大型數據中心擠滿了服務器、存儲、交換機和各種其他硬件，試圖跟上最新的技術趨勢。 在數據中心內發生的所有變化中，有一種技術仍然是存儲連接的首選。 基於可靠性和安全性，光纖通道多年來一直是數據中心的支柱。 然而，它不僅僅是企業市場的首輪選擇。 許多硬件和軟件供應商都將他們的測試重點放在光纖通道上，以確保產品在客戶發貨前做好準備。
大型數據中心擠滿了服務器、存儲、交換機和各種其他硬件，試圖跟上最新的技術趨勢。 在數據中心內發生的所有變化中，有一種技術仍然是存儲連接的首選。 基於可靠性和安全性，光纖通道多年來一直是數據中心的支柱。 然而，它不僅僅是企業市場的首輪選擇。 許多硬件和軟件供應商都將他們的測試重點放在光纖通道上，以確保產品在客戶發貨前做好準備。
帶光纖通道的 Dell PowerStore
存儲和交換機供應商繼續為光纖通道添加新功能和增強功能，軟件開發人員在向大眾發佈軟件更新之前測試光纖通道功能。 光纖通道仍然是大型數據中心的主要 SAN 技術。 大多數 VMware 客戶使用光纖通道來利用當今持續的創新和現有的可靠性、彈性、安全性和速度。
VMware 致力於光纖通道，Marvell 引領潮流
如果對光纖通道技術的重要性和重要性有任何疑問，VMware 通過優先使用光纖通道進行新版本測試來解決這個問題。 在 VMware Explore 的所有最新公告中，vSphere 8 是最有趣的。 VMware 繼續關注 vVols 存儲工程，並在 NVMe-oF 中添加了 vVols 支持。
Marvell QLogic QLE2772 雙端口 32Gb FC 適配器
正如 VMware 網站上所述，“最初，我們將僅支持 FC，但將繼續驗證和支持 vSphere NVMe-oF 支持的其他協議。” VMware 的共識是，客戶可能正在轉向 NVMe-oF、iSCSI 和 100G 以太網，但在高性能和關鍵任務應用程序方面，FC 是首選。 因此，光纖通道將繼續處於 vSphere 技術進步的前沿。 儘管正在轉向其他技術，但 VMware 並未發現對光纖通道的需求有所下降。
不僅僅是 VMware。 隨著自動化、機器學習和 DevOps 的熱議，光纖通道仍然是大多數 IT 專業人員的首要考慮。 由於其固有的可靠性、安全性和低延遲性，SAN 結構對於醫療保健、金融、製造、保險和政府等行業至關重要。 當然，光纖通道技術不會停滯不前，它會隨著今天出貨的 64G 結構以及漸進式交換機和 HBA 供應商的 128G 路線圖而不斷發展。 Marvell QLogic 在光纖通道技術方面繼續展現出無與倫比的領導地位和創新能力。
光纖通道成為存儲區域網絡的首選技術是有原因的：它確實有效。 供應商社區堅定地承諾共同努力推進規範以滿足行業不斷變化的需求。 軟件供應商的測試側重於互操作性以及安全性和可靠性，這在 VMware vSphere 8 中很明顯。供應商承諾在向數據中心發布新更新或硬件之前確保與光纖通道的互操作性。
FC 在 vSphere 8 中得到提升，支持 FC-NVMe 實施
VMware 在 vSphere 8 中引入了多項核心功能，包括對 NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 的增強。 當然，NVMe-oF 越來越受歡迎有幾個原因。 與傳統 SCSI 和 NFS 相比，客戶主要享受與 NVMe-oF 相關的高性能和吞吐量。 存儲供應商正在轉向 NVMe 陣列，並在其產品線中增加了對 FC-NVMe 的支持。
VMware 接受了這一提示，並對特定於 NVMe-oF 的 vSphere 8 進行了重大增強，包括：
- 增加了 NVMe-TCP 和 FC-NVMe 支持的命名空間和路徑的數量。 vSphere 8 現在通過 NVMe-TCP 和 FC-NVMe 支持 256 個命名空間和 2K 路徑。
- 它為使用 Microsoft Windows Server 故障轉移集群 (WSFC) 支持應用程序級磁盤鎖定的客戶擴展了對 NVMe 設備的預留支持。 最初，僅針對 FC，這允許客戶將集群 VMDK 功能與帶有 NVMe-oF 數據存儲的 Microsoft WSFC 結合使用。
