát sinh.

Yêu cầu hạ tầng IT mới?

Không ai muốn tách và thay thế cơ sở hạ tầng. Biết được điều này, FCIA đã thiết kế FC-NVMe để phù hợp với cơ sở hạ tầng vải SAN hiện tại – không cần đầu tư phần cứng hoặc cơ sở hạ tầng mới. Điều này là cực kỳ có lợi cho môi trường FC SAN hiện tại, có khả năng đã sẵn sàng NVMe.

NVMe thay thế lệnh SCSI trong tải trọng FC. Như vậy, FC-NVMe hoạt động tương tự như SCSI trên Fibre Channel. Công nghệ NVMe hoạt động với quy hoạch SAN và máy chủ tên FC trong một loại vải có thể xác định các cổng NVMe-over-FC. Điều này cho phép một máy chủ tên duy nhất biết tất cả các cổng trên vải và các loại giao thức được hỗ trợ, đơn giản hóa việc quản lý môi trường giao thức hỗn hợp.

Hỗ trợ thực tế có thể khác nhau, tất nhiên. Vì vậy, hãy kiểm tra với nhà cung cấp của bạn. Ngoài ra, mặc dù các sản phẩm lưu trữ và sản phẩm mạng thế hệ cũ có thể hỗ trợ FC-NVMe, nhưng các thế hệ gần đây nhất có thể được hưởng lợi nhiều nhất từ tiêu chuẩn mới. Broadcom, ví dụ, tuyên bố thiết bị chuyển mạch Brocade Gen 6 của nó có tính năng tối ưu hóa phần mềm để giảm độ trễ và cảm biến mạng tích hợp cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về sức khỏe mạng và hiệu suất của lưu lượng NVMe.

Tương lai của các data center

NVMe over FC rất có thể sẽ cải thiện hiệu suất của môi trường FC SAN. Kết quả là, các ứng dụng sẽ nhận được cải tiến hiệu suất và SAN sẽ trở nên hiệu quả hơn, kéo dài tuổi thọ của cơ sở hạ tầng hiện có và có thể cải thiện TCO.

Câu hỏi lớn là cải thiện hiệu suất có đủ để phục vụ khối lượng công việc bằng cách sử dụng ổ SSD NVMe nội bộ không? Kiến trúc SAN có lịch sử hơi cường điệu hóa một số lợi ích so với lưu trữ nội bộ bên trong máy chủ và DAS, chẳng hạn như cải tiến để quản lý, bảo vệ dữ liệu và hiệu quả cơ sở hạ tầng. Nhưng các khối lượng công việc thế hệ mới đòi hỏi độ trễ cực thấp, chẳng hạn như phân tích tốc độ cao, AI, deep learning, đã tìm ra cứu cánh trên DAS với ổ SSD NVMe. Liệu FC-NVMe có thể mang những khối lượng công việc cần độ trễ cực thấp đến một FC SAN không?

FC-NVMe SAN dự kiến sẽ chỉ thêm độ trễ 10 micro giây, nhưng đó không phải là toàn bộ câu chuyện. Câu trả lời có thể sẽ được xác định bởi nơi thắt cổ chai nằm trong đường dẫn dữ liệu. Khi các loại ổ cứng flash thay thế ổ đĩa cơ học, nút cổ chai về hiệu suất sẽ di chuyển từ phương tiện lưu trữ sang các thành phần mạng. NVMe over FC có nhiệm vụ phải khắc phục điều đó. Nhưng nút cổ chai mới sẽ ở đâu? Điều đó phụ thuộc vào việc nó có thể di chuyển đến lớp ứng dụng hay không. Sau đó, FC-NVMe SANs sẽ có khả năng hợp nhất các tải công việc có độ trễ cực thấp này.

Tuy nhiên, nếu nó chuyển sang bộ điều khiển lưu trữ, thì các công ty vẫn có thể cần hỗ trợ cả hai kiến trúc, với khối lượng công việc có độ trễ cực thấp còn lại trên DAS. Trong kịch bản này, việc cải thiện hiệu quả NVMe trong kiến trúc hệ thống lưu trữ có thể trở thành một điểm khác biệt quan trọng hơn đối với các nhà cung cấp lưu trữ. Mức độ mà FC-NVMe giảm độ trễ trong FC SAN chắc chắn là chủ đề để quan sát trong thời gian sắp tới đây.

____
Bài viết liên quan