FCoE能否成為贏家？

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2009年6月，T11技術委員會終于將FCoE（Fibre Channel over Ethernet）標準作為一項ANSI標準正式提交給了INCITS（國際信息技術標準委員會）審核，并有望在近期得到批準。盡管FCoE離成為最終標準還差最后一步，但已基本沒有懸念。

FCoE的出現一直被業(yè)界看好，被認為是將徹底顛覆存儲網絡架構目前的格局，成為未來主導的存儲傳輸協議。由于FCoE協議是在以太網上傳輸FC封裝的協議，因此，增強型以太網（Converged Enhanced Ethernet，CEE）是其中最重要的相關部分。CEE是采用FC特性的以太網，可傳輸FCoE存儲數據、數據中心應用系統(tǒng)和集群。CEE是一種無損以太網（Lossless Ethernet），其能夠無損地傳輸FCoE數據。據介紹，目前，CEE使用三個優(yōu)先級組，包括IPC、LAN和WAN。

以太網和光纖通道的有機結合

FCoE的出現源自人們希望將目前大規(guī)模應用的以太網和光纖通道相結合的想法。兩者的結合將給數據中心帶來減少設備數量、充分利用光纖通道、存儲集中化等好處。FCoE給大型企業(yè)數據中心帶來的好處則非常明顯，因為大型企業(yè)每年都投資數十億美元用于光纖通道存儲，因此，能夠在10Gbps的增強以太網中充分利用光纖通道是一個非常誘人的想法。應該說，將以太網和光纖通道結合是偉大的、令人激動的。

FCoE還能夠幫助完成光纖SAN在高速短距網絡中的應用，比如在數據中心外圍中常見的刀片式服務器背板和虛擬化服務器。

FCoE的概念很簡單，就是將光纖通道架構運行于10Gbps增強型以太網（CEE）上，從而形成融合網絡，其特點包括: FC數據幀依舊，沒有任何改變，并使用相同的名稱; 以太網需要更大的數據幀（Jumbo Frames），應大于1500 bytes; 以太網必須變成無丟失的、保證傳輸完整的存儲數據。FCoE是比iSCSI包頭少但比FC要多的一種封裝協議，封裝協議并不替換存儲接口，比如FC或SCSI。FCoE可減少服務器和交換機端口數，減少線纜和電力消耗，增加鏈路使用效率。同時，由于使用10Gbps的CEE，其傳輸速度高。

FCoE并不適用于所有情況，通常一個小規(guī)模的、只使用以太網的存儲環(huán)境不需要FCoE所帶來的連通性能的提升。但對于使用光纖通道的用戶來說，FCoE能夠使光纖通道存儲滲透到數據中心的每個角落。

達到這種應用水平需要兩個相關的協議: 首先是FCoE本身，一種令本地光纖通道架構運行在以太網上的傳輸標準; 第二個是增強型以太網（CEE），FCoE需要通過以太網來傳輸光纖通道。

FCoE標準使光纖通道通過數據鏈路層橋域運行在多個增強型以太局域網段之間，通過保持跨越10Gbps增強型以太網段的多個邏輯光纖通道SAN，從而支持SAN管理域。FCoE標準不會造成光纖通道的任何性能損失，也不會改變其架構。

增強型以太網，又稱為融合增強型以太網（CEE）、數據中心以太網（Data Center Ethernet）或數據中心橋（Data Center Bridging，DCB），用本地數據鏈路層以太網取代了TCP/IP網絡層協議。傳統(tǒng)的以太網經常有網絡阻塞、延遲和丟幀現象，不適合在光纖通道傳輸中使用，但10Gbps增強型以太網通過放棄了TCP/IP達到了“無損（lossless）”網絡的目的。

“無損”的網絡環(huán)境是優(yōu)先級流量控制（Priority Flow Control）、日程調度（ETS）和FCoE協議應用的前提（同時也是阻塞管理的前提，雖然也很誘人，但對于FCoE不是必要的）。而這些則是使光纖通道架構直接在10Gbps以太網段上運行，同時不損失任何性能的必要條件。

FCoE與數據中心

目前融合網絡適配器（Converged Network Adapters，CNA）還處在企業(yè)內部測試狀態(tài)?？蛻魧CoE最大的希望是緩解數據中心越來越緊張的計算環(huán)境，將其與SAN相連接。FCoE將可能在數據中心計算環(huán)境中擴展和平衡現有的光纖通道資源。

與CEE一起，FCoE能夠為數據中心管理員提供以下方便:

● 使用現有的集中式存儲替代直連存儲（DAS）;

