شبكات التخزين

يعد أمن البيانات وتخزين البيانات واستعادة البيانات من التحديات التي يجب أن تواجهها هذه الصناعات. باعتبارها بنية تحتية مهمة لشبكات تخزين مركز البيانات ، يجب أن تكون أنظمة كابلات الألياف الضوئية قادرة على دعم دورة حياة مدتها 15 عامًا على الأقل.

مع ظهور عصر التخزين All Flash Arrays ، يتم وضع متطلبات أداء أعلى على أنظمة الألياف البصرية. بالإضافة إلى أنظمة الألياف البصرية ذات الفقد المنخفض للغاية لدعم معدلات الشبكة الأعلى ومصفوفات الشبكة الأكثر تعقيدًا ، يجب تصميم كابلات الألياف الضوئية وتخطيطها وتقييمها باستخدام أدوات حاسبة لأداء الألياف البصرية الاحترافية.

I. خارطة طريق تطوير القنوات الليفية

شبكة التخزين هي نظام شبكة مخصص لتخزين البيانات والنسخ الاحتياطي ، والذي يربط صفائف التخزين (محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، والمحركات الميكانيكية ، والأشرطة) بالمضيفين (Unix minis ، وخوادم Linux ، وخوادم الكمبيوتر الشخصي) عبر الكابلات النحاسية أو الضوئية. يمكن تقسيم شبكات التخزين حسب البروتوكول إلى IP-SAN المستندة إلى IP و Ethernet-SAN المستندة إلى Ethernet و FC-SAN المستندة إلى القنوات الليفية. تستخدم FC-SAN التخزين على مستوى "الحظر" لسرعات قراءة وكتابة أسرع ، وتوافر وموثوقية أعلى ، وزمن وصول أقل ، وقابلية توسعة أسهل. وفقًا لتقرير السوق لعام 2017 الذي نشرته جمعية صناعة القنوات الليفية (FCIA) ، تمثل شبكات التخزين القائمة على القنوات الليفية حاليًا 80٪ من حصة السوق في سوق مراكز البيانات.

الشكل 1: رسم تخطيطي لشبكة المنطقة المحلية لمركز البيانات (LAN) وشبكة تخزين القنوات الليفية (FC-SAN)

تعد اللجنة الدولية لمعايير تكنولوجيا المعلومات INCITS (INCITS) جزءًا من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) ، واللجنة الفنية T11 مسؤولة عن تطوير المعايير الفنية للقناة الليفية ، وقد أصدرت اللجنة الفنية INCITS T11 الجيل الأول من الألياف 1G. بروتوكولات Channel (Fiber Chanel) منذ عام 1997 ، وقد تم إطلاق بروتوكولات جديدة بمعدل يتضاعف كل ثلاث إلى خمس سنوات. معايير تقنية القنوات الليفية (FC).

وفقًا لجمعية صناعة القنوات الليفية (FCIA) ، وهي منظمة دولية غير ربحية تعمل على تعليم سوق القنوات الليفية والترويج لها ، فإن 90٪ من مستخدمي المؤسسات في السوق يعتمدون حاليًا أجهزة الجيل الخامس 16GFC أو الجيل السادس 32GFC ذات القنوات الليفية ، وفقًا لدراسة السوق لعام 2017 الصادرة عن رابطة صناعة القنوات الليفية (FCIA).

يمكن تقسيم شبكات تخزين القنوات الليفية إلى جزأين ، أحدهما هو التوصيل البيني للمضيفين أو صفائف ومفاتيح التخزين ، والآخر هو الترابط بين المحولات الأساسية (الأساسية) والحافة (الحافة) ، والمعروفة أيضًا باسم Inter-Switch Link (ISL) ). باختصار ، هناك ثلاث تقنيات لزيادة معدلات نقل الشبكة ، أحدها هو زيادة عدد القنوات المادية وهو عدد نوى الألياف ، والآخر هو استخدام طرق تشفير أكثر تقدمًا والثالث هو إرسال المزيد من الأطوال الموجية على جهاز مادي واحد. الفيبر.

تم تقديم الجيل السادس من 128GFC إلى السوق في عام 2016 ويستخدم تقنية النقل الموازي ، مع 4 قنوات استقبال و 4 قنوات إرسال بسرعة 28.05 جيجابت / ثانية. تم تقديم الجيل السابع 64GFC إلى السوق في عام 2019 ويستخدم طريقة تشفير PAM4 الأكثر تقدمًا ، والتي تتيح سرعات أعلى على نفس ناقل الإشارة بمعدل 57.8 جيجابت / ثانية لكل قناة ، وبالتالي تقليل التأثير على الألياف. / s على نفس ناقل الإشارة ، مما يقلل من الحاجة إلى النوى المادية للألياف.

الجدول 1: خارطة طريق تطوير FC

ثانيًا. خارطة طريق FCoE

تشبه خريطة طريق FCoE خارطة طريق Ethernet ، مع 10G FCoE لمصفوفات المضيف والتخزين و 40G FCoE لوصلات التبديل البينية (ISLs) ، والتي ستتطور إلى 25G / 50G لمصفوفات المضيف والتخزين و 100 G / 200G / 400G لـ ISLs في السنين القادمة.

الجدول 2: خارطة طريق تطوير FCoE

ثالثا. خارطة طريق Inter Switch Link

من أجل تحقيق نقل البيانات غير المحظور بين المضيفين ومصفوفات التخزين ، يجب أن يستخدم Inter Switch Link (ISL) من Core إلى Edge معدلات نقل أعلى. إذا كان المضيف ومجموعة التخزين يستخدمان 32GFC ، فإن مفتاح Core إلى Edge Switch ISL يستخدم 128G FC ؛ إذا كان المضيف ومجموعة التخزين يستخدمان 64GFC ، فإن مفتاح Core إلى Edge Switch ISL يستخدم 256G FC ؛ إذا كان المضيف وصفيف التخزين يستخدم 10G FCoE ، فإن المفتاح الأساسي إلى مفتاح Edge ISL يستخدم 256G FC ؛ إذا كان المضيف ومجموعة التخزين يستخدمان 10G FCoE ، فإن مفتاح Core إلى Edge Switch ISL يستخدم 256G FC. FCoE ، 40G FCoE يستخدم لوصلة Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL) ؛ يتم استخدام 100G FCoE من أجل Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL) إذا تم استخدام 25G FCoE للمضيفين وصفيفات التخزين.

الجدول 3: خارطة طريق تطوير التوصيل البيني (ISL)

الوحدات الضوئية المستخدمة للقناة الليفية

من منظور الوحدات الضوئية ، تستخدم الوحدات الضوئية 4GFC واجهات SFP ؛ تستخدم الوحدات البصرية 8GFC و 16GFC و 10G FCoE واجهات SFP + ؛ 32GFC ، 64GFC ، 25G FCoE ، 50G FCoE تستخدم الوحدات الضوئية للواجهة SFP28 ؛ تستخدم موصلات الألياف SFP و SFP + و SFP28 موصلات الألياف LC المزدوجة. تدعم وحدات QSFP + 40G FCoE ؛ تدعم وحدات QSFP28 100G FCoE و 128G FC ؛ تستخدم الوحدات البصرية 200G FCoE و 256 FGFC الوحدات البصرية QSFP56.

الشكل 7: تصنيف الوحدات البصرية FC