Konvergované prostředí datových center Petr Hon 2.2.2011
Agenda Obchodní pohled FCoE technologie Přepínače řady Nexus Závěr 2 2011 IBM Corporation
Proč? Tlak na Snižování nákladů Tlak konkurence Měnící se ekonomika 3 2011 IBM Corporation 2010 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 3
Spolupráce Uživatelské nároky SLA Dostupnost Legislativní omezení Nové obchodní požadavky Provozní limity Napájení a chlazení Využití zdrojů Provisioning Bezp. hrozby Bus. Continuance 4 2011 IBM Corporation Presentation_ID 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 4
Obchodní pohled Úspora nákladů, nízké TCO x zvýšení efektivity, konkurenční výhoda Současný stav: 80 procent nákladů je spotřebováno na udržování mnohdy zastaralé infrastruktury Dlouhá doba zavedení aplikace Nepružná infrastruktura Nedostatečné využití IT zdrojů Řešení: Transformace datových center Základní směry transformace existujících Datových Center Konvergence zdrojů, FCoE Virtualizace, cloud computing Automatizace provisioningu Sofistikovaný management 5 2011 IBM Corporation
Obchodní pohled Potřeby výpočetního výkonu stále rostou a nenízrovna pravděpodobné, že by se měly zastavit. Neexistuje jedno univerzálnísprávné řešení. Konkrétnítechnologie je odpovědína konkrétnípotřebu. Ne všechny technologie jsou úspěšné. Svět se dynamicky mění, inovace jsouodpovědína novévýzvy. Jednou z inovací, které mají velkou šanci stát se úspěšnými je FCoE. 6 2011 IBM Corporation
Charakteristika Ethernetu Flow control je destination based V případě zahlcení switch frame zahodí Integrován na motherboardu, intergován s OS Široká škála dodavatelů Velmi rozšířená technologie Velmi dobře dokumentovaná a s velkou základnou kvalifikovaných odborníků Značně interoperabilní Ekonomicky dostupná technologie Levnější technologie než FC 7 2011 IBM Corporation
Charakteristika Fibre Channel Deterministický flow control je source based(b2b) Zaručuje doručení ve správném pořadí Specializované drivery pro zařízení Několik málo dodavatelů Specializovanátechnologie Výrazně méně odborníků než u Ethernetu Interoperabilita nutno otestovat Dražší technologie než Ethernet 8 2011 IBM Corporation
Myšlenka Použijme levný Ethernet místo drahého Fibre Channeluk tranportulan i SAN. Konsolidujme I/O nad levnější technologií. 9 2011 IBM Corporation
Konsolidace I/O Několik pokusů konsolidovat I/O již proběhlo: Internet Fibre Channel Protocol(iFCP) Fibre Channel over IP (FCIP) iscsi FCoE 10 2011 IBM Corporation
Fibre Channel je k FCoE Jako je k 11 2011 IBM Corporation
FCoEje evolucíscsi Osmdesátá léta Devadesátá léta SCSI Bus omezená délka Průmyslový standard Standardizované periferní zařízení napříč platformami Fibre Channel Přizpůsobení SCSI na síťovému model Ochrana investic do SCSI driverů Sdílení periferií, větší periferie a jejich konsolidace Nyní FCoE Přizpůsobení SCSI a FC Ethernetu Ochrana investic do existující FC a SAN Zajišťuje stejný provozní model jako FC Konsoliduje LAN a SAN Dává ekonomický smysl 12 2011 IBM Corporation
13 2011 IBM Corporation
FCoE versus iscsi FCoE nebyla navržena aby nahradila iscsi Výhody FCoE Jedna kabeláž Méně adaptérů Interoperabilita s existující SAN Bez bran, stateless Enterprise datová centra Výhody iscsi a užití Jedna kabeláž Méně adaptérů Široká podpora výrobců a OS, nativní iscsi Technologie iscsije spíše určena pro menšíprostředí, je vhodnápro desktopy. FCoE je technologie datových center. 14 2011 IBM Corporation
Fiber Channel over Ethernet FC-BB-5 Protocol FCoE Mapování FC Frames na Ethernet Fibre Channel Traffic Ethernet Založen na FC modelu Shodné chování host-toswitch and switch-to-switch jako FC WWNs, FC-IDs, hard/soft zoning, DNS, RSCN Byte 0 Byte 2229 Ethernet Header FCoE Header FC Header FC Payload CRC EOF FCS FCoE je Fibre Channel Cisco Dell EMC 2 EMULEX Microsoft NetApp Intel QLOGIC Redhat VMWARE 15 2011 IBM Corporation HP IBM
