Cinco cosas que necesita saber sobre NVMe over Fabrics

Almacenamiento de estado sólido y nen memoria volátil expressNVMe) en particular, ha eliminado uno de los mayores cuellos de botella de TI. NVMe permite que la computación se comunique con el almacenamiento a velocidades mucho más altas que en el caso del disco giratorio.

NVMe proporciona altas operaciones de entrada / salida por segundo (IOPS), baja latencia y, sobre todo, múltiples canales paralelos entre el almacenamiento y la CPU, y ofrece un rendimiento de almacenamiento mucho mayor que las interfaces de disco convencionales, como SAS y SATA.

NVMe sobre tejidos (NVMe-oF) es, en muchos sentidos, el siguiente paso. NVMe se ejecuta sobre el bus PCIe del servidor. Esto está bien para el almacenamiento local, pero las empresas dependen en gran medida del almacenamiento en red para lograr economías de escala, redundancia y facilidad de administración. NVMe sobre tejidos toma la tecnología NVMe y la extiende a matrices de almacenamiento a través de la red de área local (LAN).

Y el mercado está creciendo rápidamente. La firma de analistas de la industria IDC espera que el almacenamiento NVMe represente la mitad de los ingresos de almacenamiento primario de la industria para fines de este año, y la mayoría de los sistemas utilizarán NVMe-oF.

¿Qué es NVMe sobre tejidos?

En el nivel básico, NVMe sobre tejidos (NVMe-oF) es NVMe extendido a través de una red. La parte de las estructuras es la red de almacenamiento que conecta el servidor host a la matriz flash.

En el nivel básico, NVMe-oF es NVMe extendido a través de una red: la parte de las estructuras es la red de almacenamiento que conecta el servidor host a la matriz flash.

Aunque NVMexpress Group establece los estándares para NVMe-oF, los protocolos son flexibles y los clientes pueden elegir la estructura que deseen. Por lo general, esto se basa en su infraestructura de red de almacenamiento existente, casos de uso y elección de proveedor. Esta es la razón por la que la Storage Networking Industry Association (SNIA) se refiere a NVMe sobre tejidos en plural.

¿Cómo se configuran los sistemas NVMe-oF?

Las organizaciones que se mudan a NVMe-oF pueden elegir cualquiera de los principales transportes de red. Estos incluyen Fibre Channel, iWARP, RoCE (RDMA sobre Ethernet convergente), Infiniband y, más recientemente, TCP. Potencialmente, NVMe-oF podría admitir nuevos protocolos en el futuro.

Aunque el canal de fibra es una opción común y ofrece un rendimiento respetable de 32 Gbps, algunos proveedores ahora afirman velocidades de hasta 100 Gbps para sistemas basados ​​en Ethernet.

Sin embargo, para funcionar, NVMe-oF se basa en “enlaces”. Estos conectan el protocolo de transporte al host y la matriz de almacenamiento, y controlan cuestiones como la administración, la autenticación y las capacidades.

Como dice J Michel Metz de SNIA: “Son el pegamento que mantiene el lenguaje de comunicación NVMe al transporte de estructura subyacente (ya sea Fibre Channel, InfiniBand o varias formas de Ethernet)”. Puede leer más sobre los antecedentes de NVMe-oF en el blog de SNIA.

El estándar más reciente, NVMe-oF 1.1, admite el enlace TCP. Esto permite que una SAN NVMe-oF se ejecute en una red Ethernet convencional.

La ventaja de este enfoque basado en estándares es que los compradores de NVMe-oF pueden elegir. Pueden mezclar y combinar servidores, matrices y tejidos. Y, como señala Metz de SNIA, también hay implementaciones no estandarizadas en el mercado. Estos pueden funcionar perfectamente bien, especialmente para instalaciones de un solo proveedor.

¿Para qué se utilizan las telas NVMe over?

La respuesta corta es cualquier cosa que necesite mover el almacenamiento a través de una red y luego a los medios flash. Las organizaciones lo implementan donde necesitan conectar hosts a matrices de almacenamiento externo a través de una red, en lugar de utilizar almacenamiento NVMe interno o de conexión directa convencional.

En este sentido, NVMe-oF es solo otro tipo de SAN, junto con los arreglos que ejecutan discos giratorios convencionales. Es simplemente más rápido. El caso para pasar a NVMe-oF se rige en gran medida por el costo y, en menor medida, por la capacidad.

