Funktionsweise von FCoE: Fiber Channel over Ethernet verstehen

Glasfaserkanal über Ethernet (FCoE) ist ein weiterentwickeltes System, das Fiber Channel-Frames über Ethernet-Netzwerke sendet. Dadurch können zwei schnelle Kommunikationsprotokolle den Rechenzentrumsbetrieb verbessern, die Infrastrukturkosten senken und die Netzwerkverwaltung vereinfachen. In diesem Artikel werden wir uns eingehend damit befassen, was FCoE wirklich bedeutet. Wir werden uns auch ansehen, wie es funktioniert, welche Vorteile es bietet und wie es aufgebaut ist. Darüber hinaus werden wir die Schritte oder Teile identifizieren, die zur Implementierung von FCoE erforderlich sind, und dabei klar beschreiben, wie diese Technologie die Robustheit von Fiber Channels mit der Vielseitigkeit von Ethernet kombiniert. Egal, ob Sie ein IT-Experte sind oder einfach nur im Netzwerkbereich arbeiten, die Lektüre dieses Handbuchs sollte Ihnen die Grundlagen vermitteln, die Sie benötigen, um die komplexen Details der FCoEs in heutigen Rechenzentren zu verstehen.

Was ist FCoE?

Definition von Fiber Channel über Ethernet

Fiber Channel over Ethernet (FCoE) ist ein Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation zwischen Ethernet-Infrastruktur und Fiber Channel ermöglicht. Mit anderen Worten werden Standard-Fibre-Channel-Frames in Ethernet-Pakete gepackt, um FCoE zu ermöglichen, und daher können FC-Datenströme über aktuelle Ethernet-Netzwerke gesendet werden. Diese Verbindung bietet einen vereinfachten Ansatz für den Rechenzentrumsbetrieb und eine verbesserte Netzwerkflexibilität, während gleichzeitig die Anforderungen an separate Verkabelung und herkömmliche Netzwerkhardware, die in der FC-Umgebung erforderlich sind, reduziert werden. Diese Technologie nutzt die weit verbreitete Natur von Ethernet, behält aber dennoch die für Fiber Channels typischen Eigenschaften niedriger Latenz bei und verbessert so auch ihre Leistung.

Worin unterscheidet sich FCoE von herkömmlichen Fiber Channels?

FCoE unterscheidet sich vom herkömmlichen Fiber Channel, da es zur Übertragung von Fiber Channel-Frames eine Ethernet-Infrastruktur verwendet. Das bedeutet, dass für Fiber Channels keine dedizierten Kabel und Switches mehr erforderlich sind. Herkömmliche Netzwerke sind auf spezielle Hardware und Verkabelung innerhalb ihrer eigenen Netzwerkumgebung angewiesen. Dies ist bei FCoE nicht der Fall. Stattdessen verpackt FCoE FC-Frames jedoch sauber in Pakete, die über normale Ethernet-Netzwerke übertragen werden können. Dadurch wird alles einfacher – in Rechenzentren muss weniger Material verwendet werden; Kabel und andere Netzwerkkomponenten werden reduziert; Kosten werden gespart, aber dennoch bleiben hohe Leistung und geringe Latenz dort erhalten, wo sie am meisten benötigt werden, nämlich in FiberChannel-Netzwerken.

Die Vorteile der Verwendung von FCoE

Durch die Verwendung von Fiber Channel over Ethernet (FCoE) in einem Rechenzentrum können viele Vorteile erzielt werden. Zunächst einmal macht dieses System separate Hardware und Kabel für Fiber Channel-Netzwerke überflüssig, da es diese in einem Ethernet-Netzwerk kombiniert und so die Komplexität der Infrastruktur reduziert. Durch diese Konvergenz werden sowohl bei den Investitions- als auch bei den Betriebskosten erhebliche Kosteneinsparungen erzielt. Diese Technologie behält weiterhin die für herkömmliche Glasfaserkanäle typischen Leistungsniveaus, niedrigen Latenzzeiten und Zuverlässigkeitsmerkmale bei und stellt sicher, dass kritische Speicherfunktionen keinerlei Qualitäts- oder Geschwindigkeitseinbußen erleiden. Darüber hinaus machen die Flexibilität und Skalierbarkeit von Ethernet FCoE für den Einsatz in dynamischen modernen Rechenzentrumskontexten geeignet.

Wie funktioniert das FCoE-Protokoll?

