Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мостовое соединение центра обработки данных ( DCB ) - это набор усовершенствований протокола связи локальной сети Ethernet для использования в средах центров обработки данных , в частности, для использования с сетями кластеризации и хранения данных .

Мотивация [ править ]

Ethernet является основным сетевым протоколом в центрах обработки данных для связи между компьютерами. Однако Ethernet разработан как оптимальная сеть, которая может испытывать потерю пакетов, когда сеть или устройства заняты.

В IP- сетях за транспортную надежность в соответствии с принципом сквозного соединения отвечают транспортные протоколы, такие как протокол управления передачей (TCP). Одним из направлений развития Ethernet является добавление расширений к существующему набору протоколов для обеспечения надежности, не требуя сложности TCP. С переходом на 10 Гбит / с и более высокими скоростями передачи также возникает потребность в более точной детализации в управлении распределением полосы пропускания и обеспечении ее более эффективного использования. Эти улучшения особенно важны для того, чтобы сделать Ethernet более жизнеспособным транспортным средством для трафика хранилищ и кластеров серверов. Основная мотивация - чувствительность Fibre Channel over Ethernet.к потере кадров. Целью более высокого уровня является использование единого набора физических устройств или адаптеров Ethernet для компьютеров, чтобы общаться с сетью хранения данных , локальной сетью и структурой InfiniBand . [1]

Подход [ править ]

DCB стремится к выбранному трафику, чтобы исключить потери из-за переполнения очереди (иногда называемой Ethernet без потерь ) и иметь возможность распределять полосу пропускания по каналам. По сути, DCB позволяет до некоторой степени обрабатывать разные приоритеты, как если бы они были разными трубами. Для достижения этих целей разрабатываются (или были разработаны) новые стандарты, которые либо расширяют существующий набор протоколов Ethernet, либо имитируют возможности подключения, предлагаемые протоколами Ethernet. Они разрабатываются (или были) соответственно двумя отдельными органами по стандартизации:

Включение DCB в произвольных сетях с нерегулярной топологией и без специальной маршрутизации может вызвать взаимоблокировки, большие задержки буферизации, несправедливость и блокировку линии . Было предложено использовать DCB для устранения медленного запуска TCP с использованием подхода TCP-Bolt . [2]

Терминология [ править ]

Для продвижения продуктов, основанных на стандартах мостов для центров обработки данных, использовались разные термины:

  • Data Center Ethernet (DCE) был товарным знаком Brocade Communications Systems в 2007 году, но от него отказались по запросу в 2008 году. [3] DCE относится к усовершенствованиям Ethernet для стандартов мостового соединения центров обработки данных, а также включает реализацию многопутевого режима уровня 2 на основе IETF. Стандарт Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL). [4]
  • Конвергенция Enhanced Ethernet или Converged Enhanced Ethernet (CEE) была определена с 2008 по январь 2009 года группой, в которую входили Broadcom , Brocade Communications Systems , Cisco Systems , Emulex , HP , IBM , Juniper Networks , QLogic . [5] Специальная группа, сформированная для разработки предложений по усовершенствованиям, которые позволяют конвергенцию сетевых протоколов через Ethernet, особенно Fibre Channel . Предлагаемые спецификации для рабочих групп IEEE 802.1 изначально включали:
    • Спецификация управления потоком на основе приоритета (PFC) версии 0 была представлена ​​для использования в проекте IEEE 802.1Qbb в рамках рабочей группы DCB рабочей группы IEEE 802.1.
    • Спецификация расширенного выбора передачи (ETS) версии 0 была представлена ​​для использования в проекте IEEE 802.1Qaz рабочей группой DCB рабочей группы IEEE 802.1.
    • Спецификация Data Center Bridging eXchange (DCBX) версии 0 также была представлена ​​для использования в проекте IEEE 802.1Qaz .

Группа задач IEEE [ править ]

В качестве стандартов IEEE приняты следующие стандарты:

  • Управление потоком на основе приоритета (PFC): IEEE 802.1Qbb предоставляет механизм управления потоком на уровне канала, которым можно управлять независимо для каждого приоритета кадра. Целью этого механизма является обеспечение нулевых потерь при перегрузке в сетях DCB.
  • Расширенный выбор передачи (ETS): IEEE 802.1Qaz обеспечивает общую структуру управления для назначения полосы пропускания приоритетам кадров.
  • Уведомление о перегрузке: IEEE 802.1Qau обеспечивает сквозное управление перегрузкой для протоколов, которые могут ограничивать скорость передачи, чтобы избежать потери кадров. Ожидается, что это принесет пользу протоколам, таким как TCP, которые имеют встроенное управление перегрузкой, поскольку он более своевременно реагирует на перегрузку.
  • Протокол обмена возможностями мостового соединения центра обработки данных (DCBX): протокол обнаружения и обмена возможностями, который используется для передачи возможностей и конфигурации вышеуказанных функций между соседями для обеспечения согласованной конфигурации в сети. Этот протокол использует функциональные возможности, предоставляемые IEEE 802.1AB ( LLDP ). Фактически он включен в стандарт 802.1az.