NVMe-oF es solo otro tipo de SAN, junto con los arreglos que ejecutan discos giratorios convencionales. Es simplemente más rápido. El caso para pasar a NVMe-oF se rige en gran medida por el costo y, en menor medida, por la capacidad.

Según Julia Palmer, vicepresidenta de investigación de Gartner, la mayoría de los proveedores de almacenamiento ahora ofrecen matrices con NVMe internamente. Ella espera que la cantidad de soporte a NVMe-oF, en sus diversas formas, crezca durante el próximo año más o menos.

Sin embargo, inicialmente, la mayoría de los casos de uso de NVMe-oF son aquellos en los que el rendimiento es importante: aprendizaje automático e inteligencia artificial, análisis, incluidos análisis en tiempo real, aplicaciones de bases de datos de alto rendimiento e informática de alto rendimiento. La tecnología es menos adecuada para archivos o volúmenes de datos muy grandes, debido al costo relativo del almacenamiento flash en comparación con los discos giratorios heredados.

¿Cuáles son los beneficios y las limitaciones de NVMe-oF?

Es tentador responder la primera parte de esta pregunta con “rapidez”, pero la realidad tiene más matices que eso.

Para obtener el mayor rendimiento, es mejor que los usuarios instalen el almacenamiento directamente en el servidor. Y hay muchos casos de uso para esto, y más ampliamente para la infraestructura hiperconvergente.

Por lo tanto, los beneficios de NVMe-oF realmente se derivan de la capacidad de combinar el rendimiento más rápido de una matriz basada en flash, en comparación con los RAID basados ​​en disco giratorio, con las ventajas del almacenamiento en red o compartido. Estos incluyen tasas de utilización más altas, administración más fácil y redundancia y resiliencia mejoradas en comparación con el almacenamiento de conexión directa.

Los beneficios de NVMe-oF se derivan de la capacidad de combinar el rendimiento más rápido de una matriz basada en flash con las ventajas del almacenamiento en red o compartido, mientras que las limitaciones incluyen el costo, la complejidad y la compatibilidad con el sistema operativo.

Las limitaciones incluyen el costo, la complejidad y el soporte del sistema operativo.

Aunque NVMe-oF utiliza protocolos de transporte que los arquitectos de almacenamiento ya conocen, cualquier implementación deberá optimizarse para la tecnología implementada. Esto incluye adaptadores de bus de host (HBA), la estructura de red, soporte de aplicaciones, aunque esto se está volviendo común, ya que NVMe-oF comparte la mayoría de sus características con NVMe “local” y, por supuesto, los propios medios de almacenamiento.

Las implementaciones anteriores de NVMe-oF estaban limitadas por la distancia física, pero la capacidad de funcionar a través de Ethernet, utilizando TCP, parece haber abordado en gran medida ese problema.

Sin embargo, en la actualidad, Microsoft Windows no es compatible directamente con NVMe-oF, aunque los proveedores individuales ofrecen controladores para Windows. Linux proporciona un iniciador estándar.

¿Quién vende productos NVMe-oF?

Aunque NVMe-oF existe desde 2016, todavía no es totalmente compatible con todos los proveedores de tecnología empresarial, como lo demuestra la falta de soporte directo de Windows.

Los proveedores de conmutadores SAN, incluidos Cisco, Brocade y Mellanox, admiten NVMe-oF. A nivel de sistema, NetApp y Pure Storage, Dell EMC e IBM venden la tecnología. Western Digital lanzó la compatibilidad con NVMe-oF el año pasado, Broadcom es compatible con NVMe-oF a través de Fibre Channel y Marvell también fabrica adaptadores de bus de host FC que admiten el protocolo.

Sin embargo, el mercado aún está lejos de estar completamente maduro. Los observadores de la industria esperan que la mayoría de los proveedores de arreglos de almacenamiento y servidores admitan NVMe-oF, en al menos uno de sus formatos, bastante pronto. Dado lo extendido que ya está NVMe para el almacenamiento de conexión directa, esto no es una sorpresa.

El desafío para los CIO es equilibrar los beneficios del mayor rendimiento de NVMe-oF con el costo y la complejidad de la actualización, especialmente si operan principalmente en un entorno Windows.

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