Grundlegendes zum FCoE-Frame-Format

Dieses FCoE-Frame-Format ist dafür ausgelegt, standardmäßige Fiber Channel-Frames in Ethernet-Pakete einzufügen. Ein FCoE-Frame beginnt mit einem eindeutigen FCoE EtherType, um ihn von anderem Ethernet-Verkehr zu unterscheiden. Danach enthält der Frame Felder des regulären Ethernet-Headers, wie z. B. Quell- und Ziel-MAC-Adressen. Dann folgen ein FCoE-Header und die ursprüngliche Fiber Channel-Frame-Nutzlast, um die Integrität und Funktionalität von Fiber Channel-Protokollen in Ethernet-Netzwerken sicherzustellen. Die Felder „Version“ und „Frame Length“ sind zwei wichtige Felder im FCoE-Header, die angeben, welche Version von diesem Protokoll verwendet werden soll und wie lang unsere Frames sind. Indem das Format von Fiber Channel-Frames in ETH-Paketen beibehalten wird, ermöglicht FCoE eine einfache Kommunikation zwischen Fiber Channel- und Ethernet-Umgebungen und stellt gleichzeitig Kompatibilität und Leistung sicher.

Zuordnen von Fiber Channel-Frames zu Ethernet-Frames

Um das Wesentliche von FCoE über Ethernet zu verkörpern, ist es notwendig, einen FC-Frame in einen Ethernet-Frame zu packen. Dadurch sind die über ein Ethernet-Netzwerk gesendeten Daten in allen FC-Speicherprotokollen robust. Die Methode beginnt damit, einen FC-Frame zu nehmen und ihn in den Nutzlastabschnitt eines Ethernet-Frames einzufügen.

Damit ein Netzwerkadapter Pakete als FCoE identifizieren kann, wird in seinem Header-Feld ein spezieller EtherType-Wert verwendet, der FCoE gewidmet ist und diesen Datenverkehr von anderen Formen unterscheidet, die über Ethernet übertragen werden. Nach der Kapselung folgen Frames den Übertragungsregeln von Ethernet, werden aber von FCoE-fähigen Geräten verstanden, die die ursprünglichen FC-Frames als Nutzlasten daraus extrahieren. Bei einer solchen Zusammenführung bleiben die für das Fiber Channel Protocol typischen End-to-End-Zuverlässigkeits- und Leistungsqualitäten erhalten, während gleichzeitig eine effektive Speichervernetzung über Glasfaserkabel oder andere von der Ethernet-Infrastruktur unterstützte Medien gewährleistet wird.

Die Rolle des Ethernet Fabric in FCoE

Ethernet Fabric ist ein sehr wichtiger Bestandteil von Fiber Channels over Ethernet (FCoE). Ein Ethernet Fabric ist eine Netzwerkarchitektur der nächsten Generation, die den Datenverkehrsfluss optimieren und die allgemeine Netzwerkleistung verbessern soll. Für FCoE bietet Ethernet Fabric eine verlustfreie Ethernet-Umgebung, die für die Aufrechterhaltung der hohen Leistung und Zuverlässigkeit von Fiber Channel-Protokollen über Ethernet-Netzwerke erforderlich ist.

Die Schlüsselelemente eines Ethernet Fabrics sind Data Center Bridging (DCB)-Technologien wie Priority-based Flow Control (PFC), Enhanced Transmission Selection (ETS) und Data Center Bridging Exchange Protocol (DCBX). Diese Technologien arbeiten zusammen, um eine effiziente Priorisierung und Verwaltung des FCoE-Verkehrs zu gewährleisten und so die Latenz zu reduzieren und Datenverluste bei der Übertragung zu verhindern. Darüber hinaus ermöglicht es flexible Skalierbarkeit und überlegene Verfügbarkeit, sodass große Rechenzentren Fiber Channel-Speichernetzwerke effektiver in die Ethernet-Infrastruktur integrieren können. Mit diesen erweiterten Funktionen werden die Speicheranforderungen in keiner Weise beeinträchtigt, wodurch perfekte Bedingungen für FCoE-Bereitstellungen über Ethernet Fabrics geschaffen werden.

Wie verbinde ich mich mit FCoE?

Auswahl der richtigen Ethernet-Infrastruktur

Bei der Auswahl der richtigen Ethernet-Infrastruktur für FCoE müssen einige Faktoren berücksichtigt werden, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Um den FCoE-Verkehr effektiv zu steuern, benötigen Sie Ethernet-Switches und Netzwerkadapter, die Data Center Bridging (DCB) unterstützen, was Enhanced Transmission Selection (ETS) und Priority-based Flow Control (PFC) umfasst. Eine weitere Möglichkeit, den Netzwerkdurchsatz zu verbessern und gleichzeitig die Latenz zu verringern, ist die Investition in Ethernet-Switches mit höherer Bandbreite, d. h. 10 GbE oder mehr, da diese mehr Daten gleichzeitig verarbeiten können.