- ESXi 中的高級 NVMe/TCP 發現服務支持可幫助客戶在以太網環境中進行 NVMe-oF 設置。 添加了對 NVMe Advance Discovery 的支持，使 vSphere 能夠查詢網絡以獲取支持的 NVMe 陣列控制器，從而簡化設置。 NVMe/TCP 利用了光纖通道自誕生以來就支持的自動發現功能。
光纖通道推動數字化轉型的四大支柱
自治 SAN
圍繞自主一切的嗡嗡聲變得相當響亮。 由於我們談論的是 SAN，特別是光纖通道 SAN，因此這是一個很好的地方來突出自治 SAN 的工作原理，而不至於陷入困境。
自治 SAN 必不可少，因為它們支持醫療保健、金融、政府和保險等主要行業。 光纖通道 SAN 因其固有的可靠性和安全性而在這些行業中得到大量部署。
這些關鍵行業的中斷或停機可能是災難性的。 根據持續時間的不同，中斷可能會導致數十萬或數百萬美元的收入損失。 在醫療保健領域，中斷可能會導致程序延遲或無法執行緊急服務。 考慮到這一點，光纖通道行業標準機構繼續追求提高可靠性和可用性。
為了滿足現代數據中心和高級應用程序的需求，各行業正在配置設備以執行原本不打算執行的任務。 擁有智能設備是不夠的。 今天，有必要擁有一個了解周圍一切的安裝基礎。 這被稱為“協作智能”，其中設備不僅知道正在發生的活動，而且能夠在必要時採取行動。
自治 SAN 工作的第一階段是開發稱為結構性能影響通知 (FPIN) 的架構元素。 Fabric Notifications 創建了一種機制來通知網絡中的設備有關結構中發生的事件，這將有助於做出彈性決策。 可能會出現兩種類型的錯誤情況。 邏輯錯誤通常可以通過重試或邏輯重置來恢復，並且對系統的破壞相對較小。 另一方面，物理錯誤通常需要相同類型的干預才能完成修復。 間歇性錯誤更難解決，而且可能很耗時。
使用結構通知，結構（或終端設備）檢測間歇性物理問題，監控錯誤是否持續存在，如果是，則生成一條消息發送到受事件影響的設備。 有了這些信息，多路徑解決方案就知道物理錯誤的位置和性質，並可以“繞過”它。 IT 管理員無需參與識別、隔離或啟動恢復命令來清除錯誤。
所有這些機制都由終端設備通過功能交換和操作註冊來控制。 結構中的光纖通道交換機具有其他結構組件的可見性，使它們能夠收集有關存儲網絡、連接設備和整體基礎設施的信息。 這些交換機在整個結構中交換該信息，從而創建了自主 SAN 的真實願景，以實現自我學習、自我優化和自我修復。
結構通知最終向結構中的設備提供智能，以消除浪費的能源故障排除、分析和解決問題，這些問題由設備自動解決，以糾正影響性能和故障的問題。
VMware 已經為交付智能和自動驅動的 SAN 奠定了基礎，該過程使用行業標準技術 Fabric Performance Impact Notification (FPIN) 接收、顯示和啟用 FC 結構事件警報。
FPIN 是由交換矩陣端口傳輸的通知幀，用於通知終端設備其區域中另一個端口的情況。 條件包括：
- 降低性能的鏈接完整性問題
- 掉幀通知
- 擁堵問題
借助主動通知機制，可以快速解決端口問題，並且可以設置恢復操作以減少停機時間。
圖 1：帶有 Marvell QLogic FC 的 vSphere 8.0 註冊並接收結構通知，指示 SAN 中的超額訂閱
圖 2：帶有 Marvell QLogic FC 的 vSphere 8.0 註冊並接收指示鏈路完整性惡化的架構通知。
Marvell QLogic Enhanced 16GFC、Enhanced 32GFC 和 64GFC HBA 已完全集成到 vSphere 8.0 中，並支持充當自主 SAN 構建塊的結構通知技術。
使用 vVol 提高生產力
VMware 在最近的幾個 vSphere 版本中專注於 vVol。 在 vSphere 8.0 中，核心存儲添加了對 NVMe-oF 的 vVols 支持，僅在初始版本中支持 FC-NVMe。 但是，VMware 將繼續驗證和支持 vSphere NVMe-oF 支持的其他協議。 可以找到新的 vVols 規範、VASA/VC 框架 點擊這裡.
