Huawei NOF +: E2E NVMe-oF Smart Networking para data centers

Na conferência de parceiros “Desfrute do Crescimento, Ganhe Juntos”, que aconteceu no dia 3 de março em Moscou, a Huawei apresentou várias atualizações importantes e novas soluções para o data center. Entre eles está a implementação do E2E NVMe-oF (NoF +) para data centers de última geração, que não só é mais rápido que os FC SANs tradicionais, mas também muito mais lucrativo e fácil de manter. O que há de revolucionário na nova solução e por que você deve prestar atenção a isso?

Historicamente, os datacenters costumam usar SANs Fibre Channel (para armazenamento) separados e datacenters baseados em Ethernet. Eles geralmente são isolados um do outro, e switches / roteadores separados são usados ​​para gerenciamento e acesso. Houve tentativas de combinar essas redes executando FC sobre Ethernet (FCoE), mas não foram coroadas com grande sucesso – os dispositivos eram caros e complexos e os atrasos de acesso aumentaram para valores completamente indecentes.

As duas principais vantagens do Fibre Channel sobre Ethernet são o acesso a dados de baixa latência e a entrega de pacotes garantida. E isso foi o suficiente por muitos anos, mas, como dizem, “tudo flui, tudo muda”. Os recursos de interface SAS 12G eram suficientes para drives mecânicos, mas não podiam fornecer a largura de banda necessária para novos drives de estado sólido e níveis desnecessários de abstração diminuíam significativamente as operações de E / S.

Tudo isso mudou com o advento de uma nova geração de sistemas de armazenamento All-flash que usam exclusivamente drives NVMe. Esses SSDs exigiam novas soluções e velocidades de comunicação mais altas. As capacidades do FC 16 / 32G também claramente não eram suficientes, e a chegada oportuna do padrão FC 64G salvará a situação por algum tempo, mas não até o fim – para realizar todo o potencial do NVMe é possível apenas quando se usa acesso direto para eles, por exemplo, via RDMA.

Com o lançamento do armazenamento Dorado V6, a Huawei estabeleceu um novo nível de desempenho para arrays totalmente em flash, que é fornecido não apenas pelo maior poder de computação dos controladores, mas também pela arquitetura bem pensada da solução. Huawei é uma das poucas empresas que produz de forma independente SSDs, processadores, placas de interface, componentes de rede e servidores, o que permite que você construa de forma otimizada do início ao fim – ou seja, do local de armazenamento até seus consumidores finais – todas as interações e sem intermediários e restrições desnecessários. …

Combinando processadores Arm nativos com tecnologia AI, o Dorado V6 Series oferece desempenho e resiliência incríveis. No entanto, ter sistemas de armazenamento rápidos é apenas metade da batalha. Eles precisam de uma rede de distribuição rápida e confiável, e é aí que entra o conceito E2E NVMe (End-to-End NVMe). Neste caso, NVMe-oF baseado na tecnologia RoCE v2 é usado. Este último requer uma rede rápida, confiável, com baixa latência e que transfere dados sem perdas.

Construir tal rede requer soluções modernas. E a Huawei já tem em seu portfólio switches adequados para data center com portas 25/50/100/200/400 Gbps, suporte RoCEv2, algoritmos iLossless, RoCE de longa distância e todas as funções necessárias para a camada de núcleo. No entanto, a empresa foi mais longe e agora seus mais recentes switches das séries Cloud Engine 16800, 6800 e 8800 suportam tecnologias exclusivas NoF + e AI Fabric, que, de acordo com o fabricante, no caso de sistemas de armazenamento NVMe, podem aumentar IOPS em até 85%.

O AI Fabric monitora a rede e os dispositivos em tempo real e ajusta seu comportamento. Um dos principais ingredientes do AI Fabric é a tecnologia iLossless, que evita a perda de pacotes causada pelo congestionamento da rede. Um algoritmo especial evita que dados redundantes entrem na rede, protegendo o buffer do dispositivo ou canal de sobrecarga.

Se as tecnologias são claras, o que dizer das soluções prontas e seus preços? O uso de uma única rede sem perda de dados no data center e switches únicos de alto desempenho em vez de separados para Ethernet e SAN permite que você economize significativamente seu orçamento. De acordo com os engenheiros da empresa, o RoCE de 25 Gb / s é mais produtivo e econômico do que o clássico FC 32G em termos de parâmetros de IOPS / Latência, e o RoCE de 100 Gb / s já define um novo padrão de desempenho, e tudo isso em menor custo de propriedade total da infraestrutura e unificação com as redes existentes no data center.

Todos os sistemas de armazenamento da série Dorado V6 suportam interfaces RoCE opcionais, placas de interface para servidores habilitados para RoCE também estão disponíveis, portanto, com a implementação do nexo na forma de switches Cloud Engine 16800, 8800 e 6800 de alto desempenho, o quebra-cabeça é completamente formado em um sistema inteligente de alto desempenho que implementa o princípio de NVMe End-to-End do drive ao host.

Na conferência de parceiros, um estande separado foi montado para demonstrar a tecnologia, onde o desempenho dos mesmos sistemas de armazenamento com diferentes conexões de servidor foi comparado: através do clássico Fibre Channel 32G e 25GbE (usando novos switches e RoCE). Os números de desempenho de IOPS foram demonstrados em tempo real e a vantagem da nova tecnologia foi claramente expressa: 800 K + IOPS por meio de RoCE e 600 K + IOPS por meio de FC 32G.

Deve-se observar que ambos os sistemas de armazenamento eram completamente idênticos e os testes foram executados com a mesma carga no mesmo hardware. Depois de passar muito tempo perto deste estande, pudemos ter certeza de que o desempenho demonstrado pela nova solução não apenas excede significativamente o FC 32G, mas também é estável durante todo o teste.