數(shù)據(jù)中心新技術(shù)介紹

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1、數(shù) 據(jù) 中 心 新 技 術(shù) 介 紹 數(shù) 據(jù) 中 心 拓 展 部 ： 王 宏 偉2010年 8月 1 關(guān)于 Server-to-network edge 的故事n 未 來 幾 年 ， 數(shù) 據(jù) 中 心 的 新 技 術(shù) 都 將 發(fā) 生 在 Server-to-network edge；n FCOE、 CNA、 CEE、 EVB， 都 是 Server-to-network edge的 故 事 ；n 數(shù) 據(jù) 中 心 以 太 網(wǎng) 絡(luò) 三 個(gè) 技 術(shù) 方 向 ： 融 合 、 IO虛 擬 化 、 40G/100GServer-to-netwokr edge 2 虛擬化： 服務(wù)器虛擬化 EVB融合架構(gòu)：

2、CEE FCoE 3 概述 虛擬化的定義虛 擬 化 是 資 源 的 邏 輯 表 示 ， 它 不 受 物 理 限 制 的 約 束 引 自 IBM 虛 擬 化 與 云 計(jì) 算 n “ 虛 擬 化 ” 的 定 義 包 含 了 三 層 含 義 ：n 虛 擬 化 的 對 象 是 各 種 各 樣 的 資 源 ；n 經(jīng) 過 虛 擬 化 后 的 邏 輯 資 源 對 用 戶 隱 藏 了 不 必 要 的 細(xì) 節(jié) ；n 用 戶 可 以 在 虛 擬 環(huán) 境 中 實(shí) 現(xiàn) 其 真 實(shí) 環(huán) 境 的 部 分 或 全 部 功 能 ;n “ 虛 擬 化 ” 的 兩 種 形 式 ： N:1 虛 擬 化 1:N 虛 擬 化 4

3、概述 包羅萬象的虛擬化虛 擬 化服 務(wù) 器 虛 擬 化 存 儲(chǔ) 虛 擬 化桌 面 虛 擬 化軟 件 虛 擬 化 網(wǎng) 絡(luò) 虛 擬 化n 服 務(wù) 器 虛 擬 化 ： 使 用 虛 擬 化 軟 件 在 一 臺(tái) 物 理 服 務(wù) 器 上 運(yùn) 行 多 個(gè) 操 作 系 統(tǒng) ； n 網(wǎng) 絡(luò) 虛 擬 化 ： 將 網(wǎng) 絡(luò) 的 硬 件 和 軟 件 進(jìn) 行 整 合 ， 想 用 戶 提 供 虛 擬 網(wǎng) 絡(luò) 連 接 的 技 術(shù) ，VLAN / VPN / VRF / IRF / VDC等 ， 后 面 將 詳 細(xì) 討 論 ；n 存 儲(chǔ) 虛 擬 化 ： 為 物 理 存 儲(chǔ) 設(shè) 備 提 供 一 個(gè) 抽 象 邏 輯 視 圖 ， 用

4、 戶 通 過 這 個(gè) 統(tǒng) 一 的 邏 輯 接 口來 訪 問 被 整 合 的 存 儲(chǔ) 資 源 ， RAID / NAS / SAN。n 軟 件 虛 擬 化 ： 應(yīng) 用 虛 擬 化 、 高 級 語 言 虛 擬 化 （ JAVA/JRE） ；n 桌 面 虛 擬 化 ： 將 個(gè) 人 桌 面 環(huán) 境 保 存 在 遠(yuǎn) 端 服 務(wù) 器 上 ， 終 端 與 桌 面 解 除 耦 合 ； 5 虛擬化： 服務(wù)器虛擬化 EVB融合架構(gòu)： CEE FCoE 6 服務(wù)器虛擬化的基本概念 虛 擬 化 前 :每 臺(tái) 主 機(jī) 一 個(gè) 操 作 系 統(tǒng) ；軟 件 硬 件 緊 密 地 結(jié) 合 ；在 同 一 主 機(jī) 上 運(yùn) 行 多

