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Speichernetzwerke

Datensicherheit, Datenspeicherung und Datenwiederherstellung sind Herausforderungen, denen sich diese Branchen stellen müssen. Als wichtige Infrastruktur für Speichernetzwerke in Rechenzentren müssen Glasfaserverkabelungssysteme einen Lebenszyklus von mindestens 15 Jahren unterstützen können.

Mit dem Aufkommen der Speicherära der All-Flash-Arrays werden höhere Leistungsanforderungen an Glasfasersysteme gestellt. Zusätzlich zu extrem verlustarmen Glasfasersystemen zur Unterstützung höherer Netzwerkraten und komplexerer Netzwerkmatrizen sollte die Glasfaserverkabelung mithilfe professioneller Berechnungstools für die Glasfaserleistung entworfen, geplant und bewertet werden.

I. Roadmap für die Fibre-Channel-Entwicklung

Ein Speichernetzwerk ist ein Netzwerksystem zur Datenspeicherung und -sicherung, das Speicherarrays (Solid-State-Laufwerke, mechanische Laufwerke, Bänder) über Kupfer- oder optische Kabel mit Hosts (Unix-Minis, Linux-Server, PC-Server) verbindet. Speichernetzwerke können nach Protokoll in IP-basiertes IP-SAN, Ethernet-basiertes Ethernet-SAN und Fibre Channel-basiertes FC-SAN unterteilt werden. FC-SAN nutzt „Block“-Level-Speicher für schnellere Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit, geringere Latenz und einfachere Skalierbarkeit. Laut einem Marktbericht der Fibre Channel Industry Association (FCIA) aus dem Jahr 2017 machen Fibre Channel-basierte Speichernetzwerke derzeit 80 % des Marktanteils im Rechenzentrumsmarkt aus.

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Abbildung 1: Schematische Darstellung eines lokalen Netzwerks (LAN) eines Rechenzentrums und eines Fibre-Channel-Speichernetzwerks (FC-SAN)

Das INCITS International Committee on Information Technology Standards (INCITS) ist Teil des American National Standards Institute (ANSI) und das T11 Technical Committee ist für die Entwicklung technischer Standards für Fibre Channel verantwortlich. Das INCITS T11 Technical Committee hat die erste Generation von 1G Fiber herausgebracht Channel (Fiber Chanel)-Protokolle seit 1997 und veröffentlicht neue Protokolle mit einer durchschnittlichen Verdoppelungsrate alle drei bis fünf Jahre. Standards der Fibre Channel (FC)-Technologie.

Nach Angaben der Fibre Channel Industry Association (FCIA), einer gemeinnützigen internationalen Organisation, die den Fibre-Channel-Markt aufklärt und fördert, nutzen derzeit 90 % der Unternehmensanwender auf dem Markt 16GFC-Fibre-Channel-Geräte der fünften Generation oder 32GFC-Fibre-Channel-Geräte der sechsten Generation. laut der Marktstudie 2017 der Fibre Channel Industry Association (FCIA).

Fibre-Channel-Speichernetzwerke können in zwei Teile unterteilt werden: Der eine ist die Verbindung von Hosts oder Speicher-Arrays und Switches und der andere ist die Verbindung zwischen Core- (Core) und Edge-Switches (Edge), auch bekannt als Inter-Switch Link (ISL). ). Zusammenfassend gibt es drei Techniken zur Erhöhung der Netzwerkübertragungsraten: Eine besteht darin, die Anzahl der physischen Kanäle, d Faser.

Der 128GFC der sechsten Generation wurde 2016 auf den Markt gebracht und nutzt die parallele Übertragungstechnologie mit 4 Empfangskanälen und 4 Sendekanälen mit 28.05 Gbit/s. Der 64GFC der siebten Generation wurde 2019 auf den Markt gebracht und nutzt die fortschrittlichere PAM4-Kodierungsmethode, die höhere Geschwindigkeiten auf demselben Signalträger mit 57.8 Gbit/s pro Kanal ermöglicht und so die Auswirkungen auf die Glasfaser verringert. /s auf demselben Signalträger, wodurch der Bedarf an physischen Glasfaserkernen reduziert wird.

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Tabelle 1: FC-Entwicklungs-Roadmap

II. FCoE-Roadmap

Die FCoE-Roadmap ähnelt der Ethernet-Roadmap, mit 10G FCoE für Host- und Speicher-Arrays und 40G FCoE für Switch Interconnects (ISLs), die sich zu 25G/50G für Host- und Speicher-Arrays und 100G/200G/400G für ISLs weiterentwickeln wird kommende Jahre.

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Tabelle 2: FCoE-Entwicklungs-Roadmap

III. Inter-Switch-Link-Roadmap

Um eine nicht blockierende Datenübertragung zwischen Hosts und Speicherarrays zu erreichen, muss der Inter Switch Link (ISL) vom Core zum Edge höhere Übertragungsraten verwenden. Wenn das Host- und Speicherarray 32GFC verwendet, verwendet der Core-Switch zum Edge-Switch ISL 128G FC; Wenn das Host- und Speicherarray 64GFC verwendet, verwendet der Core-Switch zum Edge-Switch ISL 256G FC; Wenn das Host- und Speicherarray 10G FCoE verwendet, verwendet der Core-Switch zum Edge-Switch ISL 256G FC; Wenn das Host- und Speicherarray 10G FCoE verwendet, verwendet der Core-Switch zum Edge-Switch ISL 256G FC. FCoE, 40G FCoE wird für Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL) verwendet; 100G FCoE wird für Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL) verwendet, wenn 25G FCoE für Hosts und Speicherarrays verwendet wird.

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Tabelle 3: Entwicklungs-Roadmap für Switch Interconnect (ISL).

Optische Module für Fibre Channel

Aus Sicht optischer Module verwenden optische 4GFC-Module SFP-Schnittstellen. Die optischen 8GFC-, 16GFC- und 10G-FCoE-Module verwenden SFP+-Schnittstellen. Die optischen Module 32GFC, 64GFC, 25G FCoE und 50G FCoE verwenden optische SFP28-Schnittstellenmodule. SFP-, SFP+- und SFP28-Glasfaseranschlüsse verwenden Duplex-LC-Glasfaseranschlüsse. QSFP+-Module unterstützen 40G FCoE; QSFP28-Module unterstützen 100G FCoE, 128G FC; Die optischen Module 200G FCoE und 256FGFC verwenden optische QSFP56-Module.

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Abbildung 7: Klassifizierung optischer FC-Module

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