Aruba ESPデータ・センター・ストレージとロスレス・イーサネット
Aruba Edge Services Platform (ESP)データセンターは、ロスレスイーサネットファブリックを作成するデータセンターブリッジング(DCB)プロトコルをサポートし、ストレージエリアネットワーク、ビッグデータ分析、人工知能(AI)アプリケーションをサポートします。
Storage Over Ethernetの課題
従来のIEEE 802.3イーサネットは、信頼性の高いデータ配信のための戦略に対応するために、TCPなどの上位層プロトコルに依存しています。Ethernetネットワークを介して送信されるデータは、ソース・ホストとターゲット・ホストの間で消失する可能性があります。この場合、データ消失の影響を受けやすいアプリケーションではパフォーマンスが低下します。
ストレージのパフォーマンスは、特にパケット損失の影響を受けやすくなっています。TCPは、データ・セグメントをシーケンシングし、損失が発生した場合に再送信を実行することで、トランスポート層でのデータ配信を保証できますが、ストレージに対してTCP再送信を実行する必要があるため、そのストレージに依存するアプリケーションのパフォーマンスが大幅に低下します。
SSDフラッシュメモリやNVMe(Non-Volatile Memory Express)プロトコルなどのストレージテクノロジーの進歩により、FibreChannelなどの従来のストレージネットワーキングプロトコルのパフォーマンスを超える読み取り/書き込みストレージが容易になります。SAN（ストレージ・エリア・ネットワーク）のパフォーマンスのボトルネックが、ストレージ・メディアからネットワークに移動しました。
Remote Direct Memory Access(RDMA)は、独自のInfiniBand(IB)ストレージネットワークを使用して、ネットワーク接続された2つのホスト間でハイパフォーマンスのストレージ通信を提供するために開発されました。IBは信頼性の高い通信を実現し、パケットロスが発生せず、通信には専用のホストバスアダプタ(HBA)が必要です。IB HBAは、専用のハードウェアを使用してデータを直接受信およびホストメモリに書き込み、従来のプロトコルのカプセル化解除とホストのプライマリCPUの両方をバイパスします。これにより、レイテンシーが削減され、パフォーマンスが向上し、他のアプリケーション・プロセスのCPUサイクルが解放されます。
イーサネットソリューションは高速ネットワークインターフェイスを提供し、信頼性の問題を解決できる場合は、ストレージ通信の魅力的なオプションになります。RMDA over converged Ethernet(RoCE)は、InfiniBand Trade Association(IBTA)によって開発されたプロトコルで、低コストのイーサネットネットワーク上でRDMAの信頼性とパフォーマンスの向上を実現します。収束ネットワークアダプタ(CNA)は、受信したデータを直接メモリに書き込むタスクを実行し、基盤となる通信プロトコルとしてイーサネットを有効にします。RoCEをサポートするロスレスのデータ通信パスは、イーサネットホストとスイッチの動作の両方を変更することによって作成されます。
RoCEバージョン1 (RoCEv1)は、IBレイヤ3アドレッシングとRDMAデータをイーサネットフレームに直接カプセル化します。イーサネットはRDMAレイヤ1および2の機能を置き換え、イーサネットペイロードとしてRDMAを示す一意のEtherType値を指定します。
RoCEバージョン2 (RoCEv2)は、IBレイヤ3アドレッシングをIPに置き換えます。IB Layer 4とRDMAデータをUDPヘッダーにカプセル化します。この戦略により、RoCEv2はIPv4およびIPv6ネットワークを介してルーティング可能になります。RoCEv2は、RoCEの最も一般的な実装です。
CXスイッチに実装されたロスレスEthernetの最適化により、RoCEプロトコルと標準iSCSIなどの非RoCEプロトコルの両方を使用するアプリケーションのデータ・センターのパフォーマンスが向上します。RoCEは、ストレージ通信に加えて、データベース操作、ビッグデータ分析、ジェネレーティブAIのパフォーマンスを向上させます。