5、 個(gè) 應(yīng) 用 程 序 通 常 會(huì)遭 遇 沖 突 ；系 統(tǒng) 的 資 源 利 用 率 低 ；硬 件 成 本 高 昂 而 且 不 夠 靈 活 ； 虛 擬 化 后 :解 除 了 操 作 系 統(tǒng) 和 服 務(wù) 器 硬 件 的 互 相 依 賴 ；每 個(gè) 虛 擬 機(jī) （ 邏 輯 服 務(wù) 器 ） 被 封 裝 成 一 個(gè) 大文 件 ， 可 拷 貝 /克 隆 ；個(gè) 系 統(tǒng) 間 邏 輯 隔 離 ， 故 障 隔 離 ；虛 擬 機(jī) 獨(dú) 立 于 硬 件 , 可 在 其 他 服 務(wù) 器 上 運(yùn) 行 ；借 助 虛 擬 化 軟 件 在 一 臺(tái) 物 理 服 務(wù) 器 上 運(yùn) 行 多 個(gè) 操 作 系 統(tǒng) ； 7 服務(wù)器虛擬化的兩個(gè)術(shù)

6、語n 在 虛 擬 化 中 有 兩 個(gè) 常 用 的 術(shù) 語 ： Virtual Machine 、 virtual machine monitorn Virtual Machine（ VM） 是 指 運(yùn) 行 在 Hypervisor之 上 ， 擁 有 CPU、 IO、 內(nèi) 存 等 虛 擬硬 件 資 源 并 可 支 撐 操 作 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 的 一 個(gè) 完 整 的 系 統(tǒng) 平 臺(tái) 。n virtual machine monitor（ VMM） 或 叫 做 Hypervisor， 是 支 持 虛 擬 機(jī) 運(yùn) 行 的 軟 件平 臺(tái) ， 負(fù) 責(zé) 虛 擬 機(jī) （ VM） 的 托 管 和 管 理 ， 它

7、 直 接 運(yùn) 行 在 服 務(wù) 器 硬 件 上 ， 因 此 其 實(shí) 現(xiàn)直 接 受 底 層 體 系 機(jī) 構(gòu) 的 約 束 。n VMM， 有 兩 種 典 型 的 實(shí) 現(xiàn) ：n 主 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 方 案 （ hosted） ， 也 叫 做 主 機(jī) 虛 擬 化 ， 實(shí) 現(xiàn) ： VMware Server (GSX)、 VMware Workstation、 VMware FusionMicrosoft Virtual PC 、 Microsoft Virtual Servern 裸 金 屬 實(shí) 現(xiàn) 方 案 （ bare-metal ） ,也 叫 做 裸 金 屬 虛 擬 化 ， 實(shí) 現(xiàn) ：VMware ES

8、X ServerCitrix XenServerMicrosoft Hyper-V 當(dāng) 前 市 場 上 的 主 流 產(chǎn) 品 8 服務(wù)器虛擬化的典型實(shí)現(xiàn) nVMM 作 為 一 個(gè) 應(yīng) 用 程 序 運(yùn) 行 在 通 用 操 作系 統(tǒng) 之 上 ， 操 作 系 統(tǒng) 管 理 資 源 。n多 個(gè) 虛 擬 機(jī) 的 OS間 相 互 獨(dú) 立 ， 一 個(gè) 虛 擬機(jī) 宕 機(jī) 不 影 響 其 他 虛 擬 機(jī) 。n操 作 系 統(tǒng) 支 持 的 硬 件 ， 虛 擬 機(jī) 就 能 支 持 。n性 能 低 。 nVMM 負(fù) 責(zé) 硬 件 資 源 的 管 理 。nVM應(yīng) 用 層 、 VM內(nèi) 核 、 Hypervisor處 于 不同

9、的 CPU特 權(quán) 等 級n多 個(gè) 虛 擬 機(jī) 的 OS間 相 互 獨(dú) 立 ， 一 個(gè) 虛 擬機(jī) 宕 機(jī) 不 影 響 其 他 虛 擬 機(jī) 。n處 理 性 能 高 ， 接 近 非 虛 擬 化 運(yùn) 行 模 式 ；VMM（ 虛 擬 化 軟 件 ）Application ApplicationOS OS 一個(gè)虛擬機(jī)一個(gè)虛擬機(jī) 主機(jī)虛擬化的結(jié)構(gòu) Application ApplicationVMM（ 虛 擬 化 軟 件 ）OS OS一個(gè)虛擬機(jī) 一個(gè)虛擬機(jī)裸金屬虛擬化的結(jié)構(gòu) 9 CPU演進(jìn)：單核雙核四核八核 雙 核 四 核四 核 八 核 n 每 核 運(yùn) 行 1.5個(gè) 虛 擬 機(jī) （ 該 比 例 是 Int