隨著行業和許多陣列供應商添加 NVMe-oF 支持以提高性能和降低延遲，VMware 希望確保 vVols 與最新的存儲技術保持同步。
除了提高性能外，還簡化了 NVMe-oF vVols 設置。 註冊 VASA 後，底層設置在後台完成，唯一需要創建的就是數據存儲。 VASA 處理所有虛擬協議端點 (vPE) 連接。 客戶現在可以通過以下方式管理 vVols 數據存儲中的 NVMe-oF 存儲陣列 基於存儲策略的管理 在 vCenter 中。 vSphere 8 還添加了對其他命名空間和路徑的支持，並改進了 vMotion 性能。
使用 VM-ID 技術跟踪虛擬機
服務器虛擬化一直是增加鏈接共享的催化劑，光纖通道就是明證。 隨著數據中心內虛擬機 (VM) 數量的增加，共享鏈路利用最大可用帶寬傳輸與 CPU 內核、內存和其他系統資源相關的數據。 從任何 VM 和其他物理系統發送的數據變得混合在一起。 該數據沿著與存儲區域網絡 (SAN) 流量相同的路徑傳輸，因此它們看起來都是一樣的，不能被視為單獨的數據流。
利用 Marvell QLogic 的 VM-ID（一種使用幀標記來關聯不同 VM 及其跨 SAN 的 I/O 流的端到端解決方案）可以解密共享鏈接上的每個 VM。 QLogic 已在其最新的 64GFC、增強型 32GFC 和增強型 16GFC 主機總線適配器 (HBA) 上啟用了此功能。 該技術有一個內置的應用程序服務監視器，它從 VMware ESX 收集全球唯一的 ID。 然後它可以解釋來自每個 VM 的不同 ID 以執行智能監控。
VM-ID 為來自原始 VM 通過結構的 I/O 帶來了更深層次的願景，使 SAN 管理器能夠控制應用程序級服務並將其定向到 QLogic 光纖通道 HBA 中的每個虛擬工作負載。
圖 3：Brocade 交換機分析引擎現在可以通過計算由 Marvell 光纖通道 HBA 標記為單個 VM-ID 的光纖通道幀來顯示每個 VM 的統計數據。
使用 64GFC 提高性能
自該協議於 1988 年首次啟動以來，光纖通道一直在不斷進步。第一款 FC SAN 產品 1Gb FC 於 1997 年開始發貨，並且發展至今仍在繼續，128Gb 產品即將問世。
每三到四年，FC 速度就會翻一番。 除了提高性能方面的進步外，還包括新服務，如 Fabric Services、具有通用 SAN 擁塞緩解的 StorFusion™、NPIV（虛擬化）和雲服務。 網絡公司和原始設備製造商參與製定這些標準，並繼續合作提供可靠和可擴展的存儲網絡產品。
光纖通道被認為是市場上最可靠的存儲連接解決方案，具有提供漸進增強功能的傳統。 服務器和存儲技術推動了對更大 SAN 帶寬的需求。 應用程序和存儲容量、支持 SSD 和 NVMe 的 32Gb 和 64Gb 存儲陣列、服務器虛擬化和多雲部署正在證明光纖通道的價值，因為它提供更高的吞吐量、更低的延遲和更快的鏈接速度——所有這些都具有可預測的性能。
Marvell 最近宣布推出其全新的 64GFC HBA。 其中包括 QLE2870 系列單端口、雙端口和四端口 FC HBA，可將可用帶寬加倍，在更快的 PCIe 4.0 總線上工作，並同時支持 FC 和 FC-NVMe，是面向未來的關鍵任務企業的理想選擇應用程序。
NVMe 交付！
毫無疑問，NVMe 設備可提供極快的讀寫訪問。 因此，討論將這些 NVMe 設備連接到高速網絡，而沒有考慮到這些仍然是需要保證交付的存儲設備。 作為無損傳輸方法開發的技術是光纖通道。 在行業領導者的眾多測試中，當底層技術為光纖通道時，NVMe-oF 和 NVMe/FC 表現更好。
閃存陣列可在高密度虛擬化工作負載中實現更快的塊存儲性能，並縮短數據密集型應用程序的響應時間。 這一切看起來都很好，除非網絡基礎設施無法在與閃存存儲陣列相同的水平上運行。
基於閃存的存儲需要一個確定性的、低延遲的基礎設施。 其他存儲網絡架構通常會增加延遲，造成瓶頸和網絡擁塞。 發生這種情況時必鬚髮送更多的數據包，從而造成更多的擁塞。 借助 Channel 基於信用的流量控制，可以在目標緩衝區接收數據時盡可能快地傳送數據，並丟棄數據包或強制重傳。
今年早些時候，我們發布了一篇關於 Marvell 的 FC-NVMe 方法的深入評論。 要了解更多信息，請查看 Marvell 在 FC-NVMe 上加倍下注.