Darüber hinaus sollten Kompatibilitätsprüfungen zwischen vorhandenen Glasfaserkanälen und Ethernet-Geräten durchgeführt werden, um Integrationsprobleme zu vermeiden. Es ist auch hilfreich, wenn ein Unternehmen leistungsstarke Netzwerkverwaltungssysteme einrichtet, mit denen es die Leistung genau überwachen und potenzielle Probleme schneller lösen kann. Daher können Unternehmen diese Empfehlungen beim Entwurf ihrer Ethernet-Infrastrukturen berücksichtigen, um FCoE-Bereitstellungen auf der Grundlage fortschrittlicher Technologien und einer strengen Anforderungsdurchsetzung in solchen Umgebungen zu unterstützen.

Verwenden konvergenter Netzwerkadapter

Bei FCoE-Bereitstellungen sind CNAs erforderlich, da sie Ethernet-NICs und Fiber Channel-HBAs in einem Gerät kombinieren. Durch diese Zusammenführung entsteht eine einzige Schnittstelle, die sowohl Netzwerkverkehr als auch Speicherverkehr verarbeiten kann. Dadurch wird die Topologie eines Netzwerks vereinfacht und die Hardwarekosten gesenkt. Beim Einrichten des Rechenzentrums ist es wichtig, CNAs auszuwählen, die neben anderen wichtigen Funktionen DCB (Data Center Bridging) unterstützen.

CNAs können Server-CPUs von der FCoE-Verarbeitung entlasten und so die Gesamtsystemleistung verbessern. Sie bieten außerdem eine bessere Verwaltbarkeit und eine einfachere Verkabelungsinfrastruktur. Broadcom, Cisco und Intel sind für ihre hohe Zuverlässigkeit mit FC- und FCoE-Unterstützung auf CNAs bekannt. Um maximale CNA-Vorteile zu erzielen, ist es wichtig, Firmware und Treiber häufig zu aktualisieren und sie entsprechend den Netzwerk-/Speicheranforderungen richtig zu konfigurieren.

Die Verwendung von CNAs in Ihren FCoE-Bereitstellungen vereinfacht die Netzwerkeinrichtung und ermöglicht die Erstellung skalierbarer, effizienter Infrastrukturen, die den Anforderungen moderner Rechenzentren gerecht werden.

Konfigurieren von FC-Switches für FCoE

Das Einrichten von Fiber Channel (FC)-Switches für Fiber Channels over Ethernet (FCoE) ist ein sehr detaillierter Prozess, der höchste Arbeitsqualität und Sicherheit garantiert. Der erste Schritt besteht darin, zu prüfen, ob Ihr FC-Switch FCoE unterstützt, und sicherzustellen, dass die neueste Firmware installiert ist. Aktivieren Sie dann die FCoE-Funktion im Switch und konfigurieren Sie die erforderlichen virtuellen SANs (VSANs) und VLANs, um den FCoE-Verkehr entsprechend zu trennen.

Anschließend sollten Sie Snooping-Einstellungen für das FCoE Initialization Protocol (FIP) einrichten, die dabei helfen, eine sichere und effiziente Kommunikation zwischen den Endpunkten aufrechtzuerhalten. Stellen Sie sicher, dass Data Center Bridging (DCB) und Priority Flow Control (PFC) richtig konfiguriert sind, damit sie die Verkehrsprioritäten verwalten und so Frame-Verluste verhindern.

Sie müssen außerdem FCoe-VLANs definieren, sie den jeweiligen VSANs zuordnen und Switch-Ports mit aktivierten FCOe-Schnittstellen festlegen, über die Converged Network Adapter (CNAs) eine Verbindung herstellen. Denken Sie nach Abschluss aller dieser Setups daran, diese Konfigurationen zu validieren, indem Sie Konnektivität und Leistung innerhalb der FC-SAN-Umgebung testen.

Diese Schritte führen zu einer robusten FCoE-Implementierung, die die anspruchsvollen Anforderungen moderner Rechenzentren unterstützt.

Was sind FCoE-Geräte?

Übersicht über FCoE-Geräte und -Anschlüsse

Für optimale Funktionalität bei der Bereitstellung von Fiber Channel over Ethernet (FCoE)-Technologien sind eine Reihe spezialisierter Geräte und Anschlüsse erforderlich. Zu den Hauptkomponenten zählen konvergente Netzwerkadapter (CNAs), die sowohl FC als auch FCoE unterstützen können, FCoE-Switches und FCoE-Speichersysteme.

Converged Network Adapters (CNAs) sind dafür ausgelegt, herkömmliche Ethernet-Netzwerkschnittstellenkarten (NICs) mit Fiber Channel Host Bus Adapters (HBAs) zu verbinden. Dies ermöglicht eine einfache Datenübertragung über Ethernet bei der Verarbeitung von Netzwerk- und Speicherverkehr.

FCoE-Switches können Ethernet- und Fiber-Channel-Protokolle wie die von Cisco oder Brocade verarbeiten. Zu den von diesen Switches unterstützten Funktionen gehören Data Center Bridging (DCB) und Priority Flow Control (PFC), die verwendet werden, um Verkehrsflüsse zu priorisieren und Ausfälle zu verhindern, die zu Datenverlust führen.

