圖1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡架構示意圖

南北分裂的“殤與痛”：做為“業(yè)務分界”的服務器，需要同時滿足接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和接入存儲網(wǎng)絡，分別通過以太NIC網(wǎng)卡接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，通過FC HBA接入FC SAN網(wǎng)絡。隨之帶來的是布線復雜，通常在部署業(yè)務時如果考慮到業(yè)務的可靠性，在實際應用中會為每臺服務器配置多塊網(wǎng)卡以保證鏈路故障不會影響到上層業(yè)務，從而增加了機柜布線的密度和復雜度以及服務器功耗。兩網(wǎng)(LAN&SAN)獨立帶來的另一個問題是建網(wǎng)和維護成本的增加，數(shù)據(jù)網(wǎng)和存儲網(wǎng)完全物理獨立，設備采購量成倍增長，尤其是光纖通道交換機價格昂貴。此外多數(shù)企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的日常維護中通常是建立兩個團隊,即網(wǎng)絡維護團隊和存儲維護團隊來分別維護，一方面增加了維護費用，一方面也增加了溝通成本。

云時代到來，南北矛盾激化：云時代的數(shù)據(jù)中心，特點是應用和業(yè)務的快速彈性部署，這需要網(wǎng)絡具備很高可擴展性。原有的網(wǎng)絡體系，F(xiàn)C SAN一般規(guī)模都不大，一個原因是受限于其業(yè)務高質(zhì)量的需求，另一方面FC SAN是由于交換設備性能和協(xié)議標準特點，這樣很容易造成在數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡中形成多個小規(guī)模存儲“孤島”，網(wǎng)絡難以擴展。而與此同時形成鮮明對比的是，以太技術的長足發(fā)展。截止2011年末，服務器10GE網(wǎng)卡已經(jīng)逐漸成為服務器的默認配置，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進入40G/100G時代，高密度，大容量，使得數(shù)據(jù)網(wǎng)絡更具擴展性。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡來傳輸存儲業(yè)務，使得二者融合，統(tǒng)一交換的需求呼之欲出。FCoE技術正是在該背景下走上歷史舞臺。

圖2 FC和以太的發(fā)展

南北統(tǒng)一的利器，F(xiàn)CoE技術標準應運而生：FCoE技術標準最早在2007年由多家IT廠商向美國國家標準協(xié)會(ANSI)T11委員會提交。通過該技術標準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)，從而讓服務器至FC SAN存儲設備的光纖通道請求和數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)連接來傳輸，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)絡可以支持LAN和SAN數(shù)據(jù)類型，減少數(shù)據(jù)中心設備和線纜數(shù)量，同時降低供電和制冷負載，提高數(shù)據(jù)中心的能效比。數(shù)據(jù)中心收斂成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡后，需要支持的網(wǎng)絡交換節(jié)點也相應減少了，有助于降低管理負擔。它能夠保護客戶在現(xiàn)有FC SAN上的投資(如FC SAN的各種工具、員工的培訓、已建設的FC SAN設施及相應的管理架構)的基礎上，提供一種以FC存儲協(xié)議為核心的I/O整合方案。

實現(xiàn)南北統(tǒng)一的必要條件，部署FCoE網(wǎng)絡融合需要增強以太網(wǎng)：要部署FCoE，實現(xiàn)LAN,SAN的統(tǒng)一交換需要解決網(wǎng)絡融合后帶來的新問題：多業(yè)務融合后的大帶寬需求，基于業(yè)務的流控需求。對于帶寬需求方面，多業(yè)務融合后服務器如果沿用傳統(tǒng)的GE網(wǎng)卡無法負載大帶寬業(yè)務，通過升級服務器10GE網(wǎng)卡和高速交換網(wǎng)絡(40G/100G)可解決大帶寬需求;對于基于業(yè)務的流控方面，存儲業(yè)務在網(wǎng)絡的中傳輸要求做到無丟包，在傳統(tǒng)FC SAN的網(wǎng)絡中，通過EE_Credit和BB_Credit機制基于當前傳輸能力在用戶節(jié)點間以及設備節(jié)點間保證“量力而為”。而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)缺少類似的端到端流控機制，無法保證傳輸中無丟包，需要以太網(wǎng)引入基于業(yè)務的流控機制，保證高優(yōu)先級業(yè)務的無丟包傳輸。目前已有IEEE提出的數(shù)據(jù)中心橋接技術(DCB：Data Center Bridging)來解決業(yè)務的流控需求，主要包含基于優(yōu)先級的流控功能(PFC: IEEE 802.1Qbb Priority-based Flow Control)，基于優(yōu)先級的增強傳輸選擇及數(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)生擁塞時端到端的擁塞通知，以及基于不同優(yōu)先級業(yè)務的處理和分發(fā)能力。

走向統(tǒng)一，F(xiàn)CoE網(wǎng)絡融合方案：在融合技術具備了以太傳輸?shù)母哔|(zhì)量保證和FCoE協(xié)議標準后，網(wǎng)絡具備了融合的基本條件。通過部署CNA網(wǎng)卡，F(xiàn)CoE交換機，并在FCoE網(wǎng)絡中配置DCB確保傳輸?shù)目煽啃?，實現(xiàn)“南北統(tǒng)一”——存儲和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的融合。值得一提的是，網(wǎng)絡的融合并非一蹴而就，造成這樣現(xiàn)狀的原因，一方面是由于市場上仍有大量FC的存量設備，(包括服務器，存儲，和網(wǎng)絡)，另一方面和用戶的使用和維護習慣有關。FC作為傳統(tǒng)的高速存儲網(wǎng)絡標準，其性能曾經(jīng)一度領先以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)中心的方案設計師和維護工程師樂于選擇并信任FC存儲網(wǎng)絡。然而時至今日，F(xiàn)C技術發(fā)展緩慢，相較以太網(wǎng)而言，其優(yōu)勢已成昨日黃花。因此，F(xiàn)CoE網(wǎng)絡融合勢在必行，同時考慮到FC存量網(wǎng)絡，融合勢必經(jīng)過一個演進的過程，從服務器到接入層，最終至存儲設備支持FCoE接入，逐步過渡到FCoE存儲網(wǎng)絡全網(wǎng)部署。

伺機而動，華為融合云網(wǎng)絡(Huawei Converged Fabric)方案：2012年初華為發(fā)布新一代的融合云網(wǎng)絡(Huawei Converged Fabric)方案。遵循FCoE業(yè)界標準FC-BB-5，并能夠兼容現(xiàn)網(wǎng)的FC網(wǎng)絡。作為全球第二大電信設備提供商，華為結合傳統(tǒng)電信領域的優(yōu)勢，在云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡融合方案中提出的Centralize FCoE網(wǎng)絡方案，降低建網(wǎng)成本，簡化維護，優(yōu)化性能。Centralize FCoE融合網(wǎng)絡方案與傳統(tǒng)FC的不同之處在于，通過集中式FCoE網(wǎng)關(即FCoE控制平面)的部署，避免了部署多臺網(wǎng)關時大量的Fabric信息交互，縮短了業(yè)務故障時網(wǎng)絡收斂時間，提高了整網(wǎng)性能。

圖3 Huawei Converged Fabric

結束語

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

wangguang