vSphere 7.0 中首次引入的核心 NVMe 存儲功能
VMware 博客將 NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 描述為一種協議規範，使用 NVMe 協議通過網絡結構將主機連接到高速閃存。 VMware 在 vSphere 7 U1 中引入了 NVMe-oF。 VMware 博客指出，基準測試結果表明，光纖通道 (FC-NVMe) 在 vSphere 虛擬化環境中的性能始終優於 SCSI FCP，可提供更高的吞吐量和更低的延遲。 vSphere 7.0 U3 中添加了對 NVMe over TCP/IP 的支持。
基於 NVMe 的日益普及，VMware 添加了對使用 NVMe-oF 的共享 NVMe 存儲的支持。 鑑於固有的低延遲和高吞吐量，各行業正在利用 NVMe 處理 AI、ML 和 IT 工作負載。 通常，NVMe 使用本地 PCIe 總線，因此很難連接到外部陣列。 當時，業界一直在推進基於 IP 和 FC 的 NVMe-oF 的外部連接選項。
在 vSphere 7 中，VMware 添加了對使用 NVMe-oF 與 NVMe over FC 和 NVMe over RDMA 的共享 NVMe 存儲的支持。
結構繼續提供更快的速度，同時保持存儲區域網絡所需的無損、有保證的交付。 vSphere 8.0 支持 64GFC，迄今為止最快的 FC 速度。
vSphere 8.0 進一步關注 NVMe，優先考慮光纖通道
在過去的幾個版本中，vVols 一直是 VMware 存儲工程的主要關注點，在 vSphere 8.0 中，核心存儲在 NVMe-oF 中添加了 vVols 支持。 最初，VMware 將僅支持 FC，但將繼續驗證和支持其他 NVMe-oF 協議。
這是一個新的 vVols 規範，VASA/VC 框架。 要了解更多信息，請訪問 VASA 4.0/vVols 3.0 查看此新 vVols 規範的詳細信息。
vSphere 8 繼續添加功能和增強功能，最近將支持的命名空間增加到 256 個，將 NVMe-FC 和 TCP 的路徑增加到 2K。 vSphere 添加了另一個功能，即對 NVMe 設備的預留命令支持。 預留命令讓客戶可以使用帶有 NVMe-oF 數據存儲的 Microsoft WSFC 的集群 VMDK 功能。
設置簡單，管理簡單！
光纖通道還有另一個內置的效率：自動發現。 當 FC 設備連接到網絡時，如果它具有必要的憑據，它會被自動發現並添加到結構中。 節點映射得到更新，流量可以通過光纖。 這是一個簡單的過程，無需管理員干預。
實施 NVMe/TCP 時會產生更多開銷。 由於 NVMe/TCP 沒有自動發現機制，ESXi 添加了 NVMe Discovery Service 支持。 ESXi 中的高級 NVMe-oF 發現服務支持支持動態發現符合標準的 NVMe 發現服務。 ESXi使用mDNS/DNS-SD服務獲取網絡上活躍的NVMe-oF發現服務的IP地址、端口號等信息。 ESXi 發送多播 DNS (mDNS) 查詢，向提供 (NVMe) 發現服務 (DNS-SD) 的實體請求信息。 如果這樣的實體在網絡（在其上發送查詢）上處於活動狀態，它將向主機發送一個（單播）響應，其中包含請求的信息，即運行服務的 IP 地址和端口號。
結論
光纖通道專為承載塊存儲而構建，正如本文所述，它是一種低延遲、無損、高性能、可靠的結構。 需要明確的是，在一些重要的高速網絡中改進 TCP 用於存儲流量的使用方面正在取得長足進步。 但事實仍然是 TCP 不是無損網絡，數據重傳仍然是一個問題。
本報告由 Marvell 贊助。 本報告中表達的所有觀點和意見均基於我們對所考慮產品的公正看法。
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