Что такое NVMe over Fabrics (NVMe-oF)?

NVMe over Fabrics (NVMe-oF) — это расширение сетевого протокола NVMe до Ethernet и Fibre Channel с ускорением и повышением эффективности подключения между СХД и серверами. При этом также снижается использование ЦП серверами — хостами приложений.

Почему NVMe-oF — это будущее систем хранения данных

До появления NVMe-oF выбор типа подключения для сети хранения данных (SAN) сводился к трем вариантам:

iSCSI: стандарт сетей хранения на основе интернет-протокола (IP) для передачи команд SCSI (интерфейс малых вычислительных систем) через интрасеть на основе TCP/IP. Для подключения к устройствам СХД в iSCSI используются стандартные кабели и коммутаторы Ethernet. Типичная рабочая скорость составляет 1 ГБ/с. Скорость более 10 ГБ/с возможна при использовании карт Ethernet с высокой пропускной способностью.
Последовательный интерфейс SCSI (SAS): последовательный протокол «точка — точка» для передачи команд SCSI по кабелям SAS. В SAS используются экспандеры с портами, которые называются каналами SAS, для подключения до 128 накопителей через адаптеры главной шины (HBA). Возможные варианты скорости: 3 ГБ/с, 6 ГБ/с, 12 ГБ/с и 22,5 ГБ/с.
Fibre Channel Protocol (FCP): FCP — это протокол, по которому передаются команды SCSI через оптоволоконные (или медные) кабели. Сети Fibre Channel (FC) называются тканями, потому что все коммутаторы в сети могут работать как один большой коммутатор. FC позволяет избежать проблем, связанных с электромагнитными помехами (ЭМП) других сетевых технологий благодаря использованию света для передачи сигналов. Скорость FC обычно составляет от 1 до 128 ГБ/с.

Но хотя эти технологии идеально подходят для жестких дисков (HDD) и ленточных систем хранения данных, они оказались узким местом, мешающим увеличению производительности твердотельных накопителей (SSD). Твердотельные накопители с SATA и PCIe не могут использовать весь потенциал флэш-памяти.

Позже появился протокол передачи данных NVMe, специально разработанный для подключения SSD к шинам PCIe. При масштабировании до уровня центра обработки данных были созданы all-flash массивы корпоративного уровня. Добавление возможностей высокоскоростной передачи данных без потерь FC в NVMe с помощью NVMe-oF было следующим логическим этапом в эволюции all-flash массивов.

Преимущества NVMe-oF

NVMe-oF ускоряет подключение между СХД и приложениями на серверах, а также повышает эффективность использования ЦП. Это обеспечивает дальнейшую консолидацию в центре обработки данных приложений, которые традиционно зависят от Direct Attached Storage (DAS). Благодаря более высокой скорости сети и более широкой полосе пропускания приложения могут работать в общей сетевой СХД. Таким образом, NVMe-oF обеспечивает дополнительную консолидацию центра обработки данных и сети — разрозненные хранилища данных в инфраструктуре приложений SAN и DAS используют единую инфраструктуру общей СХД для эффективной работы.

Кроме того, NVMe-oF обеспечивает для внешней СХД практически такую же задержку, как и у СХД с прямым подключением (DAS), но при этом значительно эффективнее обрабатывает операции ввода/вывода в СХД, чем интерфейс iSCSI, а вся архитектура имеет более высокую параллельность, без узких мест в современных приложениях.

Почему стоит выбрать Pure для NVMe-oF?

Pure Storage® FlashArray//X это первое в мире решение по хранению, изначально созданное с протоколом NVMe на 100 %, для приложений блочной СХД уровня 0 и уровня 1. Оно не только полностью поддерживает NVMe-oF, FlashArray//X, но и обладает другими уникальными преимуществами, которые может предоставить только Pure:

DirectFlash® Fabric: «мозг», стоящий за технологией FlashArray//X, DirectFlash™ и раскрывающий скрытый потенциал флэш-памяти NAND, обеспечивая производительность NVMe-oF, близкую к DAS.
СХД Evergreen™: разработанная «снизу вверх» СХД с поддержкой бесперебойных обновлений, благодаря чему вы получаете современную, гибкую систему хранения данных без миграций, прерываний и снижения производительности.
Pure as-a-Service™: эта программа обеспечивает единую подписку на инновации для продуктов Pure как on-premise, так и облачных.

Что такое NVMe over Fabrics (NVMe-oF)?