圖1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

南北分裂的“殤與痛”：做為“業(yè)務(wù)分界”的服務(wù)器，需要同時(shí)滿足接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和接入存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，分別通過以太NIC網(wǎng)卡接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過FC HBA接入FC SAN網(wǎng)絡(luò)。隨之帶來(lái)的是布線復(fù)雜，通常在部署業(yè)務(wù)時(shí)如果考慮到業(yè)務(wù)的可靠性，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)為每臺(tái)服務(wù)器配置多塊網(wǎng)卡以保證鏈路故障不會(huì)影響到上層業(yè)務(wù)，從而增加了機(jī)柜布線的密度和復(fù)雜度以及服務(wù)器功耗。兩網(wǎng)(LAN&SAN)獨(dú)立帶來(lái)的另一個(gè)問題是建網(wǎng)和維護(hù)成本的增加，數(shù)據(jù)網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)完全物理獨(dú)立，設(shè)備采購(gòu)量成倍增長(zhǎng)，尤其是光纖通道交換機(jī)價(jià)格昂貴。此外多數(shù)企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的日常維護(hù)中通常是建立兩個(gè)團(tuán)隊(duì),即網(wǎng)絡(luò)維護(hù)團(tuán)隊(duì)和存儲(chǔ)維護(hù)團(tuán)隊(duì)來(lái)分別維護(hù)，一方面增加了維護(hù)費(fèi)用，一方面也增加了溝通成本。

云時(shí)代到來(lái)，南北矛盾激化：云時(shí)代的數(shù)據(jù)中心，特點(diǎn)是應(yīng)用和業(yè)務(wù)的快速?gòu)椥圆渴?，這需要網(wǎng)絡(luò)具備很高可擴(kuò)展性。原有的網(wǎng)絡(luò)體系，F(xiàn)C SAN一般規(guī)模都不大，一個(gè)原因是受限于其業(yè)務(wù)高質(zhì)量的需求，另一方面FC SAN是由于交換設(shè)備性能和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，這樣很容易造成在數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)中形成多個(gè)小規(guī)模存儲(chǔ)“孤島”，網(wǎng)絡(luò)難以擴(kuò)展。而與此同時(shí)形成鮮明對(duì)比的是，以太技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。截止2011年末，服務(wù)器10GE網(wǎng)卡已經(jīng)逐漸成為服務(wù)器的默認(rèn)配置，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入40G/100G時(shí)代，高密度，大容量，使得數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)更具擴(kuò)展性。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，使得二者融合，統(tǒng)一交換的需求呼之欲出。FCoE技術(shù)正是在該背景下走上歷史舞臺(tái)。

圖2 FC和以太的發(fā)展

南北統(tǒng)一的利器，F(xiàn)CoE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生：FCoE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最早在2007年由多家IT廠商向美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)T11委員會(huì)提交。通過該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以將光纖通道映射到以太網(wǎng)，將光纖通道信息插入以太信息包內(nèi)，從而讓服務(wù)器至FC SAN存儲(chǔ)設(shè)備的光纖通道請(qǐng)求和數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)連接來(lái)傳輸，從而可以在以太網(wǎng)上傳輸FC SAN數(shù)據(jù)。FCoE允許在一根通信線纜上傳輸LAN和FC SAN通信，融合網(wǎng)絡(luò)可以支持LAN和SAN數(shù)據(jù)類型，減少數(shù)據(jù)中心設(shè)備和線纜數(shù)量，同時(shí)降低供電和制冷負(fù)載，提高數(shù)據(jù)中心的能效比。數(shù)據(jù)中心收斂成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)后，需要支持的網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)也相應(yīng)減少了，有助于降低管理負(fù)擔(dān)。它能夠保護(hù)客戶在現(xiàn)有FC SAN上的投資(如FC SAN的各種工具、員工的培訓(xùn)、已建設(shè)的FC SAN設(shè)施及相應(yīng)的管理架構(gòu))的基礎(chǔ)上，提供一種以FC存儲(chǔ)協(xié)議為核心的I/O整合方案。