FCoE-fähige Speichersysteme sind für die Kompatibilität mit FCoE-Netzwerken konzipiert und ermöglichen eine effiziente Datenspeicherung und -abfrage über eine einzige Netzwerkstruktur für verschiedene Anwendungen. Normalerweise unterstützen diese Speicher die neuesten Protokolle und Firmware, um Kompatibilität und hohe Leistung zu gewährleisten.

Zu den Steckverbindern in einer FCoE-Umgebung kann die Small Form-factor Pluggable(SFP+)-Serie gehören, die schnelle Verbindungen bereitstellt, die sowohl für FCoE- als auch für Ethernet-Netzwerke geeignet sind. Diese Steckverbinder gewährleisten zuverlässige physische Verbindungen zwischen Geräten in einem FCoE-Konfigurations-Setup.

Mit diesem Wissen über die wichtigsten Komponenten/Anschlüsse usw. können IT-Experten mithilfe der FiberChannel-over-Ethernet-Technologie starke, zuverlässige und fehlertolerante Netzwerke aufbauen.

Die Rolle des Fiber Channel Host Bus Adapters

In einem Fiber Channel (FC)-Netzwerk ist die Datenflussverwaltung zwischen Servern und Speichergeräten die Hauptfunktion eines Fiber Channel Host Bus Adapters (HBA). Er fungiert als Schnittstelle zwischen den Bussen eines Computersystems wie PCI oder PCIe und dem Fiber Channel-Netzwerk für eine effektive Datenübertragung in einer Netzwerkprotokollumgebung mit hoher Geschwindigkeit. Sie konvertieren Informationen in Frames von Fiber Channels und bieten erweiterte Funktionen wie das Auslagern von Aufgaben von der primären CPU, wodurch die Leistung des gesamten Systems gesteigert wird. Moderne HBAs unterstützen verschiedene Protokolle und erweiterte Funktionen, darunter QoS (Quality of Service) und virtualisierte Umgebungen, um die Anforderungen von Anwendungen zu erfüllen, die große Datenmengen erfordern. HBAs mit robusten Fehlerprüfmechanismen und Datenintegritätsverfahren sind für die Gewährleistung einer sicheren Kommunikation innerhalb von Storage Area Networks (SANs) unerlässlich.

FCoE-Switch und seine Konfiguration

Ein FCoE-Switch ist ein Switch zur Verwaltung des konvergenten Datenverkehrs von Fiber Channel over Ethernet (FCoE). Diese Switches sind unerlässlich, um den reibungslosen Fluss von FC-Daten über Ethernet-Netzwerke zu ermöglichen und so die Architektur von Rechenzentren zu vereinfachen. Im Folgenden sind einige der Schritte aufgeführt, die bei der Konfiguration eines FCoE-Switches befolgt werden sollten:

1. Konfigurieren von VLANs: Virtuelle LANs (VLANs) müssen eingerichtet werden, um den Ethernet-Verkehr vom FCoE-Verkehr zu trennen. Jeder Typ von Netzwerkverkehr sollte von einem eigenen VLAN gehandhabt werden.
2. FCoE auf Ports aktivieren: Bestimmte Ports auf dem Switch müssen für FCoE vorgesehen und entsprechend konfiguriert werden. Bei dieser Einrichtung muss FCoE häufig auf ausgewählten Ports aktiviert und die entsprechende VLAN-ID für den FCoE-Verkehr festgelegt werden.
3. Einrichten des FCoE-Initialisierungsprotokolls (FIP): Die Hauptfunktion des Fiber Channel over Ethernet Initialization Protocol besteht darin, Geräte zu erkennen und zu initialisieren, die diese Technologie innerhalb eines bestimmten Netzwerks unterstützen. Für eine ordnungsgemäße Kommunikation zwischen Speicherinitiatoren und -zielen müssen diese Frames durch FCoE-fähige Switches unterstützt werden.
4. Konfigurieren von Priority Flow Control (PFC): Eine Möglichkeit, die verlustfreie Übermittlung von FCOE-Verkehr von einem Ethernet-Port eines Switches zu verwalten, besteht darin, ihm mithilfe von PFC gegenüber anderen Arten von Netzwerkverkehr Priorität einzuräumen. Durch das Konfigurieren von PFC wird die Datenintegrität nicht gewahrt, wenn während der Übertragung ein FCOE-Frame verloren geht.
5. Quality of Service (QoS)-Richtlinien: QoS-Richtlinien sollten so implementiert werden, dass die Frames mit der niedrigsten Priorität eine minimale Latenz aufweisen und gleichzeitig eine maximale Leistung erzielen. Daher sollte die gesamte erforderliche Bandbreite nur für die Pakete verfügbar sein, die sie am meisten benötigen, z. B. FCOE-Pakete.

