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什么是NoF+?为什么需要NoF+?

2024-07-12 01:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是NoF+?

全闪存时代背景下,传统的FC(Fibre Channel,网状通道)存储网络已经无法满足全闪存数据中心的要求,NVMe(Non-Volatile Memory express,非易失性内存主机控制器接口规范)存储协议的出现极大提升了存储系统内部的存储吞吐性能、降低了传输时延,NoF(NVMe over Fabric)存储网络应运而生。在多种Fabric技术中,NVMe over RoCE(RDMA over Converged Ethernet)被广大存储厂商所接受,成为业界NoF的主流。华为推出的NoF+存储网络解决方案,相较于标准NoF方案,在性能、可靠性、易用性上均实现了颠覆性改进,是全闪存时代的最佳选择。

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随着智能时代的到来,各种业务对海量数据的存储和读写需求,催生了新的存储介质(SSD)和存储协议(NVMe),存储性能提升了百倍。存储节点不是独立存在的,多个存储节点之间通过存储网络互连。存储性能提升后,需要一个更快、更高质量的存储网络与之匹配,这张网络就是NVMe over Fabric,即NoF。

NoF将NVMe协议应用到服务器主机前端,作为存储阵列与前端主机连接的通道,可端到端取代SAN网络中的SCSI协议,构建全以太的存储SAN网络,如图1-2所示。

NoF的产生背景 NoF的产生背景

NVMe over Fabric中的“Fabric”,是NVMe的承载网络,这个网络可以是RoCE、FC或TCP。

NVMe over FC协议标准为FC-NVMe,FC-NVMe和FC-SCSI同样都基于FCP,IO交互基于Exchange。FC-NVMe基于传统的FC网络,通过升级主机驱动和交换机支持,FC-SCSI和FC-NVMe能同时运行在同一个FC网络中。FC-NVMe能最大化继承传统的FC网络,复用网络基础设施,基于FC物理网络发挥NVMe新协议的优势。 NVMe over TCP基于现有的IP网络,采用TCP协议传输NVMe,在网络基础设施不变的情况下实现了端到端NVMe。虽然NVME over TCP网络性能弱于FC和RoCE,但整体性能通过NVMe得到提升,对比iSCSI仍有大幅度的提升。而且NVME over TCP对网络的要求比较低,具有更强大的兼容性,不需要单独建设无损网络,传统以太网即可支持,因此在不追求高性能的情况下,NVMe over TCP将是未来市场的普遍选择。 NVMe over RoCE是NVMe over RDMA的一种,RDMA是承载NoF的原生网络协议,RDMA协议除了RoCE外还包括IB(InfiniBand)和iWARP(Internet Wide Area RDMA Protocol)。其中,基于以太网的RoCE目前已成为RDMA的主流网络承载方式。NVMe over RDMA协议比较简单,直接把NVMe的IO队列映射到RDMA QP(Queue Pair)连接,通过RDMA SEND,RDMA WRITE,RDMA READ三个语义实现IO交互。NVMe over RoCE基于融合以太网的RDMA技术承载NVMe协议。

三种方案相比较,基于以太网的RoCE比FC性能更高(更高的带宽、更低的时延),同时兼具TCP的优势(全以太化、全IP化),因此NVMe over RoCE是NoF最优的承载网络方案,也已成为业界NoF的主流技术。

基于以太网的RoCE在存储性能、带宽方面比FC有显著优势,但替换FC、联接全闪存,标准的NoF(NVMe over RoCE)还需在3个方面加强完善:

网络性能:零丢包

网络零丢包是存储网络的基本需求,传统以太网络拥塞易丢包。

可靠性:秒级主备切换

存储为了可靠性,会构建多个网络平面,切换时间需



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