基本概述
乙太網作為一種盡力服務的網路模型,網路繁忙時可能發生丟包或傳輸故障,由於傳統乙太網不可靠的傳輸特性,因此不適合在存儲信息傳輸過程中使用。例如:公共安全場所的監控錄像,有研究表明,一個人掠過一個監控攝像機最短的時間不到一秒鐘,如果關鍵數據在傳輸過程中丟失,就會給未來的調查取證造成極大困擾。
為了使光纖通道(Fiber Channel)傳輸數據可以在乙太網上傳輸,發展出了FCoE(Fiber Channel Over Ethernet)協定。但是,傳統的乙太網是肯定是無法承載光纖通道數據傳輸的,乙太網應該發展成為擁有阻塞管理和流量控制功能的低延遲的和不丟棄數據包的傳輸技術,最終發展成增強型的乙太網。
聚合增強乙太網(Converged Enhanced Ethernet,CEE),也稱為數據中心橋接,現在在很大程度上僅限於伺服器機架,將連線到伺服器的網路和適配器數量從5到6個調整到2個。一個頂級機架交換機同時將存儲和傳統數據網路流量整合到一條光纖(CEE)中,並且為每台伺服器同時提供2條冗餘鏈路。這既節省了線路和電源開銷,也簡化了管理。
特點
聚合增強乙太網是一種擁有阻塞管理和流量控制功能的低延遲、不丟棄數據包的傳輸技術,它和
乙太網光纖通道( fibre channel over ethernet,FCoE) 技術的出現,將數據中心
區域網路和存儲區域網路融合為單一的乙太網互聯結構,實現了I/O 的整合。融合後的數據中心網路不僅具有
乙太網低成本、可擴展的特點,還擁有FC 高可靠性的優點。
比較
傳統的乙太網絡可以容忍一定的丟包和時延變化/抖動。所以,IEEE定義了一系列標準,規範DCE/CEE對於傳統乙太網增強,主要包括:
(1) 802.1Qbb Priority Flow Control(PFC):
傳統的乙太網是整條鏈路進行流控的。802.1Qbb是基於優先權的流控標準。在一條物理鏈路上,分成了8個虛擬通道,每一個通道分配一個優先權。這樣在一條鏈路上可以承載多種業務類型,包括FCoE和非FCoE的業務。當發生擁塞時,接收端可以在特定的優先權虛擬通道上傳送XOFF和XON幀,抑制或者繼續特定的業務,保證高優先權或者時延敏感的業務的傳輸。
(2)802.1Qaz Enhanced Transmision Selection(ETS):
保證不同服務級別上的多種流量類型的質量。在DCE/CEE上的業務中,IPC是時延敏感的業務,SAN業務是對丟包敏感的業務,而IP業務是可以允許一定的丟包和時延。鏈路上的業務可以分為若干個優先權組(Priority Group,PG),並且定義每個PG的頻寬屬性。重要的業務,比如存儲網路數據被賦予高優先權,保證頻寬。低優先權業務只能在高優先權業務頻寬不占用的情況下,才能使用分配頻寬之外的額外頻寬。
優勢
1.優先權流量控制。
優先權流量控制( priority-based flow control,PFC) 作為增強的Pause 機制,可以在一條以太物理鏈路上最多創建8 個獨立的虛擬鏈路,並允許單獨暫停和重啟其中任意一條虛擬鏈路。該方法使網路能為單個虛擬鏈路創建無丟幀類別的服務,使其能與同一接口上的其他類型的流量共存。在支持FCoE 的
交換機上,通過乙太網幀的CoS 值區分不同類型的流量,在擁塞嚴重時暫停指定虛擬通道上的數據流量。
2.增強傳輸選擇。
增強傳輸選擇( enhancedtransmission selection,ETS) 通過為指定服務類或虛擬通道提供保障頻寬來提高整體性能。ETS 可為不同的業務流量設定優先權和保障頻寬,並允許低優先權的流量使用高優先權佇列閒置的頻寬,使網路頻寬得到最大化的利用。
3.數據中心橋接交換協定。
數據中心橋接交換協定( data center bridging exchange,DCBX) 的作用是為具備數據中心橋( data center bridging,DCB) 特性的網路設備提供參數協商和遠程配置功能,包括發現對端設備的DCB 能力( 如是否支持PFC 等) 、發現鏈路兩端設備DCB 參數的配置錯誤、遠程配置對端設備的DCB 參數。
4擁塞通告。
當網路中發生擁塞時,由擁塞點向
數據源傳送指示來限制引起擁塞的流量,並在擁塞消失時通知其取消限制。這樣可以把擁塞限制在網路的邊緣,減少了擁塞對網路其他部分造成的影響。
5多鏈路透明互聯。
多鏈路透明互聯( transparentinterconnect of lots of links,TRILL) 是一種在2 層網路中提供多路徑的技術。它使用IS-IS 協定來學習交換機網路的
拓撲,計算乙太網連線各端點之間的最短路徑和等價路徑,支持多條並行路徑,流量可以在多條並行路徑中均衡負載,從而提高網路的擴展性和可靠性。
套用
FCoE 網路融合技術和CEE 技術實現了傳統數據中心的LAN 和SAN 的融合。融合後的網路實現了乙太網對SAN 數據流量的承載,能對數據鏈路的I/O 進行有效整合,並提供高速頻寬,簡化了機房網路環境,降低了網路管理複雜度,同時有效利用了前期的
基礎設施建設,從而構建起高密度和高效能的數據中心繫統。