實(shí)現(xiàn)南北統(tǒng)一的必要條件，部署FCoE網(wǎng)絡(luò)融合需要增強(qiáng)以太網(wǎng)：要部署FCoE，實(shí)現(xiàn)LAN,SAN的統(tǒng)一交換需要解決網(wǎng)絡(luò)融合后帶來(lái)的新問題：多業(yè)務(wù)融合后的大帶寬需求，基于業(yè)務(wù)的流控需求。對(duì)于帶寬需求方面，多業(yè)務(wù)融合后服務(wù)器如果沿用傳統(tǒng)的GE網(wǎng)卡無(wú)法負(fù)載大帶寬業(yè)務(wù)，通過升級(jí)服務(wù)器10GE網(wǎng)卡和高速交換網(wǎng)絡(luò)(40G/100G)可解決大帶寬需求;對(duì)于基于業(yè)務(wù)的流控方面，存儲(chǔ)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)的中傳輸要求做到無(wú)丟包，在傳統(tǒng)FC SAN的網(wǎng)絡(luò)中，通過EE_Credit和BB_Credit機(jī)制基于當(dāng)前傳輸能力在用戶節(jié)點(diǎn)間以及設(shè)備節(jié)點(diǎn)間保證“量力而為”。而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)缺少類似的端到端流控機(jī)制，無(wú)法保證傳輸中無(wú)丟包，需要以太網(wǎng)引入基于業(yè)務(wù)的流控機(jī)制，保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的無(wú)丟包傳輸。目前已有IEEE提出的數(shù)據(jù)中心橋接技術(shù)(DCB：Data Center Bridging)來(lái)解決業(yè)務(wù)的流控需求，主要包含基于優(yōu)先級(jí)的流控功能(PFC: IEEE 802.1Qbb Priority-based Flow Control)，基于優(yōu)先級(jí)的增強(qiáng)傳輸選擇及數(shù)據(jù)中心橋能力交換協(xié)議(ETS & DCBX: IEEE 802.1Qaz Enhanced Transmission Selection and Data Center Bridging eXchange)。通過這些協(xié)議和功能，以太能夠得到傳統(tǒng)FC中傳輸參數(shù)協(xié)商，發(fā)生擁塞時(shí)端到端的擁塞通知，以及基于不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的處理和分發(fā)能力。

走向統(tǒng)一，F(xiàn)CoE網(wǎng)絡(luò)融合方案：在融合技術(shù)具備了以太傳輸?shù)母哔|(zhì)量保證和FCoE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)后，網(wǎng)絡(luò)具備了融合的基本條件。通過部署CNA網(wǎng)卡，F(xiàn)CoE交換機(jī)，并在FCoE網(wǎng)絡(luò)中配置DCB確保傳輸?shù)目煽啃?，?shí)現(xiàn)“南北統(tǒng)一”——存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的融合。值得一提的是，網(wǎng)絡(luò)的融合并非一蹴而就，造成這樣現(xiàn)狀的原因，一方面是由于市場(chǎng)上仍有大量FC的存量設(shè)備，(包括服務(wù)器，存儲(chǔ)，和網(wǎng)絡(luò))，另一方面和用戶的使用和維護(hù)習(xí)慣有關(guān)。FC作為傳統(tǒng)的高速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其性能曾經(jīng)一度領(lǐng)先以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)中心的方案設(shè)計(jì)師和維護(hù)工程師樂于選擇并信任FC存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。然而時(shí)至今日，F(xiàn)C技術(shù)發(fā)展緩慢，相較以太網(wǎng)而言，其優(yōu)勢(shì)已成昨日黃花。因此，F(xiàn)CoE網(wǎng)絡(luò)融合勢(shì)在必行，同時(shí)考慮到FC存量網(wǎng)絡(luò)，融合勢(shì)必經(jīng)過一個(gè)演進(jìn)的過程，從服務(wù)器到接入層，最終至存儲(chǔ)設(shè)備支持FCoE接入，逐步過渡到FCoE存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)部署。

伺機(jī)而動(dòng)，華為融合云網(wǎng)絡(luò)(Huawei Converged Fabric)方案：2012年初華為發(fā)布新一代的融合云網(wǎng)絡(luò)(Huawei Converged Fabric)方案。遵循FCoE業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)FC-BB-5，并能夠兼容現(xiàn)網(wǎng)的FC網(wǎng)絡(luò)。作為全球第二大電信設(shè)備提供商，華為結(jié)合傳統(tǒng)電信領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，在云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)融合方案中提出的Centralize FCoE網(wǎng)絡(luò)方案，降低建網(wǎng)成本，簡(jiǎn)化維護(hù)，優(yōu)化性能。Centralize FCoE融合網(wǎng)絡(luò)方案與傳統(tǒng)FC的不同之處在于，通過集中式FCoE網(wǎng)關(guān)(即FCoE控制平面)的部署，避免了部署多臺(tái)網(wǎng)關(guān)時(shí)大量的Fabric信息交互，縮短了業(yè)務(wù)故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間，提高了整網(wǎng)性能。

圖3 Huawei Converged Fabric

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，數(shù)據(jù)中心的FC存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)在云數(shù)據(jù)中心時(shí)代所面臨的挑戰(zhàn)，一方面是傳統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)的喪失，另一方面是云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的高可擴(kuò)展性需求，傳統(tǒng)的FC存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需要革命并打破原有的“南北分治”局面，F(xiàn)CoE技術(shù)很好的解決了上述問題，華為公司與業(yè)界一同推動(dòng)FCoE在數(shù)據(jù)中心廣泛應(yīng)用，努力使網(wǎng)絡(luò)融合向最終全網(wǎng)融合、統(tǒng)一交換的目標(biāo)前進(jìn)。

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