¿De qué manera NVMe-oF sube la apuesta con respecto al almacenamiento de datos moderno?

¿Qué es NVMe over Fabrics (NVMe-oF)?

¿Qué es NVMe over Fabrics (NVMe-oF)?

NVMe over Fabrics (NVMe-oF) es una extensión del protocolo de red NVMe para Ethernet y Fibre Channel, que ofrece una conexión más rápida y eficiente entre el almacenamiento y los servidores, además de reducir la utilización de la CPU de los servidores host de las aplicaciones.

Por qué NVMe-oF es el futuro del almacenamiento de datos

Antes de la llegada de NVMe-oF, escoger un tipo de conexión para la red de área de almacenamiento (SAN) se reducía a tres opciones:

  • Pequeña interfaz del sistema de cómputo de Internet (Internet Small Computer System Interface, iSCSI): Un estándar de red de almacenamiento basado en el protocolo de Internet (Internet Protocol, IP) para transferir comandos SCSI a través de una intranet basada en el modelo de Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP). El estándar iSCSI utiliza cables y conmutadores Ethernet regulares para conectarse a dispositivos de almacenamiento y normalmente funciona a velocidades de 1 GB/s. Con las tarjetas Ethernet de gran ancho de banda es posible alcanzar velocidades superiores a 10 GB/s.
  • SCSI con número de serie adjunto (Serial attached SCSI, SAS): Un protocolo serie punto a punto para transferir comandos SCSI a través de cables SAS. SAS utiliza expansores con puertos denominados canales SAS para conectar hasta 128 discos a través de adaptadores de bus del anfitrión (host bus adapters, HBA). Las opciones de velocidad incluyen 3 GB/s, 6 GB/s, 12 GB/s y 22.5 GB/s.
  • Protocolo de canal de fibra (Fibre Channel Protocol, FCP):  El FCP es un protocolo que transporta comandos SCSI a través de cables de fibra óptica (o cobre). Las redes de canal de fibra (Fibre Channel, FC) también se llaman estructuras, porque todos conmutadores de una red pueden comportarse como un gran conmutador. Los FC evitan los problemas de interferencia electromagnética (electromagnetic interference, EMI) de otras tecnologías de red, mediante el uso de luz para enviar señales. Por lo general, las velocidades de los FC son de entre 1 y 128 GB/s.

Pero si bien estas tecnologías estaban perfectamente bien para los discos duros (hard disk drive, HDD) y los sistemas de almacenamiento en cinta, demostraron ser cuellos de botella de rendimiento para los discos de estado sólido (solid-state drives, SSD). Los SSD de tecnología avanzada en serie (Serial Advanced Technology Attachment, SATA) y la interconexión de componentes periféricos exprés (Peripheral Component Interconnect Express, PCIe) no pudieron desbloquear el potencial oculto que todos sabían que se encontraba en la memoria flash. 

Se introduce la NVMe, un protocolo de transferencia designado para conectar los SSD a buses PCIe. Con escalabilidad al centro de datos, nació la  matriz basada íntegramente en tecnología flash , lista para las empresas. La adición de las funcionalidades de transferencia de datos de alta velocidad sin pérdidas de FC a NVMe con NVMe-oF fue, simplemente, el paso siguiente lógico en la evolución de la matriz basada íntegramente en tecnología flash.

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Las ventajas de NVMe-oF

NVMe-oF ofrece una conexión más rápida entre el almacenamiento y las aplicaciones en los servidores, además de un uso más eficiente de la CPU. Esto permite lograr una mayor consolidación en el centro de datos para aplicaciones que tradicionalmente se basan en almacenamiento con conexión directa (direct-attached storage, DAS). En su lugar, las aplicaciones podrán ejecutarse en unidades de almacenamiento de red compartida, gracias a una mayor velocidad de red y un ancho de banda más amplio. NVMe-oF además aumenta la consolidación de redes y centros de datos, dato que los silos de aplicaciones SAN y DAS aprovechan una única infraestructura de almacenamiento compartido y eficiente.

NVMe-oF también permite que el almacenamiento externo empareje la latencia de DAS y es mucho más eficaz que el procesamiento de E/S de almacenamiento que iSCSI. Además, aumenta el paralelismo en toda la arquitectura, lo que evita los cuellos de botella en las aplicaciones modernas.

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