Другие группы [ править ]

  • Стандарт IETF TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) обеспечивает наименее затратную попарную пересылку данных без настройки в многозвенных сетях с произвольной топологией, безопасную пересылку даже в периоды временных петель и поддержку многопутевого одноадресного и многоадресного трафика. . TRILL выполняет это, используя маршрутизацию состояния канала IS-IS (от промежуточной системы к промежуточной системе) и инкапсулируя трафик с помощью заголовка, который включает счетчик переходов. TRILL поддерживает сети VLAN и приоритеты кадров. Устройства, реализующие TRILL, называются RBridges. RBridges могут постепенно заменять клиентские мосты IEEE 802.1. Устав рабочей группы TRILL
  • IEEE 802.1aq определяет мост по кратчайшему пути одноадресных и многоадресных кадров Ethernet для расчета нескольких активных топологий (виртуальных локальных сетей), которые могут совместно использовать изученную информацию о местоположении станции. Описываются два режима работы в зависимости от того, является ли исходный мост 802.1ad (QinQ), который известен как SPBV, или 802.1ah (MACinMAC), который известен как SPBM.. SPBV поддерживает VLAN с использованием идентификатора VLAN (VID) для каждого узла для определения дерева кратчайших путей (SPT), связанного с этим узлом. SPBM поддерживает VLAN, используя один или несколько Backbone MAC-адресов для идентификации каждого узла и связанного с ним SPT, и может поддерживать несколько топологий пересылки для распределения нагрузки по деревьям с равной стоимостью, используя один B-VID для каждой топологии пересылки. И SPBV, и SPBM используют технологию маршрутизации на основе состояния канала. SPBM благодаря инкапсуляции MACinMAC больше подходит для крупного центра обработки данных, чем SPBV. 802.1aq определяет 16 настраиваемых вариантов многолучевого распространения как часть базового протокола с расширяемым механизмом многолучевого распространения, чтобы в будущем разрешить множество других вариантов многолучевого распространения. 802.1aq поддерживает динамическое создание виртуальных локальных сетей, которые соединяют всех участников с помощью симметричных маршрутов кратчайшего пути.Виртуальные локальные сети могут быть детерминированно назначены различным многопутевым путям, обеспечивая определенную степень управления трафиком в дополнение к многопутевому использованию, и могут увеличиваться или уменьшаться с простыми изменениями членства. 802.1aq полностью обратно совместим со всеми протоколами 802.1.802.1aq стал стандартом IEEE в апреле 2012 года.
  • Fibre Channel over Ethernet : T11 FCoE В этом проекте используются существующие протоколы Fibre Channel для работы в Ethernet, чтобы серверы могли иметь доступ к хранилищу Fibre Channel через Ethernet. Как отмечалось выше, одним из драйверов, стоящих за улучшением Ethernet, является поддержка трафика хранилища. Хотя iSCSI был доступен, он зависит от TCP / IP, и было желание поддерживать трафик хранилища на уровне 2. Это привело к развитию протокола FCoE, который нуждался в надежном транспорте Ethernet. Стандарт был доработан в июне 2009 года комитетом ANSI T11.
  • IEEE 802.1p / Q предоставляет 8 классов трафика для пересылки на основе приоритета.
  • IEEE 802.3bd предоставил механизм для управления потоком на уровне канала по приоритетной паузе.

Эти новые протоколы потребовали нового оборудования и программного обеспечения как в сети, так и в контроллере сетевого интерфейса . Продукты разрабатывались такими компаниями, как Avaya , Brocade , Cisco , Dell , EMC , Emulex , HP , Huawei , IBM и Qlogic . [ необходима цитата ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Сильвано Гай, Сети центров обработки данных и оптоволоконный канал через Ethernet (FCoE) (Nuova Systems, 2008)
  2. ^ Стивенс, B .; Кокс, Алабама; Singla, A .; Картер, Дж .; Dixon, C .; Фелтер, В. (2014-04-01). Практичный DCB для улучшенных сетей центров обработки данных . IEEE INFOCOM 2014 - Конференция IEEE по компьютерным коммуникациям . С. 1824–1832. CiteSeerX  10.1.1.713.2937 . DOI : 10.1109 / INFOCOM.2014.6848121 . ISBN 978-1-4799-3360-0.
  3. ^ "Data Center Ethernet" . Серийный номер торговой марки 77287410 . Бюро по патентам и товарным знакам США . Проверено 18 июля 2013 года .
  4. ^ Радия Перлман ; и другие. (Июль 2011 г.). Мосты маршрутизации (RBridges): спецификация базового протокола . IETF . RFC 6325 . 
  5. ^ "cee-авторы" . Архив групп Yahoo . Январь 2008 - январь 2009 . Проверено 6 октября 2011 года .