เครือข่ายการจัดเก็บข้อมูล

การรักษาความปลอดภัยข้อมูล การจัดเก็บข้อมูล และการกู้คืนข้อมูลเป็นความท้าทายที่อุตสาหกรรมเหล่านี้ต้องเผชิญ ในฐานะที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับเครือข่ายการจัดเก็บข้อมูลของศูนย์ข้อมูล ระบบเคเบิลใยแก้วนำแสงจะต้องสามารถรองรับวงจรชีวิตขั้นต่ำ 15 ปีได้

ด้วยการถือกำเนิดของยุคสตอเรจ All Flash Arrays ความต้องการด้านประสิทธิภาพที่สูงขึ้นจึงถูกวางไว้บนระบบไฟเบอร์ออปติก นอกเหนือจากระบบไฟเบอร์ออปติกที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษเพื่อรองรับอัตราเครือข่ายที่สูงขึ้นและเมทริกซ์เครือข่ายที่ซับซ้อนมากขึ้นแล้ว ควรออกแบบ วางแผน และประเมินการเดินสายไฟเบอร์ออปติกโดยใช้เครื่องมือคำนวณประสิทธิภาพไฟเบอร์ออปติกแบบมืออาชีพ

I. แผนงานการพัฒนาช่องทางไฟเบอร์

เครือข่ายสตอเรจคือระบบเครือข่ายเฉพาะสำหรับการจัดเก็บและสำรองข้อมูล ซึ่งเชื่อมต่อสตอเรจอาร์เรย์ (โซลิดสเตตไดร์ฟ แมคคานิคอลไดร์ฟ เทป) กับโฮสต์ (ยูนิกซ์มินิ เซิร์ฟเวอร์ลินุกซ์ เซิร์ฟเวอร์พีซี) ผ่านสายทองแดงหรือออปติก เครือข่ายหน่วยเก็บข้อมูลสามารถแบ่งตามโปรโตคอลเป็น IP-based IP-SAN, Ethernet-sAN-based แบบอีเธอร์เน็ต และ FC-SAN แบบ Fibre Channel FC-SAN ใช้ที่เก็บข้อมูลระดับ "บล็อก" เพื่อความเร็วในการอ่านและเขียนที่เร็วขึ้น ความพร้อมใช้งานและความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น เวลาแฝงที่ต่ำกว่า และความสามารถในการปรับขนาดที่ง่ายขึ้น ตามรายงานตลาดปี 2017 ที่เผยแพร่โดย Fibre Channel Industry Association (FCIA) ปัจจุบันเครือข่ายสตอเรจที่ใช้ Fibre Channel คิดเป็น 80% ของส่วนแบ่งตลาดในตลาดศูนย์ข้อมูล

รูปที่ 1: แผนผังของเครือข่ายท้องถิ่นของศูนย์ข้อมูล (LAN) และ Fibre Channel Storage Network (FC-SAN)

คณะกรรมการระหว่างประเทศด้านมาตรฐานเทคโนโลยีสารสนเทศของ INCITS (INCITS) เป็นส่วนหนึ่งของ American National Standards Institute (ANSI) และคณะกรรมการด้านเทคนิค T11 มีหน้าที่รับผิดชอบในการพัฒนามาตรฐานทางเทคนิคสำหรับ Fibre Channel คณะกรรมการด้านเทคนิคของ INCITS T11 ได้เปิดตัวไฟเบอร์ 1G รุ่นแรก โปรโตคอล Channel (Fiber Chanel) ตั้งแต่ปี 1997 และได้เผยแพร่โปรโตคอลใหม่ในอัตราเฉลี่ยสองเท่าทุกๆ XNUMX-XNUMX ปี มาตรฐานเทคโนโลยี Fibre Channel (FC)

จากข้อมูลของ Fibre Channel Industry Association (FCIA) ซึ่งเป็นองค์กรระหว่างประเทศที่ไม่แสวงหาผลกำไรที่ให้ความรู้และส่งเสริมตลาด Fibre Channel ระบุว่า 90% ของผู้ใช้ระดับองค์กรในตลาดกำลังใช้อุปกรณ์ Fibre Channel รุ่นที่ 16 32GFC หรือ 2017GFC รุ่นที่ XNUMX ตามการศึกษาตลาดของ Fibre Channel Industry Association (FCIA) ในปี XNUMX