NVMe(Non-Volatile Memory Express)は、PCIeが提供するCPUへの直接通信やマルチレーン・データ・パスを活用して、大容量のデータを低レイテンシーで高速に移動する、デバイス内データ転送プロトコルです。NVMeは、数十年前のSATA(Serial Advanced Technology Attachment)プロトコルの代替として、ソリッドステートドライブ(SSD)用に特別に設計されています。NVMe over Fabrics(NVMe-oF)は、NVMeをネットワーク・ホスト間で動作するように拡張します。NVMe-oFは、RoCEを含む複数のプロトコルで動作します。
RDMA over Ethernetを実行する主な課題は、リンクの輻輳という問題を克服することです。これは、最新のイーサネットネットワークでイーサネットフレームがドロップする最も一般的な原因です。リンクの輻輳は、発信ポートで送信できる速度よりも速い速度でフレームがスイッチで受信された場合に発生します。リンクの輻輳には2つの一般的な原因があります。まず、スイッチ上の受信ポートと送信ポートの速度が異なるため、高速のポートは低速のポートへの送信よりも高速にデータを受信できます。 次に、スイッチは、同じ発信インターフェイス宛ての複数のインターフェイスで多数のフレームを受信します。どちらの場合も、スイッチは、発信ポートが送信できるようになるまで、余分なフレームをメモリバッファにキューイングできます。バッファメモリがいっぱいになると、バッファがいっぱいである限り、追加の着信フレームがドロップされます。その結果、TCP再送信が発生し、アプリケーションのパフォーマンスが低下します。
信頼性の高いイーサネットの構築
ロスレスEthernetファブリックは、特定のアプリケーションのフレーム廃棄を防ぐための一連の戦略を採用して構築できます。
3つの主要なサービス品質(QoS)戦略によって、バッファメモリとスイッチポート帯域幅に対する競合する要求、つまり、アプリケーション専用のスイッチバッファ、フロー制御、およびアプリケーションの保証されたメディアアクセスに対する要求を管理します。これらの3つの戦略を組み合わせることで、ストレージやその他のアプリケーション向けのロスレスEthernetファブリックが実現します。
次の表に、Arubaデータセンタースイッチでサポートされている主要なDCBプロトコルを示します。
| データセンターブリッジングコンポーネント | 説明 |
|---|---|
| PFC：優先度ベースのフロー制御 | バッファの枯渇を防ぎ、パケットをドロップしないキューを確立します。 |
| ETS: Enhanced Transmission Selection | トラフィッククラスの帯域幅予約を定義し、同じリンク上でロスレスおよびロスイのトラフィックを共存できるようにします。 |
| DCBx:データセンターブリッジング交換プロトコル | Link Layer Discovery Protocol(LLDP)を使用してリンク上のデバイス間でPFCおよびETS情報を交換し、構成を簡素化します。 |
上記のプロトコルに加えて、Aruba CXスイッチはIP Explicit Congestion Notification(ECN)をサポートしています。IP ECNはレイヤ3フロー制御方式で、通信パス内の任意のスイッチからトラフィックレシーバに輻輳の存在を通知できます。輻輳通知を受信した後、受信ホストは、データ伝送レートを遅くするために、トラフィックソースに直接のIPベースの輻輳通知を送信します。
RoCEの機能強化により、2つの異なるバージョンが作成されました。RoCEv1は、上の表のベースDCBプロトコルに依存しており、ルーティングされたIPネットワークではサポートされていません。RoCEv2は、RoCEトラフィックのIPルーティングを可能にし、IP ECNサポートを含み、「RoCE」という用語で最も頻繁に参照されるプロトコル・バージョンです。
優先順位フロー制御
イーサネットポーズフレームは、IEEE 802.3x仕様のイーサネットネットワークにリンクレベルフロー制御(LLFC)を導入しました。トラフィック受信装置は、必要に応じて、直接接続されたトラフィック源に対して、送信を短時間一時停止するように要求することができます。これにより、受信装置はキューイングされたフレームを処理し、バッファの枯渇を回避できます。要求された一時停止期間が経過した後、トラフィックソースはフレームの送信を再開できます。受信機はまた、一時停止が不要になったことをソースに通知することができるので、ソースは、元の一時停止期間が満了する前にフレームの送信を再開することができる。