Fiber Channel over Ethernet Mapování protokolu Z pohledu FC FC konektivita na novém typu kabelu zvaného Ethernet Z pohledu Ethernetu Další Protokol vyšší vrstvy k transportu. FC-4 ULP Mapping FC-3 Generic Services FC-2 Framing & Flow Control FC-1 Encoding FC-0 Physical Interface FC-4 ULP Mapping FC-3 Generic Services FC-2 Framing & Flow Control FCoE Logical End Point Ethernet Media Access Control Ethernet Physical Layer 16 2011 IBM Corporation
StandardyproI/O Konsolidaci Vyvinut IEEE 802.1 Data Center Bridging Task Group (DCB) Vlastnost IEEE 802.1Qbb Priority-based Flow Control (PFC) IEEE 802.3bd Frame Format for PFC IEEE 802.1Qaz Enhanced Transmission Selection (ETS) and Data Center Bridging exchange(dcbx) IEEE 802.1Qau Congestion Notification IEEE 802.1Qbh Port Extender Status Standardu Hotovo Hotovo Hotovo Hotovo 17 2011 IBM Corporation
18 2011 IBM Corporation
PAUSE Může být Ethernet bezeztrátový? Ano, pomocí PAUSE Frames Ethernet link STOP PAUSE Queue Full! Switch A Definováno v IEEE 802.3 Annex 31B Switch B The PAUSE se používá k zastavení vysílání frames na specifikovanou dobu Ethernet PAUSE Tranformuje ztrátový Ethernet na bezeztrátový 19 2011 IBM Corporation
Ethernet používá PAUSE na základě COS definované v 802.1p Když dojde k zahlcení, CoS označen jako no-drop je zaslán PAUSE Ostatní provoz, pokračuje normálně a spoléhá se na protokoly vyšších vrstev Nejen pro FCoE provoz Fibre Channel Priority Flow Control FCoEFlow Control Mechanismus Transmit Queues One Ethernet Link Receive Buffers One Two Two Three STOP PAUSE Three R_RDY Four Four Packet Five Five Six Six Seven Seven B2B Credits Eight Eight 20 2011 IBM Corporation
CNA 21 2011 IBM Corporation
CNA Converged Network Adapter druhá generace. Vyrábí je významnější vendoři: Emulex QLogic Intel Cisco Broadcom.. Emulexoznámil 1 mil IOPS na port. 22 2011 IBM Corporation
Nexus Optimalizováno pro Datová Centra DC Virtual Access 23 2011 IBM Corporation
Cisco Nexus 7000 Series Data Center Class Switches Zero Service Disruption design Graceful systems operations Integrated lights-out management Operational Continuity Lossless fabric architecture Dense 40GbE/100GbE ready Unified fabric Transport Flexibility 24 Infrastructure Scalability Virtualized control and data plane 15Tb+ switching capacity Efficient physical and power design 2011 IBM Corporation
8 I/O slots, 2 supervisor slots (5, 6) Front-to-back air flow utilizing 2 system fan trays and 2 fabric fan trays 21 RU (2 per 42 RU rack) Up to three power supplies 6kW AC, 7.5kW AC and 6kW DC PS 5 fabric module slots 46 Gbps per I/O module slot fabric module is unique to chassis type All components support Online Insertion and Removal (OIR) Optional air filter satisfies NEBS requirements Hardware Overview 7010 Chassis Front View Rear View 25 2011 IBM Corporation
Nexus 7000 F-Series SFP+ Module 10GbE supporting Multiprotocol Storage Multiprotocol Storage Connectivity FCoE, iscsi, NAS Standards Compliant T11 FCoE, DCBX, IEEE PFC, ETS Scalable 512 Ports Per System, 230Gbps Per Slot Low Latency Sub 5µs Port to Port Feature Rich Enables Cisco FabricPath Layer 2 Multipathing Cost Effective Lowest Price 10GbE Nexus 7000 Port FCoE License Orderable Q1CY11 32-port 1/10 GbE for Server Access and Aggregation 26 2011 IBM Corporation
Cisco Nexus 5000 Series 56-Port L2 Switch 40 Ports 10GE/FCoE/DCE, fixed 2 Expansion module slots Fibre Channel 8 Ports 1/2/4G FC FC + Ethernet 4 Ports 10GE/FCoE/DCE 4 Ports 1/2/4G FC Ethernet 6 Ports 10GE/FCoE/DCE OS Cisco DC-OS Cisco DC-OS Mgmt Cisco Fabric Manager and Cisco Data Center Manager 27 2011 IBM Corporation
Nexus 5500 Series Q1CY11 2nd Generation Nexus 5000 with FabricPath& Layer 3 N5196P: 96x SFP+ (w/ 3x Modules) in 2RU 5596: 96 Ports capable of 10GE/1GE/FCoE/FC and Unified Port 5548: 48 Ports capable of 10GE/1GE/FCoE/FC Flexible port configurations Unified Ports (Q1CY11) 10GE/FCoE/DCB, 2/4/8 G FC, 1GE Support on all ports of 5596 and expansion module for 5548 Layer 2 / Layer 3 support Increased number of FEX per N5500 4K VLANs & 32K Station Table 40G Uplinks (future) 48 N5K Port Channels + 384 N2K port channels + 768 vpc port channels Unicast latency: < 2μs FabricPath - Layer 2 Multi-Pathing Support IETF TRILL & Cisco L2MP Standards-based T11 FCoE Hardware support for IEEE 1588 (Precision Time Protocol µs accuracy & timestamp) 28 2011 IBM Corporation
