Η ασφάλεια δεδομένων, η αποθήκευση δεδομένων και η ανάκτηση δεδομένων είναι προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπίσουν αυτές οι βιομηχανίες. Ως σημαντική υποδομή για δίκτυα αποθήκευσης κέντρων δεδομένων, τα συστήματα καλωδίωσης οπτικών ινών πρέπει να μπορούν να υποστηρίζουν τουλάχιστον 15 χρόνια κύκλου ζωής.
Με την έλευση της εποχής αποθήκευσης All Flash Arrays, τίθενται υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης στα συστήματα οπτικών ινών. Εκτός από τα συστήματα οπτικών ινών εξαιρετικά χαμηλών απωλειών για την υποστήριξη υψηλότερων ρυθμών δικτύου και πιο σύνθετων πινάκων δικτύου, η καλωδίωση οπτικών ινών θα πρέπει να σχεδιαστεί, να σχεδιαστεί και να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας επαγγελματικά εργαλεία υπολογισμού απόδοσης οπτικών ινών.
I. Οδικός χάρτης ανάπτυξης καναλιών οπτικών ινών
Ένα δίκτυο αποθήκευσης είναι ένα σύστημα δικτύου αφιερωμένο στην αποθήκευση δεδομένων και δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας, το οποίο συνδέει συστοιχίες αποθήκευσης (μονάδες δίσκου στερεάς κατάστασης, μηχανικές μονάδες δίσκου, ταινίες) με κεντρικούς υπολογιστές (Unix mini, διακομιστές Linux, διακομιστές υπολογιστή) μέσω χάλκινων ή οπτικών καλωδίων. Τα δίκτυα αποθήκευσης μπορούν να χωριστούν βάσει πρωτοκόλλου σε IP-SAN που βασίζεται σε IP, Ethernet-SAN που βασίζεται σε Ethernet και FC-SAN που βασίζεται σε κανάλια οπτικών ινών. Το FC-SAN χρησιμοποιεί χώρο αποθήκευσης σε επίπεδο "μπλοκ" για μεγαλύτερες ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής, υψηλότερη διαθεσιμότητα και αξιοπιστία, χαμηλότερη καθυστέρηση και ευκολότερη επεκτασιμότητα. Σύμφωνα με μια έκθεση αγοράς του 2017 που δημοσιεύτηκε από την Ένωση Βιομηχανίας Καναλιών Fiber (FCIA), τα δίκτυα αποθήκευσης που βασίζονται σε κανάλια οπτικών ινών αντιπροσωπεύουν επί του παρόντος το 80% του μεριδίου αγοράς στην αγορά των κέντρων δεδομένων.
Εικόνα 1: Σχηματική απεικόνιση ενός τοπικού δικτύου κέντρου δεδομένων (LAN) και ενός δικτύου αποθήκευσης καναλιών οπτικών ινών (FC-SAN)
Η Διεθνής Επιτροπή Προτύπων Τεχνολογίας Πληροφορικής INCITS (INCITS) είναι μέρος του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων (ANSI) και η τεχνική επιτροπή T11 είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη τεχνικών προτύπων για το κανάλι οπτικών ινών, η τεχνική επιτροπή INCITS T11 κυκλοφόρησε την πρώτη γενιά ινών 1G Πρωτόκολλα Channel (Fiber Chanel) από το 1997 και κυκλοφορεί νέα με μέσο ρυθμό διπλασιασμού κάθε τρία έως πέντε χρόνια. Πρότυπα τεχνολογίας Fiber Channel (FC).
Σύμφωνα με το Fiber Channel Industry Association (FCIA), έναν διεθνή μη κερδοσκοπικό οργανισμό που εκπαιδεύει και προωθεί την αγορά Fiber Channel, το 90% των εταιρικών χρηστών στην αγορά υιοθετούν επί του παρόντος συσκευές πέμπτης γενιάς 16GFC ή έκτης γενιάς 32GFC Fiber Channel. σύμφωνα με τη μελέτη αγοράς του 2017 του Fiber Channel Industry Association (FCIA).
Τα δίκτυα αποθήκευσης καναλιών οπτικών ινών μπορούν να χωριστούν σε δύο μέρη, το ένα είναι η διασύνδεση κεντρικών υπολογιστών ή συστοιχιών αποθήκευσης και διακόπτες και το άλλο είναι η διασύνδεση μεταξύ των διακοπτών πυρήνα (Core) και ακμών (Edge), επίσης γνωστή ως Inter-Switch Link (ISL). ). Συνοπτικά, υπάρχουν τρεις τεχνικές για την αύξηση των ρυθμών μετάδοσης του δικτύου, η μία είναι η αύξηση του αριθμού των φυσικών καναλιών που είναι ο αριθμός των πυρήνων ινών, η άλλη είναι η χρήση πιο προηγμένων μεθόδων κωδικοποίησης και η τρίτη είναι η μετάδοση περισσότερων μηκών κύματος σε ένα ενιαίο φυσικό ίνα.