Priority Flow-Control（PFC;プライオリティフロー制御）は、Quality of Service（QoS;サービス品質）キューと連動して機能し、イーサネットのポーズフレーム機能を強化します。PFCでは、アプリケーションを優先順位値に関連付けることで、アプリケーションごとにトラフィックを一時停止できます。個々のプライオリティ値に関連付けられたトラフィックがPFCによって一時停止されると、他のプライオリティに割り当てられたトラフィックは影響を受けず、送信を継続できます。
リンクでは、CXスイッチと接続されたデバイスの両方が、アプリケーション・トラフィックに対してローカルで優先度を割り当て、その優先度をリンク上のピアに示す必要があります。トラフィックの優先順位は、802.1p Priority Code Point(PCP)値またはDifferentiated Services Code Point(DSCP)値を使用して通知できます。
PCP優先度マーキング
IEEE 802.1Qbb規格では、802.1Qヘッダーの802.1p PCP値を使用して、アプリケーショントラフィックの優先順位を割り当てます。3ビットのPCPフィールドでは、8つのClass of Service（CoS;クラスオブサービス）のプライオリティ値(0 ～ 7)を使用できます。PCPベースのPFCでは、フレームに802.1Qヘッダーを追加するために、VLANタグ付きのトランクリンクを使用する必要があります。
次の図は、イーサネットフレームの802.1Qヘッダーで802.1p CoS優先順位を指定するために使用されるPCPビットを示しています。
デフォルトでは、フレームキューイングに使用されるスイッチ上のローカルプライオリティに対するCoSプライオリティの1対1のマッピングが存在します。
DSCP優先順位マーキング
2台のデータセンターホスト間でのロスレス動作では、ホストとデータパス内のすべてのスイッチの両方に一貫したPFC構成が必要です。ルーティング専用インターフェイスがデータパスにある場合、IPヘッダーのDSCPビットを使用して優先順位を指定することで、アプリケーションの優先順位を維持できます。DSCPビットは、タグ付きおよびタグなしスイッチアクセスポートの両方で、アプリケーショントラフィックの優先順位をマークするためにも使用できます。
次の図は、IPヘッダーの従来のType-of-Service(ToS)フィールドにあるDSCPビットを示しています。
6ビットのDSCPフィールドでは、64のDiffServ優先順位値を使用できます。デフォルトでは、DiffServ値は8つの個別のローカル優先順位値のそれぞれに8つの連続したグループでマップされます。
CXスイッチは、各インターフェイスが信頼できるQoSマーキング方法を指定できるようにすることで、CoSとDSCPの優先順位の値の混在をサポートします。異なるスイッチポートに複数の方式が混在している場合、トラフィックはレイヤ2 CoSプライオリティ値とレイヤ3 DSCP値の間で再マーキングを必要とする場合があります。
ルーテッドスパインアンドリーフデータセンターアーキテクチャとVXLANオーバーレイの増加に対応して、DSCPベースの優先マーキングをサポートするホストとストレージデバイスの数が増加しています。これにより、ネットワークスイッチ上のレイヤ2 CoS値とレイヤ3 DSCP値を変換することなく、ルーティングされたドメイン全体で一貫したQoSマーキングが可能になります。
CXスイッチでは、CoSとDSCPの値に加えて、クラシファイアポリシーを適用してトラフィックを入力し、パケットのヘッダフィールド値に基づいて優先順位（PCP、DSCP、およびローカル）を割り当てることができます。
フレームがVXLANトランスポート用にカプセル化されている場合、適切なキューイングを確保するために、カプセル化されたトラフィックのQoS DSCP優先順位が外側のVXLANパケットのIPヘッダーで考慮されます。
PFCオペレーション
CXデータ・センター・スイッチは、ロスレス・トラフィック専用の特別な共有QoSバッファ・プールをサポートします。CX 8325、10000、9300モデルは、最大3つのロスレス・プールをサポートします。通常、ストレージトラフィックに対して定義されているロスレスキューは1つだけです。各ロスレスプールには、サイズ、ヘッドルーム容量、および関連するローカル優先順位値が割り当てられます。ロスレスプールに割り当てられたバッファは、デバイス上で使用可能な総バッファメモリから割り当てられます。このバッファメモリは、デフォルトで1つのロスレスプールに割り当てられます。CX 8100および8360は、小規模なデータ・センター向けに、1つの固定ロスレス・プールをサポートします。