10、el提 出 的 虛 擬 機(jī) SLA限 制 條 件 ， 即 運(yùn) 行 于 滿 負(fù) 載 機(jī) 器之 上 的 所 有 作 業(yè) 的 完 成 時(shí) 間 不 應(yīng) 超 過 其 在 空 載 機(jī) 器 上 單 個(gè) VM 中 運(yùn) 行 所 需 時(shí) 間 的 1.4 倍 ） ；n 裝 備 1個(gè) 8核 CPU的 服 務(wù) 器 可 運(yùn) 行 12個(gè) 虛 擬 機(jī) 10 動(dòng) 態(tài) 遷 移運(yùn) 行 中 的 VM可 實(shí) 現(xiàn) 動(dòng) 態(tài) 遷 移 到 不同 物 理 及 的 虛 擬 平 臺(tái) 上分 區(qū)在 單 一 物 理 服 務(wù) 器 上 同 時(shí) 運(yùn) 行多 個(gè) 虛 擬 機(jī) 隔 離在 同 一 服 務(wù) 器 上 的 虛 擬 機(jī) 之 間相 互 隔 離封 裝整 個(gè) 虛

11、擬 機(jī) 都 保 存 在 文 件 中 ， 而 且可 以 通 過 移 動(dòng) 和 復(fù) 制 這 些 文 件 的 方式 來 移 動(dòng) 和 復(fù) 制 該 虛 擬 機(jī)服務(wù)器虛擬化的關(guān)鍵特性 11 虛 擬 層虛 擬交 換 機(jī)CPU虛 擬 化內(nèi) 存虛 擬 化存 儲(chǔ) 資 源虛 擬 化傳 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 中 心 視 圖 虛 擬 架 構(gòu) 視 圖Operating SystemExchangeOperating System虛 擬 化 層Operating SystemVPNOperating System 虛 擬 化 層 Operating SystemFile/PrintOperating System虛 擬 化 層Ope

12、rating SystemCRMOperating System 虛 擬 化 層 服務(wù)器虛擬化的對傳統(tǒng)IT架構(gòu)的改變 12 虛 擬 化 層虛 擬交 換 機(jī)CPU虛 擬 化內(nèi) 存虛 擬 化存 儲(chǔ) 資 源虛 擬 化服務(wù)器虛擬化的對傳統(tǒng)IT架構(gòu)的改變 13 服務(wù)器虛擬化的關(guān)鍵特性 動(dòng)態(tài)遷移SAN、 iSCSI或 NASn 動(dòng) 態(tài) 遷 移 可 在 X86架 構(gòu) 的 VMWARE ESX上 實(shí) 現(xiàn) ， 也 可 以 在 IBM P6 小 型 機(jī) 上 實(shí) 現(xiàn) ；n 在 不 中 斷 服 務(wù) 的 情 況 下 ， 將 VM遷 移 到 其 他 的 物 理 服 務(wù) 器 上 ；n 可 用 在 災(zāi) 備 、 資 源 調(diào)

13、 整 、 服 務(wù) 器 維 護(hù) 等 場 合 ；n 實(shí) 現(xiàn) 遷 移 的 服 務(wù) 器 必 須 在 一 個(gè) 二 層 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) ， VM的 GW在 相 同 設(shè) 備 上 ； 14 Intel Core Microarchitecture Enhanced Intel Core Microarchitecture Next Generation Intel MicroarchitectureXeon7500Xeon 5400Xeon 3300 FutureFutureFutureXeon 5300Xeon 7300Xeon 320065nm 45nm High-K2006-2007 2007-2008

14、2008-2010Dual Core 5100Dual Core 7200 Dual Core 3000 Intel VT FlexMigration Increased VM Mobility with VMwareFail-Over防 故 障Load Balance負(fù) 載 分 擔(dān)Disaster Recovery容 災(zāi)Server Maintenance服 務(wù) 器 維 護(hù) VM VM Intel CPU 對虛擬機(jī) VMotion 特性的支持 借 助 intel VT Flexmirgration 和 vmware ESX的 VMotion， 先 前 在 各 代 服 務(wù) 器間 實(shí) 時(shí) 遷 移

15、 虛 擬 機(jī) 的 障 礙 已 得 到 解 決 。 15 IBM P6/P7 CPU 支持“分區(qū)實(shí)時(shí)遷移” IBM System p 系 統(tǒng) 的 動(dòng) 態(tài) 分 區(qū) 遷 移 技 術(shù) ， 允 許 將 正 在 運(yùn) 行 的 生 產(chǎn) 應(yīng) 用 程 序 從 一 個(gè) 物 理服 務(wù) 器 移 動(dòng) 到 另 一 個(gè) 物 理 服 務(wù) 器 動(dòng) 態(tài) 分 區(qū) 遷 移 有 助 于 實(shí) 現(xiàn) 連 續(xù) 的 可 用 性 目 標(biāo) ：n通 過 動(dòng) 態(tài) 地 將 應(yīng) 用 程 序 從 一 個(gè) 服 務(wù) 器 移 動(dòng) 到 另 一 個(gè) 服 務(wù) 器 ， 減 少 計(jì) 劃 停 機(jī) 時(shí) 間 。n通 過 允 許 您 將 工 作 負(fù) 載 從 負(fù) 載 較 重 的 服

