NVMe-over-TCP ofrece flash superrápido sobre redes IP estándar


Mientras que la memoria flash súper rápida de NVMe ha traído velocidades de acceso a los medios de almacenamiento, NVMe-over-Fabrics se está extendiendo a implementaciones más amplias de centros de datos.

NVMe sobre tejidos en uso En las primeras etapas de su desarrollo, los clientes pueden conectarse al almacenamiento NVMe a través de PCIe RDMA (a través de Ethernet) y Fibre Channel.

Sin embargo, se ratificó un nuevo transporte a finales de 2018. Esto es NVMe-over-TCP que es muy atractivo para muchas empresas basadas en datos con cuellos de botella de memoria porque puede transportar NVMe a través de una red IP estándar.

NVMe-over TCP permite a las organizaciones proporcionar almacenamiento escalable sin tener que cambiar fundamentalmente su arquitectura de red y proporciona una latencia equivalente a la del almacenamiento tradicional conectado directamente.

Resumen: la ventaja de NVMe

La ​​especificación NVMe se desarrolló originalmente para proporcionar acceso a memoria flash robusta de alto ancho de banda y baja latencia. En comparación con protocolos anteriores como SAS y SATA tiene varias ventajas decisivas.

En particular, se proporcionan múltiples canales entre la CPU y la unidad flash, lo que representa un avance tremendo en los cuellos de botella causados ​​por el uso de SCSI en el corazón de SATA y SAS.

La versión 1.0 del protocolo NVMe se creó en 2008 cuando la memoria flash comenzó a reemplazar las unidades de disco mecánicas que eran más lentas y más propensas a errores. Actualmente, la memoria flash está conectada principalmente a las computadoras a través de SATA o SAS. La industria del almacenamiento se dio cuenta rápidamente de que esto afectaba la propuesta de valor general de Flash.

Para solucionar esto, se creó la especificación NVMe. La mayor ventaja sobre los protocolos anteriores era que NVMe estaba conectado a través del bus PCI Express (PCIe).

PCIe proporciona una conexión de alta velocidad y gran ancho de banda entre la CPU y componentes como tarjetas gráficas y memoria flash. Arquitectónicamente, proporciona varios carriles de E / S para la transmisión de datos y tiene un sofisticado sistema de colas que mitiga la degradación del rendimiento asociada con períodos de alta demanda de E / S.

A diferencia de las conexiones seriales más antiguas, el protocolo PCIe se comporta como una red que reenvía paquetes entre componentes y ejecuta una forma sofisticada de gestión del tráfico. Además, las unidades PCIe comparten un bus común para que los componentes puedan comunicarse directamente entre sí, reduciendo la latencia al copiar entre unidades.

¿Por qué TCP?

Aunque es posible conectar el flash NVMe a través de PCIe y distancias más largas para conectar el almacenamiento y los hosts a través de los diversos métodos de NVMe over-Fabric, como RDMA / Ethernet y Fibre Channel, esto proporciona el uso de TCP (Protocolo de control de transporte) es una alternativa potencialmente más barata y más flexible.

TCP en realidad data de finales de la década de 1970, y sus principios de diseño de sonido han asegurado su relevancia casi 50 años después. Básicamente, TCP es un protocolo tolerante a fallas para enviar datos a través de una red. Sobre todo, enfatiza la precisión sobre la velocidad desnuda.

Si un paquete se pierde o se daña, la implementación TCP de la computadora solicita una retransmisión. Si la congestión de la red hace que los paquetes lleguen en el orden incorrecto, TCP puede reorganizarlos.

TCP es uno de los pilares de la Internet moderna. Sin embargo, su naturaleza conservadora y conservadora lo hace muy adecuado para el mundo de los centros de datos donde la precisión y la confiabilidad son críticas.

NVMe fue diseñado teniendo en cuenta el rendimiento, mientras que TCP se centra en la precisión y la fiabilidad. En el contexto de NVMe-over-TCP, este último protocolo es responsable de facilitar la comunicación entre un cliente remoto y el controlador NVMe. Establece conexiones, define colas y encapsula datos.

NVMe-over-TCP Business Base

NVMe-over-TCP satisface muchas necesidades importantes de almacenamiento para usuarios empresariales con uso intensivo de datos. La velocidad inherente del almacenamiento NVMe permite un acceso rápido y de baja latencia a una memoria flash resistente que refleja el rendimiento de un almacenamiento tradicional de conexión directa.

NVMe sobre TCP, sin embargo, se caracteriza por su implementación. con menores costos de adquisición y tiempos de configuración que los esquemas de red NVMe de la competencia.

NVMe-over-TCP no requiere extensiones, hardware o software adicionales. En cambio, utiliza el protocolo TCP omnipresente que está garantizado para admitir su infraestructura existente (por ejemplo, conmutadores y NIC ). Esto significa que el costo inicial de capital se limita a las unidades y los controles, así como al tiempo humano requerido para implementarlos en el contexto de una red existente.

Esta simplicidad significa que administrar NVMe sobre TCP cuesta costos mínimos de capital humano en curso. No necesita contratar a un consultor con experiencia en un dispositivo de red de nicho específico o pasar largas horas de trabajo administrando el sistema.

De hecho, el mayor talón de Aquiles de NVMe-over-TCP es probablemente su novedad inherente.

En consecuencia, no hay mucho ecosistema que rodee la tecnología y limite el acceso al soporte de terceros en caso de que lo necesite. Del mismo modo, la tecnología carece del verdadero conjunto de documentación, publicaciones de blog y tutoriales que tratan sobre tecnologías más antiguas. Entonces, el mayor riesgo con NVMe-over-TCP es que aquellos que eligen usarlo efectivamente lo hacen como primeros usuarios, al menos por ahora.

Productos NVMe sobre TCP

Startup israelí Lightbits es muy compatible con grandes reproductores de almacenamiento. Ofrece un producto de matriz basado en NVMe-over-TCP que proporciona capacidades avanzadas de administración de almacenamiento con LightOS en un hardware LightBox: aprovisionamiento delgado, compresión, trazado de líneas, privacidad, etc.

Toshiba ofrece su KumoScale NVMe a over-the-fabric Software de matriz que permite el transporte a través de TCP y RoCE.

Los proveedores como Mellanox, Kalray y Marvell tienen productos adaptadores que admiten NVMe-over-TCP.



Software trazabilidad de Cea Ordenadores