NVMe como método de conexión para almacenamiento flash parece estar alcanzando una ubicuidad cercana. Quizás eso no sea del todo cierto en todos los casos de uso de almacenamiento, pero para los arreglos flash híbridos y all-flash que dan servicio a las cargas de trabajo de los centros de datos convencionales, ciertamente es cierto.
Pero NVMe es simplemente la conexión de la unidad a la placa posterior. Para conectarse a distancias más largas y tejidos / redes, que abarcan el bastidor y más allá, y para conservar las ventajas de la conectividad NVMe, se requiere NVMe sobre tejidos.
NVMe sobre tejidos extiende ese acceso flash ultrarrápido más allá de la placa posterior.
En este artículo, analizamos cinco cosas clave que necesita saber sobre NVMe sobre tejidos.
¿Qué es NVMe sobre tejidos?
NVMe-over-fabric surgió porque el tráfico NVMe, que reemplazó a SCSI como transporte de almacenamiento central, solo podía viajar dentro de las máquinas host, entre el almacenamiento flash y la CPU, etc.
NVMe-over-fabric implementó una capa de mensajería que permitía el tráfico entre un dispositivo y otro y, por lo tanto, a través de una red o fabric extendida. Existe un costo en términos de latencia adicional, pero esto debería ser mínimo cuando se considera en comparación con las ganancias que brinda el almacenamiento flash habilitado para NVMe.
NVMe sobre tejidos: RDMA, Fibre Channel y TCP
La aplicación de NVMe sobre tejidos se remonta aproximadamente a 2016. Se decidió hacer que los NVMe sobre tejidos fueran modulares para que los proveedores pudieran escribir controladores que les permitieran ejecutar una variedad de transportes.
Los sabores que se construyeron en RDMA, como Ethernet convergente, iWARP e Infiniband, fueron los primeros en comenzar, con un enfoque que construyó la conectividad NVMe como si fuera una extensión de la memoria entre el almacenamiento, los hosts, etc. Los formatos NVMe sobre RDMA a menudo se forman parte de la conectividad de distancia más corta, como entre el controlador y el estante.
Poco después, NVMe comenzó a implementarse a través de protocolos de red de almacenamiento reconocidos. Estos incluyeron el canal de fibra, que a pesar de su declive secular, sigue siendo una tecnología central para las implementaciones de almacenamiento de centros de datos.
El destino más reciente del tráfico NVMe a través de la estructura ha sido a través de redes Ethernet y el uso de TCP, que ofrece el atractivo de poco hardware adicional.
¿Necesitamos hardware adicional para NVMe sobre tejidos?
Algunos enfoques de NVMe sobre tejidos no requieren hardware adicional, pero algunos sí.
NVMe a través de enfoques basados en RDMA requieren tarjetas de interfaz de red habilitadas para RDMA, y esto es algo que existe en casi todas las NIC Gigabit Ethernet. Las implementaciones de RDMA NVMe se realizan mejor con configuraciones que eliminan los paquetes perdidos (PFC y ECN).
Las organizaciones que usan Fibre Channel han podido aprovechar NVMe-over-fabric desde Gen 5 sin agregar o reemplazar hardware. Además, Fibre Channel y NVMe sobre Fibre Channel pueden existir en la misma estructura.
NVMe-over-TCP es la última iteración de los enfoques de over-fabric. Se ejecuta en equipos de red Ethernet estándar, es completamente enrutable y no está limitado por la distancia. Habiendo dicho eso, NVMe-over-TCP brinda una latencia mucho mayor que los métodos de rango más corto, por lo que debe tener claro lo que eso significa para sus aplicaciones.
NetApp agregó recientemente NVMe-over-TCP a su pila de SO Ontap.
¿Qué sistemas operativos admiten NVMe sobre tejidos?
En particular, Microsoft Windows Server no admite NVMe sobre tejidos, sino que se queda con SMB Direct, que se basa en RDMA. Los clientes de Windows Server pueden aprovechar NVMe sobre tejidos mediante el uso de un iniciador de un tercero.
Red Hat Enterprise Linux y Suse Linux admiten implementaciones RoCE, Fibre Channel y TCP de NVMe sobre estructuras.
VMware admite RoCE y NVMe de canal de fibra sobre tejidos, pero aún no sobre TCP.
Casos de uso de NVMe sobre tejidos
Claramente, el beneficio clave de NVMe sobre tejidos es la baja latencia y el rendimiento del almacenamiento, por lo que cualquier caso de uso con requisitos de E / S rápidos se ajusta a la factura, incluidas las cargas de trabajo transaccionales, el análisis y posiblemente la informática de alto rendimiento (HPC).
El lugar donde se extienden los beneficios de NVMe sobre tejidos depende de la implementación.
Los enfoques que se basan en RDMA, etc., se utilizan ampliamente como transporte dentro del subsistema de almacenamiento (por ejemplo, FlashArray // X de Pure Storage) y dentro del bastidor.
Las implementaciones a mayor distancia requerirán, por ejemplo, Fibre Channel a través del centro de datos o incluso entre sitios. NVMe-over-TCP, mientras tanto, solo está realmente limitado en términos de distancia por la cantidad de degradación del rendimiento que está dispuesto a sufrir.