SFP+ Transmission Media Low power consumption Low cable cost Low transceivers latency Low error rate (10 exp-17) Technology SFP+ CU Copper Cable Distance Power (each side) Transceiver Latency (link) Twinax 10m ~0.1W ~0.25 µs SFP+ USR ultra short reach MM OM2 MM OM3 10m 100m 1W ~0.1 µs SFP+ SR short reach MM OM2 MM OM3 82m 300m 1W ~0.1 µs 10GBASE-T Cat6 Cat6a/7 Cat6a/7 55m 100m 30m 2.5µs 2.5µs 1.5µs 29 2011 IBM Corporation ~8W ~8W ~4W
Porovnání vlastností jednotlivých platforem Nexus 5k Nexus 7k MDS FEX-2232 Support Supported since DeeWhy Supported in Delhi (Eth Only) Not Supported Nexus 4k Support Supported since Cronulla and MAC binding Not Supported Not Supported vpcwith FCoEfor Host Connections Supported to N5k and 2232 Radar Not Supported 30 2011 IBM Corporation
Porovnání vlastností jednotlivých platforem Nexus 5k Nexus 7k MDS FCoETarget Support Supported since Bondi Supported in Delhi Supported in Delhi (FCoE traffic only) VDCs Not Supported 4 total VDCs, only 1 Storage VDC Not Supported VE_Ports Supported in EH+ Supported in Delhi (dedicated link) Supported in Delhi (dedicated link) FCoE VLANs 32 VLAN/VSANs supported (counts as 64 VLAN HW resources) 256 total FCoE VLAN/VSANs 256 total FCoE VLAN/VSANs 31 2011 IBM Corporation
Single Hop Design Konsolidovaný přístup na přístupové vrstvě První fáze evoluce Unified Fabric Unified LAN a SAN přístup použitím FCoE Konsolidované adaptéry, kabely a přepínače na prvním hopu LAN Fabric Fabric A FCoE FC Fabric B FC Nexus 5000 FCF-A Nexus 5000 FCF-B LAN Access/SAN Edge The Unified Edge 32 2011 IBM Corporation
Multi - Hop Design FCoE Multi-hop LAN Fabric Fabric A Fabric B Co musíme vzít v úvahu? High Availability pro LAN i SAN Oversubscription pro SAN and LAN Ethernet Layer 2 a STP design Budoucnost i když blízká FCF DCB + FIP Snooping Bridge 33 2011 IBM Corporation
Konsolidace Datových Center produkty Unified Fabric Networking Ethernet Networking Application Network Services Data Center Security Storage Networking Infiniband Clustering Linux Cluster 1350 idataplex BladeCenter Ethernet Switching Nexus Family -Nexus 7000 -Nexus 5000 -Nexus 1000V Catalyst 6500 Series Catalyst 4900M Top-of-Rack ACE Application Delivery Module and Appliance Wide-Area Application Services (WAAS) Firewall Services Module MDS 9500 Storage Directors SSM MDS 9100 and 9200 Series Fabric Switches FC Blade Switches SFS 7000 Infiniband Switch SFS 3000 Infiniband Gateway SFS 7000 Infiniband Switch Catalyst Switch Modules for Blade Center Catalyst Switch Modules for Blade Center ICS SPL IBM Brands ICS that SPL are Prime ICS on SPL each of S&P these SPL product STG families ICS : SPL STG STG 34 2011 IBM Corporation
Administrace FCoE Zkušenosti z provozu Je třeba mírně změnit způsob administrace. Všechny nástroje pro Fibre Channel zůstávají. Výzva Je nezbytné nalézt někoho, kdo bude integraci řídít. LAN Administration SAN Administration 35 2011 IBM Corporation
Virtual Device Contexts Konsoliduje a podporuje jednotlivé oblasti obchodu, oddělení a sítě Web, App, Database Production, OOB mgmt, Development, Test Customer A, Customer B, Customer C Zajištujeoddělenísítěs ohledem na požadavky v obalsti bezpečnosti Internet, Extranet, DMZ, Intranet Non-Secured, Secured, PCI Umožňuje implementaci n-tier modelu Core, Aggregation, Access VDCs zajišťuje logickou separaci control-plane, data-plane, management, zdroje a systémove procesy v rámci jednoho přepínač VDC2 Prod VDC2 BU1 / App 1 VDC2 Secure VDC3 Dev VDC2 Core VDC3 Agg VDC4 Access VDC3 BU2 / App 2 VDC3 Non- Secure VDC4 Test 36 2011 IBM Corporation
Závěr FCoEje nadějnou technologiímajícímnoho předpokladůpro úspěch. Je to technologie, které směřuje k potřebné transformací Datových Center. Přepínače Cisco Nexus společněse servery IBM jsou platformou pro realizaci této tranformace. IBM je serioznímpartner pro tuto transformacijak z hlediska dodávky serverů, tak z hlediska samotné realizace. 37 2011 IBM Corporation