16、務(wù) 器 移 動(dòng) 到 具 有 空 閑 容 量 的 服 務(wù) 器 ， 可 以 應(yīng)對 不 斷 變 化 的 工 作 負(fù) 載 和 業(yè) 務(wù) 需 求 。n通 過 允 許 您 簡 單 地 整 合 工 作 負(fù) 載 ， 并 關(guān) 閉 不 使 用 的 服 務(wù) 器 ， 減 少 能 量 的 消 耗 。IBM P6/P7 CPU都 支持 “ 分 區(qū) 實(shí) 時(shí) 遷 移 ” ，類 似 與 VMWARE 的VMotion。“分 區(qū) 實(shí) 時(shí) 遷 移 ” 需 要服 務(wù) 器 部 署 在 同 一 個(gè)二 層 網(wǎng) 絡(luò) 中 。 16 虛擬化： 服務(wù)器虛擬化 EVB融合架構(gòu)： CEE FCoE 17 物 理 網(wǎng) 卡 虛 擬 交 換 機(jī) VSwi

17、tch虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡虛 擬 交 換 機(jī)虛 擬 化Server虛 擬 機(jī) 1 虛 擬 機(jī) 2 虛 擬 機(jī) 3 虛 擬 機(jī) 4虛 擬網(wǎng) 卡 虛 擬網(wǎng) 卡虛 擬網(wǎng) 卡虛 擬網(wǎng) 卡核 心 層匯 聚 層接 入 層 接 入 層 服務(wù)器虛擬化帶來網(wǎng)絡(luò)接入層的變化 18 傳統(tǒng)的VSwitch的問題 1 管理邊界問題 物 理 網(wǎng) 卡 虛 擬 交 換 機(jī) VSwitch虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡虛 擬 服 務(wù)器 邊 界物 理 服 務(wù)器 邊 界二 層 網(wǎng)絡(luò) 邊 界這 部 分 由 服 務(wù) 器 管

18、理 員 負(fù) 責(zé) 運(yùn) 維 。這 部 分 由 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 員 負(fù) 責(zé) 運(yùn) 維 。 這 部 分 由 誰 負(fù) 責(zé) 運(yùn) 維 ？ 物 理 服 務(wù) 器 中 的 邏 輯 網(wǎng) 絡(luò) 由 誰 管 ？ 相 似 的 情 況 ： 刀 片 服 務(wù) 器 中 的 交 換 機(jī)模 塊 由 誰 管 ？ Server-to-network edge 是 當(dāng) 前 數(shù)據(jù) 中 心 技 術(shù) 發(fā) 展 的 熱 點(diǎn) ， 融 合 、 IO/虛 擬 化 是 熱 點(diǎn) 的 兩 個(gè) 主 題 ； 其 實(shí) ， EVB / FCOE / CEE ， 都 是 在討 論 邊 界 上 的 技 術(shù) 問 題 ； 19 傳統(tǒng)的VSwitch的問題 2 VM流量監(jiān)管問題

19、物 理 網(wǎng) 卡 VSwitch虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡n從 虛 擬 機(jī) 到 物 理 服 務(wù) 器 之 外 的 流 量 可 以 通過 交 換 機(jī) 鏡 像 、 網(wǎng) 流 分 析 設(shè) 備 進(jìn) 行 監(jiān) 控 ；n虛 擬 機(jī) 之 間 的 流 量 無 法 進(jìn) 行 監(jiān) 控 ；n也 有 將 虛 擬 交 換 機(jī) 軟 件 進(jìn) 行 改 進(jìn) ， 以 實(shí) 現(xiàn)流 量 監(jiān) 控 或 鏡 像 的 方 式 ， 但 這 種 方 式 需 要消 耗 過 多 的 CPU資 源 ?？?監(jiān) 控 的 服 務(wù) 器 流 量不 可 監(jiān) 控 的 服 務(wù) 器 流 量 20 物 理 網(wǎng) 卡 VSwitc