受信したフレームには、PCPおよびDSCP値のローカル優先度値へのマッピングに基づいて、ローカル優先度値が割り当てられる。フレームのローカルプライオリティ値がロスレスキューに関連付けられている場合、フレームは特殊なロスレスバッファプールに配置されます。共有ロスレス・バッファ・プールのポートの割り当てが枯渇に近づくと、直接接続された送信側にキューの関連する優先順位値を使用してフレームの送信を短時間停止するよう通知することにより、パケット廃棄を回避する。ヘッドルームプールには、関連付けられた優先順位に対して送信中の一時停止が要求された後にインターフェイスに到着したパケットが格納されます。
PFCのサポートは、CX 8325、9300、10000、8360、8100に含まれています。ただし、ロスレスキューに関連付けられたQoSプライオリティを持つCX 10000に到達するトラフィックは、ポリシー強制または監視強化のためにAMD Pensando Distributed Processing Unit(DPU)に送信されません。
次の図は、CoSプライオリティ値を使用して定義された2つのキューを持つ送信元とCXスイッチの受信機間のキューイング関係を示しています。すべての優先順位は、デフォルトの損失キューまたは1つの損失なしキューにマップされます。CXプラットフォームで2つのキューを使用すると、キューの深さとバースト吸収が最適になります。
PFC休止通知は、プライオリティキュー番号との関連付けによって、単一のアプリケーションに関連する送信を一時的に停止します。
ストレージは、ロスレスEthernetの最も一般的なアプリケーションです。上の図をストレージシナリオに適用すると、すべてのストレージトラフィックに4のPCP値が割り当てられ、ローカルプライオリティ4にマッピングされます。CXスイッチでストレージ・トラフィックを受信すると、ストレージ専用のロスレスQoSキューに配置されます。非可逆キューに割り当てられたトラフィックは、非可逆ストレージトラフィックのバッファの可用性に影響を与えません。CXスイッチ上のロスレス・ストレージ・キューが枯渇に近いしきい値に達すると、ストレージ・トラフィックのみを一時停止するように送信者に通知するために一時停止フレームが送信されます。送信側からの他のすべてのトラフィックは引き続き転送され、バッファが使用可能な場合はCXスイッチ上の共有ロスィキューに入れられます。
リンクレベルフロー制御(LLFC)
PFCは推奨フロー制御戦略ですが、データセンターホストが適切にトラフィック優先度のマーキングをサポートする必要があります。PFCは特殊なHBAに組み込まれており、RoCEコンプライアンスのために必要です。
LLFCは、優先順位付け、キューイング、および伝送のために他のQoSコンポーネントと組み合わせて実装すると、ロスレスイーサネットを有効にできます。仮想および物理ストレージアプライアンスの多くはPFCやその他のDCBプロトコルをサポートしていませんが、LLFCはほとんどの標準イーサネットネットワークインターフェイスカード(NIC)で広くサポートされています。LLFCを実装すると、PFCをサポートしないホストや非RoCEプロトコルに対するロスレスデータ転送の利点が拡張されます。
LLFCを使用するスイッチポートで受信されたすべてのトラフィックは、ロスレスとして扱われます。LLFCを使用してリンクに接続されたホストからの損失の多いトラフィックの送信を最小限に抑えることをお勧めします。
CXスイッチは、接続されたデバイスにLLFC一時停止フレームを送信すると、単一のターゲット・アプリケーションからではなく、そのソースからのすべてのトラフィックを一時停止します。送信中の一時停止により、スイッチはロスレスキュー内のフレームを送信する時間を確保し、フレーム廃棄を防止します。
通常、アプリケーショントラフィックの優先順位は、リンクレベルのフロー制御に制限された送信元からは通知されません。送信元マーキングトラフィックの優先順位の代わりに、CX入力ポートに分類子ポリシーが実装され、定義されたTCP/IP特性を一致させることによってロスレスキューに配置する必要があるアプリケーショントラフィックを識別します。インターフェイスがDSCPまたはCoSの優先順位値も信頼する場合、信頼できるQoSマーキングが優先され、カスタムポリシーの優先順位付けよりも優先されます。