Durch Befolgen dieser Richtlinien kann durch ordnungsgemäß konfigurierte, leistungsstarke konvergente Ethernet- und FC-Umgebungen eine zuverlässige Kommunikation erreicht werden, die für moderne Rechenzentrumsanwendungen erforderlich ist.

Wie wird FCoE in Speichernetzwerken implementiert?

Das Konzept von Lossless Ethernet in FCoE

Bei der Implementierung von FCoE (Fiber Channel over Ethernet) ist verlustfreies Ethernet ein wichtiger Baustein, da es dazu beiträgt, dass bei der Übertragung keine Daten verloren gehen. In einem herkömmlichen Ethernet-Netzwerk wird Paketverlust durch erneute Übertragungen verhindert, was zu Verzögerungen und Ineffizienzen führen kann. Dennoch erfordert Fiber Channel eine Umgebung ohne Verluste, um seine strengen Leistungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen einzuhalten.

Um verlustfreies Ethernet zu erreichen, werden bestimmte Protokolle und Verfahren eingesetzt:

1. Priority Flow Control (PFC): Es verwaltet den Datenfluss durch die Erstellung von acht separaten Verkehrsklassen, wobei der FCoE-Verkehr Vorrang hat und so der Verlust von Datenpaketen verhindert wird.
2. Enhanced Transmission Selection (ETS): ETS weist verschiedenen Verkehrstypen garantierte Bandbreiten zu und trägt so zur Aufrechterhaltung eines ausgewogenen und effizienten Netzwerks bei.
3. Data Center Bridging Exchange Protocol (DCBX): DCBX gewährleistet eine einheitliche Richtlinienanwendung im gesamten Netzwerk, indem es Geräte erkennt und konfiguriert, die Data Center Bridging unterstützen.

Zusammen sorgen diese Maßnahmen dafür, dass Ethernet eine verlustfreie Übertragung besser unterstützt und so die leistungsstarke, starke Kommunikation gewährleistet, die für FCoEs in Rechenzentrumsumgebungen erforderlich ist.

End-to-End FCoE-Implementierung

Bei der End-to-End-Implementierung von Fiber Channel over Ethernet (FCoE) müssen Geräte integriert werden, die FCoE unterstützen, und das Netzwerk so konfiguriert werden, dass verlustfreies Ethernet über den gesamten Datenpfad unterstützt wird. Die folgenden Schritte sind wichtig:

1. Konvergente Netzwerkadapter (CNAs): Setzen Sie CNAs in Servern ein, die die Speicherkonnektivität und ein Netzwerk konsolidieren, das sowohl Fiber-Channel-Protokolle als auch Ethernet unterstützt.
2. FCoE-Switches: Verwenden Sie FCoE-fähige Switches, die sowohl Fiber Channel-Verkehr als auch Ethernet-Frames verstehen und so eine nahtlose Informationsübertragung zwischen Systemen innerhalb einer Organisation ermöglichen.
3. Verlustfreie Ethernet-Konfiguration: Priority Flow Control (PFC), Enhanced Transmission Selection (ETS) und Data Center Bridging Exchange Protocol (DCBX) sollten auf allen Geräten aktiviert sein, um im gesamten Netzwerk eine verlustfreie Umgebung zu schaffen.
4. SAN-Fabric: Es muss berücksichtigt werden, wie das SAN-Fabric FC und FCoE unterstützt. Verknüpfen Sie herkömmliche FC-SAN-Fabrics mit FCoE-Switches und ermöglichen Sie so die Interoperabilität zwischen Fiber-Channel-Infrastrukturen über Ethernet-Verbindungen.
5. Verwaltung und Überwachung: Verwenden Sie zentralisierte Verwaltungstools zum Konfigurieren, Überwachen und Warten des FCoE-Netzwerks, um eine bessere Leistung, Zuverlässigkeit usw. sicherzustellen.

Auf diese Weise erhalten Unternehmen ein reibungslos funktionierendes System, bei dem alle Teile zusammenarbeiten, um das gemeinsame Ziel zu erreichen: eine effiziente Ressourcennutzung entsprechend den aktuellen Anwendungsanforderungen des Rechenzentrums.