20、h虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 傳統(tǒng)的VSwitch的問題 3 服務(wù)器訪問控制n數(shù) 據(jù) 中 心 服 務(wù) 器 之 間 采 用 了 矩 陣 式的 訪 問 控 制 策 略 。n不 同 的 虛 擬 機(jī) 之 間 需 要 通 過 ACL實(shí)現(xiàn) 訪 問 控 制 ；n傳 統(tǒng) 的 VSwitch 實(shí) 現(xiàn) ACL需 要 消 耗CPU資 源 ， 對 服 務(wù) 器 性 能 有 影 響 ；n安 全 策 略 與 VM的 遷 移 緊 綁 定 問 題 需解 決 ； 21 EVB實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的邊緣接入控制Virtual Ethernet Bridge(VEB) Virtual E

21、thernet Port Aggregation (VEPA)也 稱 Basic VEPA Multichannel Remote ReplicationMAC+VID to steer frames MAC+VID to steer frames uses tag for remote ports uses tag to replicate packets 仿 真 802.1橋 功 能已 有 實(shí) 現(xiàn)(vSwitch, SR-IOV bridge)與 現(xiàn) 有 網(wǎng) 絡(luò) 可 配 合 運(yùn) 行無 需 修 改 當(dāng) 前 報(bào) 文 格 式有 限 的 可 視 性 (不 易 管 理 )有 限 的 網(wǎng) 絡(luò) 功 能本

22、 地 轉(zhuǎn) 發(fā) 性 能 較 強(qiáng)Legacy, pervasive 修 改 802.1橋 功 能與 現(xiàn) 有 大 部 分 交 換 可 配 合 運(yùn) 行Hairpin方 式不 修 改 現(xiàn) 有 報(bào) 文 格 式 Full bridge visibility Access to bridge features Constrained performance Leverages VEB resources 利 用 Provider Bridge802.1Qbc功 能類 似 遠(yuǎn) 端 業(yè) 務(wù) 接 口 Remote Service Interface使 用 現(xiàn) 有 報(bào) 文 格 式 (S-tags).創(chuàng) 建 橋 虛 擬

23、 端 口定 義 受 控 SComponent組 件 Access to bridge features Adjacent bridge multicastreplication (性 能 有 限 ) 擴(kuò) 展 Multichannel可 外 部 級 聯(lián)定 義 新 的 tag format Defines new name space 22 HP/3COM 802.1Qbg 的解決方案 MAC/PHY虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡VMMVM1 VM2 VM3VEPA以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī)Virtual Ether Port Aggragation

24、 方 案 ：n 現(xiàn) 在 的 交 換 機(jī) 只 要 稍 做 驅(qū) 動(dòng) 修 改 就 可 支 持 這 種模 式 ； 原 來 的 VSwitch變 成 了 VEPA， 但 還 是CPU處 理 ， 性 能 有 一 定 限 制 ；n 在 物 理 網(wǎng) 絡(luò) 上 實(shí) 現(xiàn) 了 流 控 和 安 全 控 制 ；n 物 理 服 務(wù) 器 邊 界 也 是 網(wǎng) 管 邊 界 ；實(shí) 現(xiàn) 流 量 監(jiān) 控 、安 全 控 制物 理 服 務(wù)器 邊 界 虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡VMMVM1 VM2 VM3以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 流 量 監(jiān) 控 、 安 全 控 制物 理 服 務(wù)器

25、邊 界 虛 擬 網(wǎng) 卡VM3VSwitchVEPA多 通 道 標(biāo) 簽 處 理 模 塊MAC/PHY多 通 道 標(biāo) 簽 處 理 模 塊Mutil-Channel 方 案 ：n 可 同 時(shí) 支 持 軟 /硬 VSwitch、 VEPA，n 需 要 升 級 網(wǎng) 卡 和 接 入 層 交 換 機(jī) 支 持 Q-IN-Q；n 在 物 理 網(wǎng) 絡(luò) 上 實(shí) 現(xiàn) 了 流 控 和 安 全 控 制n 物 理 服 務(wù) 器 邊 界 也 是 網(wǎng) 管 邊 界 ；物 理 網(wǎng) 卡物 理 網(wǎng) 卡 23 CISCO 的 802.1Qbh 解決方案虛 擬 化 之 后 的 服 務(wù) 器虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡 虛 擬 網(wǎng) 卡VMM

