数据中心网络一直由数据和存储两大块组成,曾经几十年相互之间井水不犯河水,各自采用不同的网络技术并不断发展着。这期间,数据网络依赖的以太网技术得到突飞猛进发展,技术不断走向成熟,势头很猛,越来越不想和存储二分天下。论网络复杂性,存储网络简单至极,二层打通即可,不需要路由、环网和封装一些复杂协议,论市场份额,存储网络市场也不小,而且存储网络市场的利润要远高于数据网络,竞争也没有那么激烈。在这种情况下,做数据网络的总想将以太网技术渗透到存储网络中,逐渐替代掉存储网络技术。于是出现了利用以太网技术进行数据存储的技术,这种技术让客户可乐开了花,两网合一,从成本上可以极大降低,并且后期运维的成本也低,不用同时组建两只存储和数据网络运维团队。

客户有网络融合的需求是最大的推动力,不过实际是网络融合炒了十几年,动静并不大,我们看到了一些网络融合的例子,但仍不是主流,存储网络还是光纤通道技术的天下,融合网络的发展进入瓶颈期。出现这样的状况不难理解,虽然和存储技术相比,以太网技术更为普及和廉价,但以太网的网络并不是无损的,且延迟较大,这对存储网络是致命的缺陷,这也是最开始为什么要发展两套网络技术的根本原因。以太网技术提出了很多兼容技术,但除了便宜,其它方面都不如光纤通道技术,这让客户在存储网络上引入以太技术时有所顾忌。所以这些年,以太网技术先在存储网络中做渗透,比如:NAS存储和iSCSI存储,都是基于以太网技术的存储。到了现在,以太网存储在全球连网存储产品总出货量中所占比例早已超过了百分之五十,这些存储网络的优势就是价格低廉。不过,即便这样,客户依然要设计两套网络,没有真正的融合,于是FCoE技术出现了,FCoE是利用光传送系统让光纤通道指令在以太网上传送,而不是使用TCP/IP系统进行指令传送,真正将两张网融合在一起。FCoE曾被许多人寄望,希望它能将光纤通道挤出市场,但是直到目前,FCoE的发展还是没有达到市场期望。究其原因有三点:一是iSCSI抢了风头,虽然采用iSCSI使用了以太网技术,但并没有将数据和存储两张网合并,好处是网络结构清晰,方便管理;二是FCoE并没有实现承诺的成本节约,而且缺乏路由功能,仅有二层功能;三是FCoE流控处理的并不好,当收到流控帧时,占用端口缓存,对数据网络和存储网络数据均有影响,很难真正无丢包,而且FCoE是在原始存储报文上增加一层FCoE以太封装,使得有效载荷变短,传输效率降低。

以太网当然不会气馁,仍在不断做融合技术的研究,于是就出现了本文将要介绍的主人公:ESF。ESF(Ethernet Storage Fabric)以太网存储矩阵是当前最快、最高效的网络存储方式。它采用最好的交换机软硬件,充分利用以太网在速度、灵活性和成本效率上的优势,它拥有理想的外形规格,可提供存储所需的高性能、可扩展性、高可用性、智能性,同时简化管理,看了ESF的介绍瞬间觉得功能非常霸气。ESF依然是利用了以太网技术的高性能和低廉的价格,同时还兼顾智能化,支持块存储和文件存储,还支持对象存储,并且支持最新NVMe over Fabric阵列的存储互连。RDMA最近很火,就是ESF的最好体现,通过RDMA实现存储卸载,进而释放 CPU资源、提升性能,RDMA将网络融合真正推向了实践,不少的数据中心大户开始认真考虑RDMA,考虑ESF。除此之外,基于以太网的虚拟化、容器、软件定义、自动化的新技术,都可以通过ESF带到存储网络中来。实现存储感知并提供自动化、供应、安全、隔离,以及数据管理的智能。ESF真正打动数据中心的依然是成本优势,以太网技术的快速发展使得单位带宽下传输的数据越来越快,成本下降很快,以太网100G的端口造价比存储网络的8G端口造价还低,并且稳定,掌握以太网技术的人才数量也多,使得网络人才的支付成本更低,一般的数据中心都有数据网络的技术团队,但存储网络往往只有一两个人,或者没有,以太网运维的技术成熟度要高得多,运维的工作可以自动化。ESF借用了以太网矩阵EF的概念,在EF中,控制平面采用链路状态路由代替STP,而数据路径在二层提供等价多路径转发,无环路。与Fabric架构的控制平面相结合时,带宽扩展变得简单无比。EF将控制和管理平面从物理交换机扩展到Fabric架构中,可实现虚拟服务器环境的高效扩展而不限制虚拟机移动性,也不会导致潜在网络故障停机。现在数据中心数据网络中也在推广EF,并在很多大型网络中有部署,ESF继承了EF的所有特性,将这些特性最终应用到存储网络中。

要说到网络融合,直到ESF出现,才算真正拉开了网络融合的大幕,精彩表演即将开始。说是融合,其实是用以太网去替代光纤通道技术,传统光纤通道存储区域网络技术停滞不前,而以太网技术领域百花齐放,不断推陈出新,早期的技术缺陷早已克服,实现基于存储网络的高性能、最低延迟及零丢包率技术,这是ESF进军存储网络的基础。融合就是将EF一整套先进网络架构理念移入到存储网络中。当前,基于以太网的存储和FC存储各占用一半的市场空间,平分秋色,一旦ESF来了,很快会打破这种平衡,进一步压缩FC存储的市场空间,就连基于以太网的NAS和iSCSI存储都要遭殃,ESF要的是整个存储网络市场。

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