Integration von FCoE in bestehende Speichernetzwerke

Die Einbindung von Fiber Channel over Ethernet (FCoE) in bestehende Storage Area Networks (SANs) erfordert eine systematische Technik, um kontinuierliche Interoperabilität und verbesserte Leistung sicherzustellen. Dabei sollten Sie einige Dinge beachten:

1. Bewerten und planen: Beginnen Sie mit der Bewertung Ihrer aktuellen Infrastruktur, um festzustellen, welche Teile FCoE unterstützen und welche nicht. Erstellen Sie dann eine umfassende Implementierungsstrategie, die Hardware, Software und Netzwerkeinstellungen abdeckt.
2. Phasenweiser Ansatz: Bei der Integration von FC SAN und FCoE kann ein phasenweiser Ansatz verwendet werden, da dieser in der Regel reibungslosere Übergänge ermöglicht. Die Idee dabei ist, Störungen durch Fehler während der Installation oder durch auf einmal vorgenommene Konfigurationsänderungen zu minimieren. Beginnen Sie mit der Implementierung dieser neuen Technologie in nicht kritischen Bereichen und erweitern Sie ihre Reichweite mit der Zeit auf weitere Teile des Netzwerks, wenn das Vertrauen in sie wächst.
3. Kompatibilität und Interoperabilität: Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, die FCoE unterstützen, mit vorhandenen Fiber-Channel-Geräten kompatibel sind, die sowohl FC als auch FCoE unterstützen. Um eine effiziente Datenübertragung zu ermöglichen, verwenden Sie Switches, die Ethernet-Verkehr nahtlos auf Fiber-Channel-Schnittstellen übertragen und diese zu einer logischen Verbindung kombinieren können.
4. Leistungsoptimierung: Richten Sie erweiterte Funktionen wie Priority Flow Control (PFC) oder Enhanced Transmission Selection (ETS) innerhalb von Netzwerken ein, um eine Umgebung aufrechtzuerhalten, in der keine Ethernet-Pakete verloren gehen. Dies ist für eine gute Leistung von FCOEs von entscheidender Bedeutung.
5. Tools für die Verwaltung: Setzen Sie leistungsstarke Überwachungstools zusammen mit reaktionsschnellen Verwaltungssystemen ein, um jedes integrierte Netzwerk zu verwalten. Solche Maßnahmen stellen sicher, dass die Leistung in verschiedenen Bereichen einheitlich bleibt und Probleme vermieden werden, bevor sie auftreten.

Durch genaues Befolgen dieser Schritte können Unternehmen die Geschwindigkeitsvorteile nutzen, die schnelle, zentralisierte Speichersysteme mit hohen Bandbreitenkapazitäten, wie sie beispielsweise über Glasfaserkanäle bereitgestellt werden, mit sich bringen, wie es beispielsweise passiert, wenn FCoEs in vorhandenen SANs zum Einsatz kommen.

FCoE vs. herkömmlicher Fiber Channel: Was ist der Unterschied?

Vergleichende Analyse von FCoE und Native Fiber Channel

Übertragungsmedium: Fiber Channel, wie es traditionell genannt wird, funktioniert über proprietäre Netzwerke, die spezielle Hardware und Kabel benötigen. Fiber Channel over Ethernet (FCoE) hingegen sendet FC-Verkehr über Ethernet-Netzwerke, die eine gemeinsame, für Ethernet entwickelte Infrastruktur verwenden, wodurch separate Verkabelungssysteme überflüssig werden.

Kosteneffizienz: FCoE hat das Potenzial, die Gesamtkosten für Storage Networking durch die Nutzung aktueller Ethernet-Netzwerke zu senken. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Glasfaserkanälen, bei denen hohe Leistung mit höheren Kosten aufgrund spezieller Hardwareanforderungen einhergeht.

Leistung und Latenz: Hohe Leistung und geringe Latenz sind einige der Merkmale herkömmlicher Glasfasernetzwerke, die sie für Speicherumgebungen in Unternehmen geeignet machen. FCoE versucht jedoch, innerhalb eines Ethernet-Frameworks das gleiche Leistungsniveau zu erreichen, kann jedoch aufgrund zusätzlicher Verarbeitungs-Overheads zu etwas höheren Latenzen als native Glasfaserkanäle führen.

Skalierbarkeit und Flexibilität: Speichergeräte können mit dem Datenverkehr auf einer Ethernet-Infrastruktur koexistieren, was sie flexibler und skalierbarer macht als FCoE. Obwohl herkömmliche Glasfaserkanäle sehr zuverlässig sind, sind sie bei der Skalierung tendenziell komplex und teuer, da jeder Kanal über ein eigenes System verfügt, das unabhängig skaliert werden muss.

Kompatibilität und Ökosystem: Es ist wichtig sicherzustellen, dass das System FC und FCoE unterstützt. Native Fiber Channel verfügt über ein seit langem etabliertes Ökosystem mit robuster Unterstützung für Speicherdienste und hoher Zuverlässigkeit. Da die Popularität von FCoE zunimmt, sollten Kompatibilitätsprobleme zwischen vorhandenen Glasfaserkanälen und Ethernet-Netzwerken weiterhin berücksichtigt werden.