26、VM1 VM2 VM3 以 太網(wǎng) 交換 機(jī)實(shí) 現(xiàn) 流 量 監(jiān) 控 、安 全 控 制 虛 擬 網(wǎng) 卡VM3VSwitchVEPAM標(biāo) 簽 處 理 模 塊 （ 標(biāo) 簽 復(fù) 制 ）MAC/PHY M標(biāo) 簽 處 理 模 塊M標(biāo) 簽 處 理 模 塊 （ 標(biāo) 簽 復(fù) 制 ） 非 虛 擬 化的 服 務(wù) 器MAC/PHY物 理 網(wǎng) 卡物 理 網(wǎng) 卡 操 作系 統(tǒng) 非 虛 擬 化的 服 務(wù) 器MAC/PHY物 理 網(wǎng) 卡 端 口 擴(kuò) 展 FEXn為 解 決 多 通 道 技 術(shù) 多 播 轉(zhuǎn) 發(fā) 的 復(fù) 雜 性 ， 提出 了 端 口 擴(kuò) 展 技 術(shù) ；n端 口 擴(kuò) 展 技 術(shù) 實(shí) 現(xiàn) 了 M部 件 ， 專 用 于

27、對 多播 報(bào) 文 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 發(fā) ； M部 件 增 加 對 多 播 tag的 添 加 和 刪 除 ； 操 作系 統(tǒng) 24 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案的比較n 802.1Qbg： 目 標(biāo) 是 定 義 EVB的 基 本 功 能 ；VEPA及 其 multi-channel是 由 HP、 3COM、 IBM、 Broadcom、 Qlogic、emulex等 公 司 支 持 發(fā) 起 確 定 的 IEEE標(biāo) 準(zhǔn) ， 將 2011年 初 成 為 正 式 標(biāo) 準(zhǔn) ；協(xié) 議 定 義 了 虛 擬 機(jī) VMM以 及 交 換 機(jī) 對 來 自 VM的 報(bào) 文 的 處 理 方 式 ， 將 VM的流 量 牽 引 到 交 換 機(jī) 上

28、 做 轉(zhuǎn) 發(fā) 、 監(jiān) 管 、 安 全 控 制 ， 然 后 在 送 回 到 VM。該 協(xié) 議 明 確 了 服 務(wù) 器 管 理 邊 界 、 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 邊 界 。n 802.1Qbh： 目 標(biāo) 是 定 義 端 口 擴(kuò) 展 ；CISCO主 導(dǎo) 的 802.1Qbh， 預(yù) 計(jì) 在 2012年 成 為 正 式 標(biāo) 準(zhǔn) ； 該 協(xié) 議 定 義 了 新 的 以 太 網(wǎng) 報(bào) 文 格 式 （ 增 加 了 M-TAG） ， 一 組 M-tag代 表 一組 端 口 ， 用 于 遠(yuǎn) 端 的 部 件 進(jìn) 行 報(bào) 文 的 復(fù) 制 （ 多 播 ） 。n 這 兩 個(gè) 標(biāo) 準(zhǔn) 不 沖 突 ， Qbg實(shí) 現(xiàn) VM之 間 交

29、換 的 基 本 功 能 ， 可 以 借 助Qbh提 高 多 播 的 處 理 性 能 ； Qbh可 以 單 獨(dú) 實(shí) 現(xiàn) ， 但 對 硬 件 有 特 殊 要 求 ； 25 虛擬化： 服務(wù)器虛擬化 EVB融合架構(gòu)： CEE FCoE 26 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)HPC LAN SAN 傳 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 中 心 網(wǎng) 絡(luò) 的 問 題 ：n 分 離 的 多 套 網(wǎng) 絡(luò)n 服 務(wù) 器 多 IO接 口n 多 套 機(jī) 房 布 線 以 太 網(wǎng)高 性 能 計(jì) 算 網(wǎng)存 儲(chǔ) 網(wǎng) 27 發(fā)展趨勢IO 整合操 作 系 統(tǒng)I/O I/O I/O I/O I/O I/OLAN TCP/UDP/IP SANiSCSCI

30、-TCPSCSCI-FC HPCRDMAiWARP以 太 網(wǎng) 以 太 網(wǎng)FC 以 太 網(wǎng)InfinibandLAN應(yīng) 用 存 儲(chǔ)應(yīng) 用 HPC應(yīng) 用 操 作 系 統(tǒng)LANTCP/UDP/IP SANiSCSCI-TCPSCSCI-FC HPCRDMAiWARP增 強(qiáng) 以 太 網(wǎng)LAN應(yīng) 用 存 儲(chǔ)應(yīng) 用 HPC應(yīng) 用增 強(qiáng) 以 太 網(wǎng)FC HBANICFC HBANIC FC流 量FC流 量Enet流 量Enet流 量 CNA FC流 量 和Enet流 量CNA FC流 量 和Enet流 量 CAN： Converged Network Adapter 28 IO 整合帶來的收益 簡化管理、

