在乙太網路方面,目前主流仍是2002年標準化的10GbE,雖然2010年發展出以10GbE多線化而成的40GbE與100GbE,但經過多年的推廣,目前仍不普及。後來在2016年時,出現了25GbE規格,單線即可提供2.5倍於10GbE的頻寬。目前IEEE正在制定單線50Gb頻寬的50GbE,以25/50GbE為基礎多線化而成的200與400GbE規格,也已在制定當中。(資料來源:iThome整理,2018年10月)

新一代的32Gb光纖通道(Fibre Channel,FC)與25Gb乙太網路(Ethernet),在企業IT環境的推廣與應用,正同步進入儲存陣列的應用階段,讓企業資料儲存網路的新一輪更新,正式邁入了最後一哩。

光纖通道與乙太網路,是企業資料中心最重要、使用也最普遍的兩種儲存網路規格,前者承擔區塊(Block)類型的存取服務,後者主要用於檔案(File)、物件(Object)類型的存取服務,也能提供相對低成本的區塊存取服務。

在這兩大主流規格之外,還有InfiniBand、FICON、ESCON等儲存網路規格,這些儲存網路雖然也應用於企業資料中心,但普及程度遠不及FC與乙太網路,其中InfiniBand主要用於高效能運算情境,FICON與ESCON的應用則局限於IBM的大型主機環境。所以,FC與乙太網路這兩大規格的更新,也就成了儲存網路發展的頭等大事。

新一代儲存網路的推廣

目前企業資料中心主流的FC與乙太網路規格,仍是問世將近10年的16Gb FC與10GbE,不過新一代的32Gb FC與25GbE規格,其實都已經發表了超過4年,實際應用的進程是先從網路端設備的應用開始,經過幾年的發展,終於在2017年下半年到2018年上半年間,開始進入到儲存陣列應用階段,讓這兩種新規格的應用,邁向構成完整端到端架構的「最後一哩」。

在2017年中之前,32Gb FC與25GbE的應用只及於交換器與網路板卡等網路產品,而沒有涵蓋到後端的儲存設備,以致只有主機端到交換器之間可獲得32Gb與25Gb頻寬,至於從交換器到後端的儲存設備,則還是舊的16Gb FC與10GbE的規格,以致不能充分發揮32Gb FC與25GbE的效益。而現在隨著儲存設備開始引進這兩種新規格,便可構成端到端、全面支援的32Gb FC與25GbE存取架構。

邁向100Gb儲存網路的前奏

32Gb FC與25GbE的推廣與普及,除了分別升級了原有FC與乙太網路的傳輸通道頻寬外,另一層意義,是作為邁向100Gb以上網路的基礎。

既有的16Gb FC與10GbE由於頻寬相對有限,只能透過在電路板上內建更多交換器晶片來擴充連接埠數量,或是增加交換器數量等方式,來擴展可用的傳輸頻寬,但連帶也會帶來額外的問題,例如交換器數量增加導致管理複雜,以及占用空間、功耗與成本過高等問題。

而新的32Gb FC與25GbE,則可在一條傳輸通道上,提供較16Gb FC與10GbE高出2倍與2.5倍的頻寬,為資料中心帶來擴充性、尺寸與機架部署彈性方面的優勢——以提供相同傳輸總頻寬為基準時,占用的體積只有舊規格的一半以下,而且功耗更低,無論管理與維護也都更方便。

更進一步來看,這兩種新的FC與乙太網路規格,都可透過「多線(Multi- lane)」技術,藉由匯聚多條傳輸通道,構成擁有100Gb以上頻寬的傳輸通道。如32Gb FC的「4線化」版本便是128Gb FC,讓FC介面的傳輸頻寬首次跨過100Gb的門檻。

而25GbE兩線化以後便成為50GbE,4線化則成為100GbE。在此之前,雖然已存在將10GbE「10線化」而成的100Gb乙太網路技術,但基於25GbE的100GbE技術,不僅成本更低,且提供了更平順的整合與升級路徑。例如25GbE的網路埠可透過一分為二、或一分為四的Breakout纜線,讓伺服器的25GbE網路卡,與交換器上的50GbE或100GbE埠直接對接,讓25GbE融合到50GbE或100GbE環境中。

更進一步,IEEE的400GbE小組還預定將以25/50GbE技術為基礎,以16線化的25GbE、8線化的50GbE或4線化的100GbE,發展出新的400GbE規格,將乙太網路頻寬推進到一個新境界。

 

【光纖通道最新世代】32Gb FC的推廣與發展

從FC介面的發展歷程來看,32Gb FC是FC協定的第6世代規格,FCIA與ANSI T11小組在2014年初完成這一代FC規格的制定。

比起上一代的16Gb FC,32Gb FC不僅提供了加倍的傳輸頻寬,還引進了一系列新功能,包括提高資料傳輸可靠性的前向錯誤校正(Forward Error Correction,FEC)、可讓銅纜在非使用狀態下斷電的節能功能、簡化虛擬環境部署的N埠虛擬化技術,改進的安全性,還有匯聚4條32Gb FC成為128Gb FC鏈路等。

32Gb FC可相容於既有的FC網路環境,HBA板卡與交換器會自動調整連接速度,也能沿用既有的SFP+光纖收發模組,以及常用的多模光纖纜線,但也不再支援低階的OM1光纖纜線,而必須是OM2以上等級的光纖纜線,一般是建議使用OM3或OM4光纖纜線。

為了確保傳輸品質,以相同規格光纖纜線為基準時,32Gb FC的有效傳輸距離,也較前幾代FC規格略短(參見附表)。

從2016年起,Cavium、Cisco、Broadcom等網通廠商,陸續開始推出支援32Gb FC規格的HBA卡與SAN交換器。接下來,NetApp成為一線儲存廠商中,首家支援32Gb FC的業者,於2017年下半年推出的全快閃儲存陣列新機型AFF A300與EF 570上,率先提供了32Gb FC介面的選項。

當時間進入2018年以後,Hitachi Vantera與Pure Storage也在產品更新中,跟進支援32Gb FC,包括前者旗下的VSP系列全快閃機型F350與F370,以及後者的FlashArray//X全快閃儲存陣列,也讓32Gb FC開始成為企業儲存設備的主流標準之一。

總體來看,目前儲存設備對32Gb FC的支援還在起步階段,既有支援32Gb FC的產品,全都是全快閃儲存陣列,廠牌與產品數量也有限。不過,預期到了明年初,各大廠商的下一輪儲存陣列產品更新中,應該就會全面納入32Gb FC。


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