Dies bedeutet letztlich, dass jeder Ansatz zwar seine Stärken, Schwächen und Chancen hat, für welchen Sie sich entscheiden, jedoch weitgehend von Ihren Geschäftsanforderungen, der vorhandenen Infrastruktur, den damit verbundenen Kosten und dem gewünschten Leistungsniveau abhängt.

Kosten- und Leistungsüberlegungen

Beim Vergleich von Kosten und Leistung zwischen herkömmlichen Glasfaserkanälen und FCoE sind einige Dinge zu beachten.

1. Bereitstellungskosten: Die Verwendung einer vorhandenen Ethernet-Infrastruktur kann die Einrichtungskosten senken, da keine dedizierte Fiber-Channel-Hardware erforderlich ist. Wenn jedoch erhebliche Upgrades für Ethernet-Netzwerke erforderlich sind, um FCoE zu unterstützen, trifft dies möglicherweise nicht zu.
2. Betriebskosten: Normalerweise ist die laufende Wartung mit FCoE aufgrund der Netzwerkkonsolidierungsverwaltung und der geringeren Hardwareanforderungen günstiger. Andererseits erfordert Zuverlässigkeit Spezialisierung und Spezialausrüstung, was herkömmliche Glasfaserkanäle im Hinblick auf die Betriebskosten teuer macht. Es ist zu beachten, dass die Beibehaltung von Glasfaserkanälen als Hochgeschwindigkeitsnetzwerkprotokoll enorme Kapitalinvestitionen erfordert.
3. Leistungsmetriken: Herkömmliche Fiber Channels weisen hervorragende Leistungsdaten mit konstant niedrigen Latenzen auf, was ideal für Speichersysteme unter Druck ist. Obwohl FCOEs sich sehr bemühen, mit solchen Anwendungen ähnliche Ergebnisse zu erzielen, leiden sie unter zusätzlicher Latenz, die aufgrund der Overhead-Natur während der Kapselung von FC-Frames in einem Ethernet entsteht.
4. Skalierbarkeit: Durch die Verwendung von FCoE wird die Skalierung einer vorhandenen Ethernet-Infrastruktur einfacher, kostengünstiger und flexibler. Umgekehrt würde die Skalierung herkömmlicher Glasfaserkanäle zusätzliche kostspielige Komponenten erfordern, da diese eine Spezialisierung erfordern, was zu komplexen Konfigurationen führt.

Alles in allem sollte man bei der Auswahl die anfänglichen Kosten mit den Betriebskosten abwägen und dabei die Leistungserwartungen und Skalierbarkeitsanforderungen innerhalb von FC-SANs berücksichtigen. Jede Technologie hat einzigartige Vorteile, die auf der Grundlage bestimmter Bereitstellungskontexte und strategischer Ziele im Laufe der Zeit bewertet werden sollten.

Zukünftige Trends bei der Einführung von FCoE

Mit dem technologischen Fortschritt werden zahlreiche Prognosen voraussichtlich die Einführung von Fiber Channels over Ethernet (FCoE) beeinflussen. Zunächst einmal wird die Konvergenz zwischen Rechenzentrumsnetzwerken wahrscheinlich zu einer breiteren Einführung von FCoE führen. Diese Konvergenz ermöglicht die gleichzeitige Abwicklung von Speicher- und Netzwerkverkehr, was die Infrastrukturverwaltung vereinfacht und die Kosten senkt. Darüber hinaus könnten Entwicklungen bei den Ethernet-Geschwindigkeiten, wie der Übergang zu 25GbE, 50GbE und mehr, die Leistungslücke zwischen FCoE und herkömmlichem Fiber Channel schließen und es so zu einer praktikableren Option für Hochleistungsanwendungen machen.

Ein weiterer wichtiger Trend ist die zunehmende Implementierung von hyperkonvergenten Infrastrukturlösungen (HCI), die die Flexibilität und Skalierbarkeit von FCoE nutzen. HCI konsolidiert Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen in einem System; diese Integration kann durch FCoE vereinfacht werden. Darüber hinaus werden kontinuierliche Verbesserungen der Software-Defined-Storage-Umgebung (SDS) wahrscheinlich zu einer stärkeren Nutzung von FCOEs führen. Sie ermöglichen die Einhaltung von Speicherrichtlinien und Leistungsanforderungen über ein Ethernet-basiertes Netzwerk.

Schließlich ist neben Edge Computing eine deutliche Verschiebung hin zu Hybrid-Cloud-Bereitstellungen zu verzeichnen, die flexible, skalierbare und robuste Konnektivitätslösungen erfordern. FCoEs bieten eine vereinfachte Netzwerkverwaltung und eine verbesserte Kompatibilität mit Ethernet-basierten Cloud-Diensten und passen gut in diese Paradigmen. Diese Trends zeigen, dass Unternehmen zwar für bestimmte Anwendungsfälle noch immer herkömmliche Glasfaserkanäle benötigen, aber auch FCoE brauchen, wenn sie nach stärker integrierten, vielseitigen Netzwerklösungen für ihren Betrieb suchen.