ETS(Enhanced Transmission Selection)
ETSは、優先度キュー番号との関連付けを使用して、リンク上の使用可能な送信時間の一部をアプリケーションに割り当てます。これにより、アプリケーショントラフィックがキューフレームを送信するのに十分な帯域幅を持つことが保証されるため、バッファの可用性が確保されます。この動作により、輻輳およびフレームの廃棄の可能性が減少します。
帯域幅の割り当ては、トラフィッククラスに分割される。ETSは、QoSスケジューリングプロファイルを使用してCXスイッチ上に実装され、ローカルで定義されたキューはトラフィッククラスとして扱われます。トラフィックは、ローカルプライオリティ値に関連付けることによってキューに関連付けられます。トラフィックは、分類子ポリシーを使用して、DSCP優先順位、CoS優先順位、またはTCP/IP特性に基づいてローカル優先順位にマップできます。
Aruba CX 8325、10000、および9300スイッチは、DWRR(Deficit Weighted Round Robin)方式を適用し、スケジューリング・プロファイル内の各キューに重みを適用することによって、キューの帯域幅割り当てを計算します。次の例は、重みの集合セットのキューに関連付けられた帯域幅の結果の割合を示しています。
| キュー番号 | 重量 | 帯域幅の保証 |
|---|---|---|
| キュー0 （損失） | 8 | 40% |
| キュー1 （ロスレス） | 10 | 50% |
| キュー2 （ロスレス） | 2 | 10% |
上の例では、ストレージトラフィックをキュー1に割り当てることができ、これによってストレージトラフィックがリンクの帯域幅の最大50 %を消費する能力が保証されます。 あるクラスのトラフィックが割り当て全体を消費していない場合、他のクラスはそのトラフィックを使用できます。これにより、リンクは全容量で動作し、各トラフィッククラスへの割り当てが保証されます。リンクが飽和状態の場合、各クラスは割り当てられた重みに基づいて割り当てられた帯域幅のみを消費できます。
複数のスケジューリング・プロファイルを定義できますが、個々のポートには伝送スケジュールを管理する1つのプロファイルが割り当てられます。
次の図は、スイッチに到達するトラフィックがキューに配置され、発信ポートのキューごとに予約された帯域幅を示しています。スケジューリングの強制は、発信ポートが飽和状態になり、各トラフィッククラスの入力レートが、発信ポートに設定された予約帯域幅を満たすか、それを超えた場合に行われます。
発信ポートがオーバーサブスクライブされていない場合、その伝送速度は異なる場合があります。あるクラスの未使用の帯域幅割り当てが別のクラスによって消費される可能性があります。たとえば、ポートが容量の75%で送信している場合、60%はキュー0、20%はキュー1、5%はキュー2からのものであり、スイッチはスケジューリングアルゴリズムを強制する必要はありません。キュー0の損失の多いトラフィックは、他のトラフィッククラスに割り当てられた未使用の容量を消費し、スケジュールが指定するレートよりも高いレートで送信できます。
データセンターブリッジングExchange(DCBx)
DCBx対応ホストは、CXスイッチによってアドバタイズされるPFC値とETS値を動的に設定します。これにより、データ・センターのホストと接続されているスイッチとの間で一貫した構成が保証されます。また、DCBxはアプリケーショントラフィックをプライオリティマッピングに通知するため、ロスレスキューイングを必要とするトラフィックが適切にマークされます。接続ホストでのロスレスイーサネットの設定は、個々のホストでのPFC、ETS、およびアプリケーションプライオリティマッピングの設定に伴う管理上の負担を取り除くことによって、プラグアンドプレイの操作になります。
DCBxは、Link Layer Discovery Protocol（LLDP;リンク層探索プロトコル）を使用して設定を共有するリンクレベルの通信プロトコルです。PFC、ETS、およびアプリケーションプライオリティ設定は、特定のLLDP Type-Length-Value(TLV)データレコードを使用してスイッチからアドバタイズされます。CXスイッチは、ピアの構成に合わせて構成を変更する意思がないことを示すため、すべてのTLVでwilling bitを0に設定します。CXスイッチは、IEEEとCEE(Convergence Enhanced Ethernet)の両方のDCBxバージョンをサポートしています。