● 平衡光纖通道資源，這樣管理員就不再需要購買單獨的iSCSI SAN;

● 為高性能環(huán)境提供10Gbps速度的CEE。

某些高性能環(huán)境面臨的某些問題正好FCoE和CEE可以解決。這些問題包括需要在集中存儲中部署iSCSI SAN以消除直連存儲，以及大量復雜電纜和多余設備帶來的能耗。

這也是目前大部分FCoE相關研究的目標，在2009年，FCoE仍應用于上述外圍環(huán)境。隨著FCoE被證明越來越穩(wěn)定并形成正式標準，我們相信未來幾年內FCoE將會出現在數據中心的關鍵性應用上。而在少量企業(yè)率先使用以后，FCoE將會在一兩年里成為主流。2009年已出現了FCoE部署測試，預計2010年商業(yè)FCoE將會出現在數據中心的外圍應用中。

雖然會有很多組織上和預算上的挑戰(zhàn)，但是我們仍然相信在現有光纖通道SAN上進行集中化存儲的回報將大于付出。

1.在密集的服務器環(huán)境中使用集中化存儲

過去，位于數據中心外圍的刀片服務器和虛擬服務器一般使用DAS方式存儲數據; 而基于CEE和FCoE的集中以太網結構能夠帶來更大的帶寬、更高的速度以及連接光纖通道SAN的能力。將現有光纖存儲擴展到這些I/O密集的高性能環(huán)境中，能夠摒棄效率低下的DAS存儲，還能平衡現有的光纖存儲SAN，而無需購買iSCSI SAN。CEE還能夠改善I/O密集的環(huán)境，因為它能夠提供更大的帶寬和速度。

2.通過整合服務器降低設備復雜度和數據中心的改擴建

FCoE的另一個早期應用是幫助服務器和網絡整合。數據中心中典型的服務器集群通常有5～7個為其他網絡和冗余設備準備的I/O接口。FCoE和CEE能夠通過多協議切換和基于主機的CAN將端口統(tǒng)一起來，這樣大大減少網絡設備的數量、服務器到網絡的接口、以及連接不同集群的電纜。舉個例子來說，接口數量將可能降低至兩個10GbE端口、兩條電纜、兩個交換接口。

整合的另一個好處在于支持FCoE的CNA能夠提供光纖SAN連接的標準化方法，這將簡化物理架構及其支持。對于I/O互連性來說，整合以后將不再需要安裝光纖通道服務，因為所有的數據中心服務器都擁有了CNA，于是IT部門或者其他政策性部門可以隨時隨地使用光纖通道服務。

3.幫助提高數據中心能源效率

在數據中心中，整合和網絡統(tǒng)一還會減少與網絡和存儲相關的能源消耗。一般來說，網絡沒有存儲消耗的能源多。集中化結構減少了電纜數量、接口數量和冗余服務器數量，從而達到節(jié)省能源的目的。但通過使用FCoE擴展更多數據中心服務器的光纖通道存儲，減少了額外磁盤陣列的能耗，而這部分能耗相當可觀。用SAN集中化存儲取代多個DAS存儲和iSCSI陣列，能夠顯著地減少陣列對能源、空間及冷卻的需求。

4.一致的SAN連通

CNA使動態(tài)光纖通道SAN能夠在以太網服務中部署。這樣就無需在服務器上配置額外的光纖通道端口建立連接了。光纖通道的連通也能夠代替效率低下的DAS方式，簡化物理架構及其支持，減少為不同結構互相連接配備的大量復雜的設備，還可以使存儲管理員獲得高效的存儲資源管理方式，即光纖通道方式代替光纖通道+iSCSI和/或DAS方式。

雖然FCoE和CEE還沒有正式成為標準，但已經擁有了眾多廠商的支持和認可。不過標準也非常重要，這是深入整合和協同的關鍵。建立標準會令管理員們不僅在數據中心外圍的虛擬化和刀片服務器上信任FCoE和CEE，更能夠在數據中心核心環(huán)境中相信其能力。雖然標準還未正式制定，但已經吸引了足夠多的廠商和企業(yè)將商業(yè)產品帶給各位嘗鮮者，預計2010年FCoE和CEE將成為主流產品。目前市場上的FCoE設備供應商包括Brocade、Cisco、Emulex和QLogic，除此之外，大部分存儲和以太網廠商都參與了它的開發(fā)和集成。

與此同時，InfiniBand廠商還看到了基于高性能計算（HPC）的擴展機會。雖然僅有少數廠商參與，然而修改InfiniBand將更加容易得到審批，并且InfiniBand已經提供了很多CEE在未來將提供的無損環(huán)境。