Referenzquellen

Fiber Channel über Ethernet

Fibre Channel

Computernetzwerk

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Was ist Fiber Channel over Ethernet (FCoE)?

A: Es handelt sich um ein Speicherprotokoll, das die Kapselung und Übertragung von Glasfaserkanalverkehr über ein Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Netzwerk ermöglicht, wodurch Daten- und Speichernetzwerke mithilfe einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur konsolidiert werden können.

F: Worin besteht der Unterschied zu herkömmlichen Glasfaserkanälen?

A: Bei herkömmlichen Fiber Channels werden Vorgänge über dedizierte Glasfaserkabel und -switches ausgeführt, während wir sie mit FCoE direkt über die Ethernet-Infrastruktur senden können, wodurch die Notwendigkeit separater physischer Kabelsysteme für Daten- und Speichernetzwerke entfällt.

F: Welche Vorteile bietet die Verwendung?

A: Zu den Vorteilen gehören die Reduzierung der Anzahl an Kabeln und Schnittstellenkarten durch die Konsolidierung von Storage Area Networks (SANs) und IP-Netzwerken, die Vereinfachung der Verwaltung und die Senkung der Kosten. Darüber hinaus ist das System durch die Möglichkeit, mit vorhandenen Highspeed-Ethernet-Infrastrukturen zu arbeiten, flexibler und skalierbarer.

F: Wie implementieren Sie FCoE in einem Ethernet-Netzwerk?

A: Dies erreichen wir, indem wir Fiber Channel-Frames über Ethernet-Ports von einem Switch aus über ein Ethernet-Netzwerk kapseln, wodurch die Übertragung von Speicherdaten neben dem normalen Ethernet-Verkehr möglich ist. Normalerweise sind dafür spezielle Converged Network Adapter (CNAs) zusammen mit FCoE-fähigen Ethernet-Switches erforderlich.

F: Welche Rolle spielen Converged Network Adapters (CNAs) innerhalb von FCoE?

A: Sie fungieren als Brücke zwischen dem Speicherprotokoll, das Fiber Channel-Pakete ermöglicht, und herkömmlichem Ethernet-Verkehr und vereinfachen die Verbindung zwischen Geräten innerhalb der Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Infrastruktur.

F: Welchen Einfluss hat FCoE auf die Netzwerkleistung?

A: Die Zusammenführung von Storage Area Networks (SANs) und IP-Netzwerken, die Reduzierung der Latenz und die Erhöhung des Datendurchsatzes können die Netzwerkleistung verbessern. Dies setzt jedoch voraus, dass ein solides Hochgeschwindigkeits-Ethernet-System erforderlich ist, um sowohl FC- als auch Ethernet-Verkehr effizient verarbeiten zu können.

F: Können vorhandene Ethernet-Netzwerke für FCoE verwendet werden?

A: Viele Organisationen haben Ethernet-Netzwerke für FCoE genutzt, indem sie auf FCoE-fähige Switches und CNAs aufgerüstet haben. Dennoch sollte das vorhandene Netzwerk in Bezug auf Leistung und Zuverlässigkeit ausreichend leistungsfähig sein, um mehr Speicherverkehr gleichzeitig zu bewältigen.

F: Gibt es spezielle Anforderungen für Ethernet-Kabel in einer FCoE-Umgebung?

A: Ja, es ist sehr wichtig, physische Ethernet-Kabel zu verwenden, um Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zu unterstützen. Obwohl es möglich ist, Standard-Ethernet-Kabel zu verwenden, sollten Sie sich für höherwertige Kabel entscheiden, wenn Sie optimale Ergebnisse bei speicherintensiven Anwendungen erzielen möchten, um die Leistung zu verbessern.

F: Wie werden FC-Frames in einem Ethernet-Netzwerk gekapselt?

A: Das Einhüllen von FC-Frames in Ethernet-Frames erfolgt durch eine spezielle Methode namens Kapselung, die FCoE-Header und -Trailer umfasst. Dadurch können Fiber Channel-Protokolldateneinheiten die Schichten zwei (Ethernet-Switches) und eins (Ethernet-Links) durchlaufen, während die Ordnungsmäßigkeit und Richtigkeit der Frame-Sequenznummern in ihnen erhalten bleibt.

F: Welche Arten von Umgebungen profitieren am meisten von FCoE?

A: Rechenzentren, die SANs mit IP-Netzwerken vereinen möchten, um die Hardwarekosten zu senken und gleichzeitig die Effizienz zu verbessern, können diese Technologie als hilfreich empfinden. Sie funktioniert am besten, wenn Speicherressourcen über eine Fast-Ethernet-Infrastruktur nahtlos in Netzwerkeinrichtungen integriert werden müssen.