IP明示的輻輳通知(ECN)
IP ECNは、パス内のネットワークスイッチまたはルータが輻輳の発生を知らせる場合に、ホスト間のトラフィック転送レートを低減するフロー制御メカニズムです。IP ECNは、複数のネットワークデバイスによって分離されたホスト間や、異なるルーティングセグメント上で使用できます。RoCEv2準拠のために必要です。
IP ECNをサポートするホストは、IPヘッダー内の2つの予約されたType of Service（ToS;タイプオブサービス）ビットのうちの1つを1つの値に設定します。通信パス内のスイッチまたはルータで輻輳が発生した場合、残りのゼロECNビットを1に設定します。これにより、通信パスに輻輳が存在することがトラフィック受信者に通知されます。
トラフィック受信者は、輻輳が通知されると、IPユニキャストメッセージを送信して送信元に信号を送ります。ソースは、データ転送レートを短時間だけ下げることによって応答します。
IP ECNは、ほとんどの条件下でトラフィックフローをスムーズにし、マイクロバーストに対処するための高速メカニズムを除いて、完全な一時停止をトリガーするためのPFCの必要性を減らします。
IP ECNは、iSCSIなどの非RoCEプロトコルのパフォーマンスを向上させるために実装することもできます。
ストレージの位置づけ
データセンターのストレージは、通常、SAN、ハイパーコンバージドインフラストラクチャ(HCI)の一部、またはDisaggreged HCI(dHCI)として導入されます。
SANは、ネットワークを介してサーバに接続された1つまたは複数の専用ストレージ・アプライアンスで構成されます。FibreChannelなどのストレージ・ベースのプロトコルを使用する独自のネットワークを使用して、サーバをストレージに接続できます。しかし、イーサネット・ネットワーク上のIPベースのソリューションは、広帯域幅で低コストのオプションを提供し、採用レベルを加速します。一般的なIPベースのSANプロトコルには、iSCSIとRoCEが含まれます。
HCIは、既製のx86インフラストラクチャのストレージ機能とコンピューティング機能を切り離し、クラウドのようなリソース管理エクスペリエンスを提供します。HCI環境の各x86ホストは、分散ストレージとコンピューティングサービスの両方を提供します。HCIクラスターメンバー上のローカル記憶域は、クラスターの他のメンバーが使用できます。これにより、単純なスケーリングモデルが提供され、x86ノードを追加すると、ストレージとコンピューティングの両方がクラスタに追加されます。
HPE SimpliVity dHCIソリューションは、コンピューティングリソースとストレージリソースを別々の物理ホストバケットに分割し、一度に1つのリソースを柔軟にスケーリングできるようにします。従来のHCIモデルでは、x86ノードを追加する際に、ストレージとコンピューティングの両方を一緒に増やす必要があります。1つのリソースの増加のみが必要な場合、これはコストがかかる可能性があります。たとえば、追加のコンピューティングが必要で、ストレージがHCIソリューションですでに適切にプロビジョニングされている場合、必要に関係なく、かなりの追加のストレージがクラスターに追加されます。 dHCIは、コンピューティングとストレージを個別に拡張しながら、x86ハードウェアをコンピューティングとストレージサービスの両方に使用できます。
上記のすべてのストレージモデルは、ロスレスEthernetを使用する場合のパフォーマンスを向上させます。
並列ストレージネットワーク
従来、ストレージネットワークは、独自のネットワークハードウェアとプロトコルを使用してデータネットワークと並行して展開され、FibreChannelやInfiniBandなどのストレージプロトコルの信頼性のニーズをサポートしていました。TCP/IPベースのストレージ・モデルにより、低コストのEthernetベースのネットワーク・インフラストラクチャへの移行が可能になり、ストレージとデータ・ホスト間のネットワーク帯域幅の競合を回避するための一般的な方法として、ストレージEthernetスイッチの並列セットが使用されるようになりました。
