Bảo mật dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và phục hồi dữ liệu là những thách thức mà các ngành này phải đối mặt. Là cơ sở hạ tầng quan trọng cho mạng lưu trữ trung tâm dữ liệu, hệ thống cáp quang phải có khả năng hỗ trợ vòng đời tối thiểu 15 năm.
Với sự ra đời của kỷ nguyên lưu trữ All Flash Arrays, các yêu cầu về hiệu suất cao hơn đang được đặt lên các hệ thống cáp quang. Ngoài các hệ thống cáp quang suy hao cực thấp để hỗ trợ tốc độ mạng cao hơn và ma trận mạng phức tạp hơn, hệ thống cáp quang phải được thiết kế, lên kế hoạch và đánh giá bằng các công cụ tính toán hiệu suất sợi quang chuyên nghiệp.
I. Lộ trình phát triển kênh sợi quang
Mạng lưu trữ là một hệ thống mạng dành riêng cho việc lưu trữ và sao lưu dữ liệu, kết nối các mảng lưu trữ (ổ đĩa trạng thái rắn, ổ đĩa cơ, băng từ) với các máy chủ (máy chủ Unix mini, máy chủ Linux, máy chủ PC) thông qua cáp đồng hoặc cáp quang. Các mạng lưu trữ có thể được chia theo giao thức thành IP-SAN dựa trên IP, Ethernet-SAN dựa trên Ethernet và FC-SAN dựa trên Kênh sợi quang. FC-SAN sử dụng lưu trữ ở mức "khối" để có tốc độ đọc và ghi nhanh hơn, tính khả dụng và độ tin cậy cao hơn, độ trễ thấp hơn và khả năng mở rộng dễ dàng hơn. Theo báo cáo thị trường năm 2017 do Hiệp hội Công nghiệp Kênh sợi quang (FCIA) công bố, các mạng lưu trữ dựa trên Kênh sợi quang hiện chiếm 80% thị phần trên thị trường trung tâm dữ liệu.
Hình 1: Sơ đồ mạng cục bộ của trung tâm dữ liệu (LAN) và Mạng lưu trữ kênh sợi quang (FC-SAN)
Ủy ban Quốc tế INCITS về Tiêu chuẩn Công nghệ Thông tin (INCITS) là một phần của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) và Ủy ban Kỹ thuật T11 chịu trách nhiệm phát triển các tiêu chuẩn kỹ thuật cho Kênh sợi quang, Ủy ban Kỹ thuật INCITS T11 đã phát hành thế hệ 1G Fiber đầu tiên Channel (Fiber Chanel) từ năm 1997 và đã phát hành các giao thức mới với tốc độ trung bình gấp đôi cứ sau ba đến năm năm. Tiêu chuẩn công nghệ Fibre Channel (FC).
Theo Hiệp hội Công nghiệp Kênh sợi quang (FCIA), một tổ chức quốc tế phi lợi nhuận chuyên giáo dục và quảng bá thị trường Kênh sợi quang, 90% người dùng doanh nghiệp trên thị trường hiện đang sử dụng các thiết bị Kênh sợi quang 16GFC thế hệ thứ năm hoặc 32GFC thế hệ thứ sáu, theo nghiên cứu thị trường năm 2017 của Hiệp hội Công nghiệp Kênh sợi quang (FCIA).
Các mạng lưu trữ Kênh sợi quang có thể được chia thành hai phần, một là kết nối của các máy chủ hoặc mảng lưu trữ và bộ chuyển mạch, và phần còn lại là kết nối giữa các thiết bị chuyển mạch lõi (Core) và thiết bị chuyển mạch biên (Edge), còn được gọi là Liên kết chuyển đổi liên kết (ISL). ). Tóm lại, có ba kỹ thuật để tăng tốc độ truyền mạng, một là tăng số kênh vật lý tức là số lõi sợi quang, hai là sử dụng các phương pháp mã hóa tiên tiến hơn và ba là truyền nhiều bước sóng hơn trên một vật lý. chất xơ.
128GFC thế hệ thứ sáu được giới thiệu ra thị trường vào năm 2016 và sử dụng công nghệ truyền song song, với 4 kênh nhận và 4 kênh truyền với tốc độ 28.05Gb/s. 64GFC thế hệ thứ bảy đã được giới thiệu ra thị trường vào năm 2019 và sử dụng phương pháp mã hóa PAM4 tiên tiến hơn, cho phép tốc độ cao hơn trên cùng một sóng mang tín hiệu là 57.8Gb/giây trên mỗi kênh, do đó giảm tác động lên sợi quang. /s trên cùng sóng mang tín hiệu, do đó giảm nhu cầu về lõi sợi quang vật lý.
Bảng 1: Lộ trình phát triển FC
II. Lộ trình FCoE
Lộ trình FCoE tương tự như lộ trình Ethernet, với 10G FCoE cho mảng máy chủ và lưu trữ và 40G FCoE cho kết nối chuyển đổi (ISL), sẽ phát triển thành 25G/50G cho mảng máy chủ và lưu trữ và 100G/200G/400G cho ISL trong năm tới.
Bảng 2: Lộ trình phát triển FCoE
III. Lộ trình liên kết chuyển đổi liên kết
Để đạt được truyền dữ liệu không bị chặn giữa các máy chủ và mảng lưu trữ, Liên kết chuyển mạch liên kết (ISL) từ Lõi đến Biên phải sử dụng tốc độ truyền cao hơn. Nếu mảng máy chủ và lưu trữ sử dụng 32GFC, Core switch sang Edge switch ISL sử dụng 128G FC; nếu mảng lưu trữ và máy chủ sử dụng 64GFC, Core switch sang Edge switch ISL sử dụng 256G FC; nếu mảng máy chủ và lưu trữ sử dụng 10G FCoE, Core switch sang Edge switch ISL sử dụng 256G FC; nếu mảng lưu trữ và máy chủ sử dụng 10G FCoE, thì Core switch sang Edge switch ISL sử dụng 256G FC. FCoE, 40G FCoE được sử dụng cho Kết nối chuyển mạch lõi sang kết nối chuyển mạch biên (ISL); 100G FCoE được sử dụng cho Kết nối chuyển mạch lõi sang kết nối chuyển mạch biên (ISL) nếu 25G FCoE được sử dụng cho máy chủ và mảng lưu trữ.
Bảng 3: Lộ trình phát triển kết nối chuyển mạch (ISL)
Các module quang dùng cho Fibre Channel
Từ góc độ của mô-đun quang, mô-đun quang 4GFC sử dụng giao diện SFP; Các mô-đun quang 8GFC, 16GFC, 10G FCoE sử dụng giao diện SFP+; Các module quang 32GFC, 64GFC, 25G FCoE, 50G FCoE sử dụng các module quang giao diện SFP28; Đầu nối sợi quang SFP, SFP+, SFP28 sử dụng đầu nối sợi quang LC song công. Các mô-đun QSFP+ hỗ trợ 40G FCoE; Các mô-đun QSFP28 hỗ trợ 100G FCoE, 128G FC; Module quang 200G FCoE và 256FGFC sử dụng module quang QSFP56.
Hình 7: Phân loại module quang FC