เครือข่ายหน่วยเก็บข้อมูลไฟเบอร์แชนแนลสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งคือการเชื่อมต่อระหว่างโฮสต์หรืออาร์เรย์หน่วยเก็บข้อมูลและสวิตช์ และอีกส่วนคือการเชื่อมต่อระหว่างคอร์ (Core) และสวิตช์ขอบ (Edge) หรือที่เรียกว่า Inter-Switch Link (ISL ). โดยสรุป มีสามเทคนิคในการเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลของเครือข่าย หนึ่งคือการเพิ่มจำนวนของช่องสัญญาณทางกายภาพซึ่งเป็นจำนวนของแกนไฟเบอร์ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้วิธีการเข้ารหัสขั้นสูง และประการที่สามคือการส่งความยาวคลื่นมากขึ้นในทางกายภาพเดียว เส้นใย

128GFC เจนเนอเรชั่นที่หกเปิดตัวสู่ตลาดในปี 2016 และใช้เทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบคู่ขนาน โดยมี 4 ช่องรับและ 4 ช่องส่งสัญญาณที่ 28.05Gb/s 64GFC รุ่นที่ 2019 เปิดตัวสู่ตลาดในปี 4 และใช้วิธีการเข้ารหัส PAM57.8 ขั้นสูง ซึ่งให้ความเร็วสูงขึ้นบนตัวพาสัญญาณเดียวกันที่ XNUMXGb/s ต่อแชนเนล ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อไฟเบอร์ /s บนพาหะนำสัญญาณเดียวกัน จึงลดความต้องการคอร์ทางกายภาพของไฟเบอร์

ตารางที่ 1: แผนงานการพัฒนา FC

ครั้งที่สอง แผนงาน FCoE

แผนงาน FCoE คล้ายกับแผนงานอีเธอร์เน็ต โดยมี 10G FCoE สำหรับโฮสต์และสตอเรจอาร์เรย์ และ 40G FCoE สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างสวิตช์ (ISL) ซึ่งจะพัฒนาเป็น 25G/50G สำหรับโฮสต์และสตอเรจอาร์เรย์ และ 100G/200G/400G สำหรับ ISL ใน ปีต่อ ๆ ไป

ตารางที่ 2: แผนงานการพัฒนา FCoE

สาม. โรดแมปของ Inter Switch Link

เพื่อให้บรรลุการถ่ายโอนข้อมูลแบบไม่ปิดกั้นระหว่างโฮสต์และอาร์เรย์จัดเก็บข้อมูล Inter Switch Link (ISL) จาก Core ไปยัง Edge ต้องใช้อัตราการถ่ายโอนที่สูงขึ้น หากโฮสต์และอาร์เรย์หน่วยเก็บข้อมูลใช้ 32GFC สวิตช์คอร์ไปยังสวิตช์ Edge ISL จะใช้ 128G FC หากโฮสต์และอาร์เรย์หน่วยเก็บข้อมูลใช้ 64GFC สวิตช์คอร์ไปยังสวิตช์ Edge ISL จะใช้ 256G FC หากโฮสต์และอาร์เรย์หน่วยเก็บข้อมูลใช้ 10G FCoE สวิตช์คอร์ไปยังสวิตช์ Edge ISL จะใช้ 256G FC หากโฮสต์และอาร์เรย์หน่วยเก็บข้อมูลใช้ 10G FCoE สวิตช์คอร์ไปยังสวิตช์ Edge ISL จะใช้ 256G FC FCoE, 40G FCoE ใช้สำหรับ Core Switch to Edge Switch Interconnect (ISL); 100G FCoE ใช้สำหรับ Core Switch ไปยัง Edge Switch Interconnect (ISL) หากใช้ 25G FCoE สำหรับโฮสต์และอาร์เรย์จัดเก็บข้อมูล

ตารางที่ 3: แผนงานการพัฒนา Switch Interconnect (ISL)

โมดูลออปติคอลที่ใช้สำหรับ Fibre Channel

จากมุมมองของโมดูลออปติคัล โมดูลออปติคัล 4GFC ใช้อินเทอร์เฟซ SFP; โมดูลออปติคัล 8GFC, 16GFC, 10G FCoE ใช้อินเทอร์เฟซ SFP+ โมดูลออปติคัล 32GFC, 64GFC, 25G FCoE, 50G FCoE ใช้โมดูลออปติคัลอินเทอร์เฟซ SFP28; ตัวเชื่อมต่อไฟเบอร์ SFP, SFP+, SFP28 ใช้ตัวเชื่อมต่อไฟเบอร์แบบดูเพล็กซ์ LC โมดูล QSFP+ รองรับ 40G FCoE; โมดูล QSFP28 รองรับ 100G FCoE, 128G FC; โมดูลออปติคัล 200G FCoE และ 256FGFC ใช้โมดูลออปติคัล QSFP56

รูปที่ 7: การจำแนกประเภทของโมดูลออปติคัล FC