Ethernet経由で専用ストレージ・ネットワークを実装する場合、輻輳のためにフレームがドロップする可能性があるため、ストレージ・ネットワークのパフォーマンスを最大化するために、レイヤー2 DCBプロトコルのフル・スイート(DCBx、PFS、ETS)を導入することをお勧めします。
次の図は、データネットワークと並列に配置された専用のイーサネットストレージネットワークを示しています。専用のストレージネットワークを使用している場合でも、ロスレスEthernetプロトコルを推奨します。
統合データ/ストレージネットワーク
ポート密度の高い高速トップオブラック(ToR)スイッチにより、ストレージとデータネットワークを同じ物理イーサネットスイッチインフラストラクチャに集約できます。組織は、データとストレージのニーズを処理できる単一のネットワークに投資することで、予算リソースを最大限に活用できます。
ストレージとデータの統合ネットワークでは、ネットワークリソースが高速ストレージパフォーマンスに適切に割り当てられるように、キューイングと転送の優先順位付けが必要です。IP ECNは、トラフィックフローをスムーズにし、パフォーマンスを向上させるための追加のフロー制御オプションを提供します。DCBxは、PFCおよびETSホスト構成を自動化するのに役立ちます。
次の図は、2層のデータセンターモデルでロスレスEthernetを実現するためのプロトコルと位置づけを示しています。
スパインとリーフのネットワークアーキテクチャにより、線形拡張が可能になり、ネットワーク資源のオーバーサブスクリプションと競合を減らすことができます。これは、スパインスイッチを追加して東西のネットワーク容量を増やすことによって達成されます。スパインネットワークとリーフネットワークは、データセンターラック間でレイヤ3プロトコルを使用します。この場合、ネットワークインフラストラクチャ全体でトラフィックのQoS優先順位を一貫して設定するために、802.1p優先順位をDSCP値にマッピングする必要があります。
iSCSI
iSCSIは、最も普及している汎用SANソリューションの1つです。標準のiSCSIはTCPベースで、ルーティングされたIP接続をサポートしますが、イニシエータとターゲットは通常、同じレイヤ2ネットワークに展開されます。ロスレスEthernetはiSCSIの要件ではありませんが、全体的なパフォーマンスを向上させることができます。10 Gbps以上の高速ネットワークカードを使用する多くのiSCSIストレージアレイは、PFCとETSをサポートしています。
PFCがサポートされていない場合は、LLFCを使用してロスレスイーサネットファブリックを実現できます。ストレージとコンピューティングトラフィック間の競合を避けるために個別のスイッチングインフラストラクチャを実装できますが、ロスレスEthernetを使用すると、単一のコンバージドネットワークを導入して、設備投資と運用コストの両方を削減できます。
次の図は、統合データおよびiSCSIストレージネットワークのコンポーネントを示しています。
高可用性
ロスレスEthernetを使用するアプリケーションは、通常、組織の運用にとって重要です。アプリケーションの可用性とビジネス継続性を維持するため、ToR(Top-of-Rack)スイッチからの冗長リンクにより、リンク障害が発生した場合でも接続ホストは継続的に接続できます。冗長な通信パスとアプリケーションに十分な帯域幅を提供するデータセンターネットワーク設計を使用します。ネットワーク設計オプションの詳細については、Data Center Connectivity Designガイドを参照してください。
CXスイッチのロスレスEthernetのサポート
次の図は、ロスレスEthernetおよびストレージプロトコルに対するHPE Aruba CXデータセンタースイッチのサポートと、一般的なストレージプロトコルの機能要件をまとめたものです。
CXスイッチのHPEストレージ検証
SPOCK(Single Point Of Connectivity Knowledge)は、CXスイッチを含むHPEストレージ・コンポーネントの検証済み互換性をまとめたデータベースです。HPE Aruba Networking CX 8325およびCX 9300シリーズスイッチは、HPE Storage Networking StreamによってSPOCKで検証され、承認されています。