Η έκτη γενιά 128GFC παρουσιάστηκε στην αγορά το 2016 και χρησιμοποιεί τεχνολογία παράλληλης μετάδοσης, με 4 κανάλια λήψης και 4 κανάλια που εκπέμπουν στα 28.05 Gb/s. Η έβδομη γενιά 64GFC παρουσιάστηκε στην αγορά το 2019 και χρησιμοποιεί την πιο προηγμένη μέθοδο κωδικοποίησης PAM4, η οποία επιτρέπει υψηλότερες ταχύτητες στον ίδιο φορέα σήματος στα 57.8 Gb/s ανά κανάλι, μειώνοντας έτσι τον αντίκτυπο στην ίνα. /s στον ίδιο φορέα σήματος, μειώνοντας έτσι την ανάγκη για φυσικούς πυρήνες ινών.
Πίνακας 1: Χάρτης πορείας ανάπτυξης της FC
II. Ο οδικός χάρτης της FCoE
Ο οδικός χάρτης FCoE είναι παρόμοιος με τον οδικό χάρτη Ethernet, με 10G FCoE για συστοιχίες κεντρικού υπολογιστή και αποθήκευσης και 40G FCoE για διασυνδέσεις μεταγωγέων (ISL), που θα εξελιχθεί σε 25G/50G για συστοιχίες κεντρικού υπολογιστή και αποθήκευσης και 100G/200G/400G για ISL στην τα επόμενα χρόνια.
Πίνακας 2: Χάρτης πορείας ανάπτυξης FCoE
III. Οδικός χάρτης Inter Switch Link
Προκειμένου να επιτευχθεί μη αποκλειστική μεταφορά δεδομένων μεταξύ κεντρικών υπολογιστών και συστοιχιών αποθήκευσης, το Inter Switch Link (ISL) από τον πυρήνα στο Edge πρέπει να χρησιμοποιεί υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς. Εάν ο κεντρικός υπολογιστής και η συστοιχία αποθήκευσης χρησιμοποιούν 32GFC, ο διακόπτης Core στο διακόπτη Edge ISL χρησιμοποιεί 128G FC. Εάν ο κεντρικός υπολογιστής και η συστοιχία αποθήκευσης χρησιμοποιούν 64GFC, ο διακόπτης Core στο διακόπτη Edge ISL χρησιμοποιεί 256G FC. εάν ο κεντρικός υπολογιστής και η συστοιχία αποθήκευσης χρησιμοποιούν 10G FCoE, ο διακόπτης Core στο διακόπτη Edge ISL χρησιμοποιεί 256G FC. εάν ο κεντρικός υπολογιστής και ο πίνακας αποθήκευσης χρησιμοποιούν 10G FCoE, ο διακόπτης Core στο διακόπτη Edge ISL χρησιμοποιεί 256G FC. FCoE, 40G FCoE χρησιμοποιείται για Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL). Το 100G FCoE χρησιμοποιείται για τη διασύνδεση Core Switch to Edge Switch (ISL) εάν χρησιμοποιείται 25G FCoE για κεντρικούς υπολογιστές και συστοιχίες αποθήκευσης.
Πίνακας 3: Οδικός χάρτης ανάπτυξης διασύνδεσης μεταγωγέων (ISL).
Οπτικές μονάδες που χρησιμοποιούνται για κανάλι ινών
Από την άποψη των οπτικών μονάδων, οι οπτικές μονάδες 4GFC χρησιμοποιούν διασυνδέσεις SFP. Οι οπτικές μονάδες 8GFC, 16GFC, 10G FCoE χρησιμοποιούν διασυνδέσεις SFP+. Οι οπτικές μονάδες 32GFC, 64GFC, 25G FCoE, 50G FCoE χρησιμοποιούν οπτικές μονάδες διασύνδεσης SFP28. Οι υποδοχές ινών SFP, SFP+, SFP28 χρησιμοποιούν συνδέσμους ινών διπλής όψης LC. Οι μονάδες QSFP+ υποστηρίζουν 40G FCoE. Οι μονάδες QSFP28 υποστηρίζουν 100G FCoE, 128G FC. Οι οπτικές μονάδες 200G FCoE και 256FGFC χρησιμοποιούν οπτικές μονάδες QSFP56.
Εικόνα 7: Ταξινόμηση οπτικών μονάδων FC
