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Redes de almacenamiento

La seguridad de los datos, el almacenamiento de datos y la recuperación de datos son desafíos que deben enfrentar estas industrias. Como infraestructura importante para las redes de almacenamiento del centro de datos, los sistemas de cableado de fibra óptica deben poder soportar un ciclo de vida mínimo de 15 años.

Con el advenimiento de la era de almacenamiento All Flash Arrays, los sistemas de fibra óptica tienen mayores requisitos de rendimiento. Además de los sistemas de fibra óptica de pérdida ultrabaja para admitir velocidades de red más altas y matrices de red más complejas, el cableado de fibra óptica debe diseñarse, planificarse y evaluarse utilizando herramientas profesionales de cálculo de rendimiento de fibra óptica.

I. Hoja de ruta de desarrollo de canal de fibra

Una red de almacenamiento es un sistema de red dedicado al almacenamiento y la copia de seguridad de datos, que conecta matrices de almacenamiento (unidades de estado sólido, unidades mecánicas, cintas) a hosts (minis Unix, servidores Linux, servidores de PC) a través de cables ópticos o de cobre. Las redes de almacenamiento se pueden dividir por protocolo en IP-SAN basado en IP, Ethernet-SAN basado en Ethernet y FC-SAN basado en Fibre Channel. FC-SAN utiliza almacenamiento de nivel de "bloque" para velocidades de lectura y escritura más rápidas, mayor disponibilidad y confiabilidad, menor latencia y escalabilidad más sencilla. Según un informe de mercado de 2017 publicado por Fibre Channel Industry Association (FCIA), las redes de almacenamiento basadas en Fibre Channel representan actualmente el 80 % de la cuota de mercado en el mercado de centros de datos.

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Figura 1: Esquema de una red de área local (LAN) de centro de datos y una red de almacenamiento de canal de fibra (FC-SAN)

El Comité Internacional de Estándares de Tecnología de la Información de INCITS (INCITS) es parte del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), y el Comité Técnico T11 es responsable de desarrollar estándares técnicos para Fibre Channel, el Comité Técnico de INCITS T11 ha lanzado la primera generación de Fibra 1G Channel (Fiber Chanel) desde 1997, y ha lanzado nuevos protocolos a una tasa promedio de duplicación cada tres a cinco años. Estándares de tecnología Fibre Channel (FC).

Según la Asociación de la Industria de Canal de Fibra (FCIA), una organización internacional sin fines de lucro que educa y promueve el mercado de Canal de Fibra, el 90% de los usuarios empresariales en el mercado están adoptando actualmente dispositivos de Canal de Fibra 16GFC de quinta generación o 32GFC de sexta generación. según el estudio de mercado de 2017 de la Asociación de la Industria del Canal de Fibra (FCIA).

Las redes de almacenamiento de canal de fibra se pueden dividir en dos partes, una es la interconexión de hosts o arreglos de almacenamiento y conmutadores, y la otra es la interconexión entre conmutadores centrales (Core) y perimetrales (Edge), también conocidos como Inter-Switch Link (ISL). ). En resumen, existen tres técnicas para aumentar las tasas de transmisión de la red, una es aumentar la cantidad de canales físicos, que es la cantidad de núcleos de fibra, otra es usar métodos de codificación más avanzados y la tercera es transmitir más longitudes de onda en un solo físico. fibra.

El 128GFC de sexta generación se introdujo en el mercado en 2016 y utiliza tecnología de transmisión en paralelo, con 4 canales de recepción y 4 canales de transmisión a 28.05 Gb/s. El 64GFC de séptima generación se introdujo en el mercado en 2019 y utiliza el método de codificación PAM4 más avanzado, que permite velocidades más altas en la misma portadora de señal a 57.8 Gb/s por canal, lo que reduce el impacto en la fibra. /s en la misma portadora de señal, lo que reduce la necesidad de núcleos físicos de fibra.

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Tabla 1: Hoja de ruta de desarrollo de FC

II. Hoja de ruta FCoE

La hoja de ruta de FCoE es similar a la hoja de ruta de Ethernet, con 10G FCoE para arreglos de host y almacenamiento y 40G FCoE para interconexiones de conmutador (ISL), que evolucionará a 25G/50G para arreglos de host y almacenamiento y 100G/200G/400G para ISL en el próximos años.

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Tabla 2: Hoja de ruta de desarrollo de FCoE

tercero Hoja de ruta de enlaces entre conmutadores

Para lograr una transferencia de datos sin bloqueos entre hosts y arreglos de almacenamiento, el enlace entre conmutadores (ISL) desde el núcleo hasta el perímetro debe utilizar tasas de transferencia más altas. Si el host y la matriz de almacenamiento utilizan 32GFC, el ISL del conmutador Core al conmutador Edge utiliza 128G FC; si el host y la matriz de almacenamiento utilizan 64GFC, el ISL del conmutador Core al conmutador Edge utiliza 256G FC; si el host y la matriz de almacenamiento utilizan FCoE de 10 G, el ISL del conmutador principal al conmutador perimetral utiliza FC de 256 G; si el host y la matriz de almacenamiento utilizan FCoE de 10 G, el ISL del conmutador principal al conmutador Edge utiliza FC de 256 G. FCoE, 40G FCoE se usa para Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL); FCoE de 100 G se usa para Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL) si se usa FCoE de 25 G para hosts y arreglos de almacenamiento.

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Tabla 3: Hoja de ruta de desarrollo de Switch Interconnect (ISL)

Módulos ópticos utilizados para Fibre Channel

Desde la perspectiva de los módulos ópticos, los módulos ópticos 4GFC utilizan interfaces SFP; Los módulos ópticos 8GFC, 16GFC, 10G FCoE utilizan interfaces SFP+; Los módulos ópticos 32GFC, 64GFC, 25G FCoE, 50G FCoE utilizan módulos ópticos de interfaz SFP28; Los conectores de fibra SFP, SFP+, SFP28 utilizan conectores de fibra LC dúplex. Los módulos QSFP+ admiten 40G FCoE; Los módulos QSFP28 admiten 100G FCoE, 128G FC; Los módulos ópticos 200G FCoE y 256FGFC utilizan módulos ópticos QSFP56.

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Figura 7: Clasificación de los módulos ópticos FC

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