31、節(jié)能、降成本LAN SAN A SAN B LAN SAN A SAN BEthernetFCCEEn FIP（ FCoE Initialization Protocol ） 協(xié) 議 報(bào) 文 ， 用 于 發(fā) 現(xiàn)支 持 FCOE的 VLAN， 建 立 和 維 護(hù) FCoE虛 鏈 路 的 協(xié) 議 。Ethtype = 0 x8906 ; Fiber Channel PayloadEthernet Header FCoE Header FC Header CRC EOF FCS普 通 以 太 幀 ， 12字 節(jié) (MAC)+4字 節(jié) (vlan tag)FCOE報(bào) 頭 ， 16字 節(jié)原 有 的 FC

32、報(bào) 頭 ， 24字 節(jié)FC報(bào) 文 最 多 2112字 節(jié) 4字 節(jié) 4字 節(jié)4字 節(jié) 48 FC-BB-5（FCOE）標(biāo)準(zhǔn)中的一些術(shù)語n VN_PORT： Virtual N_Port， 物 理 N_PORT可 以 實(shí)現(xiàn) 多 實(shí) 例 ， 每 個(gè) 實(shí) 例 即 VN_PORT；n VF_PORT： Virtual F_Port;n VE_PORT： Virtual E_Port;n FCOE_LEP： 實(shí) 現(xiàn) FC報(bào) 文 到 FCOE報(bào) 文 的 封 裝 、 解 封 裝 、 FCOE報(bào) 文 發(fā) 送 、 接 收的 組 件 ；n FCOE_Controler： 實(shí) 現(xiàn) FIP協(xié) 議 的 組 件 ；

33、49 FCOE 架構(gòu)模型 nENode是 服 務(wù) 器 CNA的 實(shí) 現(xiàn) 模 型 ， FCF（ FCOE Forwarder） 是 FC Switch的 實(shí) 現(xiàn) 模 型 ；n在 FC中 ， 兩 個(gè) FC設(shè) 備 間 是 點(diǎn) 對 點(diǎn) 連 接 ， 而 在 Ethernet網(wǎng) 絡(luò) 中 ， 兩 臺(tái) FC設(shè) 備 可 以 通 過 廣 播 鏈 路連 接 。 FCOE用 虛 鏈 路 代 替 FC網(wǎng) 絡(luò) 的 物 理 鏈 路 ；nFCOE的 虛 鏈 路 通 過 鏈 路 兩 端 FCOE_LEP (Link End-Point) 的 MAC地 址 進(jìn) 行 標(biāo) 識(shí) ； 50 FCOE 報(bào)文的尋址和轉(zhuǎn)發(fā)過程n 存 儲(chǔ) 陣

34、 列 上 的 FC N_Port發(fā) 送 出 FC幀 ， 其 目 的 地 址 為 1.1.1， 源 地 址 為 7.1.1。 n Domain ID為 7的 FC交 換 機(jī) 收 到 報(bào) 文 后 ， 查 表 ， 將 其 轉(zhuǎn) 發(fā) 到 路 徑 最 短 的 端 口 ；n Domain ID為 3的 FCOE交 換 機(jī) 收 到 報(bào) 文 后 ， 發(fā) 現(xiàn) 該 報(bào) 文 需 要 通 過 以 太 網(wǎng) 絡(luò) 傳 送 ， 便 將 FC報(bào) 文 封 裝 在 以太 報(bào) 文 中 ， 該 以 太 報(bào) 文 的 目 的 MAC地 址 B（ 接 收 方 交 換 機(jī) 的 FCoE實(shí) 體 的 MAC地 址 ） ， 源 MAC地 址 A（ 發(fā)

35、 送 方 交 換 機(jī) 的 FCoE實(shí) 體 的 MAC地 址 ） ；n FCoE報(bào) 文 到 達(dá) FCoE實(shí) 體 的 MAC地 址 為 B的 交 換 機(jī) 后 ， 交 換 機(jī) 檢 查 FC報(bào) 文 中 的 D_ID在 自 身 的 Domain范 圍 內(nèi) ， 使 用 新 的 目 的 MAC地 址 C（ 主 機(jī) 的 MAC地 址 ） 和 新 的 源 MAC地 址 B對 報(bào) 文 進(jìn) 行 重 新 封 裝 ， 并從 相 應(yīng) 的 端 口 發(fā) 送 ；n MAC地 址 為 C的 CNA收 到 FCoE報(bào) 文 ；n MAC地 址 是 逐 跳 變 化 的 ， FCID是 端 到 端 的 ； 51 FCoE網(wǎng)絡(luò)組成與需求

36、 Server ServerServer ServerEthernet Traffic Fibre Channel Traffic Fibre Channel SwitchFCoE Switch (FCF) FCoE Switch (FCF)Transit Switch角 色 功 能 描 述 特 性 要 求 Transit Switch 10GE以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) ；透 明 的 轉(zhuǎn) 發(fā) 以 太 網(wǎng) 報(bào) 文 ， 并 保 證 FCoE報(bào) 文無 丟 包 。FIP Snooping （ 增 強(qiáng) 安 全 性 ） CEE Priority-based Flow Control (PFC) 802.1Q

37、bbEnhanced Transmission Selection (ETS) 802.1QazData Center Bridging Exchange (DCBX) Protocol 802.1QazFuture： Congestion Notification 802.1Qau n 接 入 層 交 換 機(jī) 支 持 CEE特 性 （ 如 PFC） ，保 障 FCOE報(bào) 文 不 丟 包 ；n FCOE報(bào) 文 從 服 務(wù) 器 CNA網(wǎng) 卡 發(fā) 出 ， 在 接入 交 換 機(jī) 上 終 結(jié) ； n 從 服 務(wù) 器 CNA發(fā) 出 的 非 FCOE報(bào) 文 ， 在 接入 交 換 機(jī) 上 按 正 常 報(bào) 文

38、 轉(zhuǎn) 發(fā) ；n 接 入 交 換 機(jī) 上 的 FCOE代 理 模 塊 對 ENODE發(fā) 起 的 FIP、 FLOGI和 FCOE數(shù) 據(jù) 報(bào) 文 做 相 應(yīng)的 處 理 ； 接 入 層 交 換 機(jī) 53 接入交換機(jī)上的VLAN 劃分 CNA Ethernet Fabric FC Fabric ENODE L2 SW NPV NP_PORTFIP VLAN (UNTAG)SAN VLAN (TAG)DATA VLAN (TAG) ETH 1/0/1 Eth 1/0/10 Eth 1/0/10 ETH 1/0/1 SERVERCNAL2 SW NPV FIP VLAN (UNTAG)SAN VLAN

39、(TAG)DATA VLAN (TAG) Eth 1/0/10 ETH 1/0/1 SERVERCNA 要 求 Server側(cè) 網(wǎng) 卡 提 前 配 置 好 LAN VLAN id， 并 支 持 LAN數(shù) 據(jù) 流 量 攜 帶 VLAN TAG進(jìn) 行 發(fā) 送 ；可 采 用 以 服 務(wù) 器 接 入 端 口 缺 省 PVID為 Sever的 LAN id的 方 案 。 由于 FIP VLAN Discovery報(bào) 文 也 屬 UNTAG， 為 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 報(bào) 文 與 協(xié)議 報(bào) 文 的 分 離 ， 可 將 FIP VLAN部 署 到 protocol-vlan中 。 54 H3C S5820X L

40、SW1FC4P0 接口卡介紹n LSW1FC4P0接 口 卡 提 供 4個(gè) SFP+端 口 ， 可 以 支 持 10G SFP+模 塊 和 8/4/2G FC模 塊 。 接 口 卡 支 持 完 整 的 FCoE協(xié) 議 棧 和 必 須 的 FC協(xié) 議 棧 。n S5820X系 列 萬 兆 以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) +LSW1FC4P0接 口 卡 ， 可 以 幫 助 用 戶 實(shí) 現(xiàn) 簡單 的 和 低 成 本 的 接 口 融 合 。n 服 務(wù) 器 不 需 要 同 時(shí) 配 置 以 太 網(wǎng) 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 卡 （ NIC） 和 光 纖 通 道 主 機(jī) 總 線 適 配 器(HBA)， 只 需 要 配 置 一 個(gè) 統(tǒng) 一 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 (CNA)， 即 可 同 時(shí) 接 入 以 太 網(wǎng) 網(wǎng) 絡(luò) （ LAN）和 存 儲(chǔ) 區(qū) 域 網(wǎng) 絡(luò) （ SAN） 。 55 FCOE方案實(shí)現(xiàn)的三階段 NPIV FCF on Top of Rack FCF on Chassis (DC wide FCOE) LAN FC-SANCEE NPIV LAN FC-SANFCOE/FCF LAN FC-SANFCOE/FCF 杭 州 華 三 通 信 技 術(shù) 有 限 公 司