Hvað er NVMe yfir TCP (NVMe/TCP)

Lærðu hvað er NVMe yfir TCP og hvernig virkar NVMe yfir TCP á auðveldu tungumáli.

NVMe yfir TCP útskýrt

Aukin eftirspurn eftir tölvuskýi þarf skilvirkt og hagkvæmt geymslukerfi. Þó hefðbundnir harðir diskar (HDD) séu óhreinindi ódýrir, þá eru þeir ekki færir um að hýsa árangursdrifinn hugbúnað eða reikniferli í skýinu.

Þess vegna, til að takast á við þetta vandamál í fjöldageymslu fyrir tölvutæki, gaf NVM Express Inc. út arkitektúr fyrir NVMe SSD, ljómandi hraðvirkt innra geymslutæki fyrir tölvur yfir PCIe eða Peripheral Component Interconnect Express strætó.

Hins vegar er PCIe aðeins fyrir bein gagnasamskipti milli vinnsluminni og NVMe SSD. Hvernig myndi maður innleiða það sama fyrir tölvuskýjaumhverfi þar sem hýsil- og biðlaratölvur eru staðsettar á afskekktum stöðum? Þessi tæki geta aðeins átt samskipti í gegnum internetið eða innra netið.

Til að takast á við þessa áskorun var NVMe over Fabric eða NVMe-oF samskiptareglur hönnuð til að leyfa þróun NVMe netgeymslulausna. Það notar NVMe rökfræðilega tækjaskilgreiningarviðmótið til að flytja gögn á milli hýsingartölvunnar eða netþjónsins og geymslusvæðisnets (SAN) eða beina tengdrar geymslu (DAS).

En uppsetning NVMe-oF er mjög dýr, jafnvel fyrir stór fyrirtæki. Einnig, þar sem NVMe-oF krefst aðallega ljósleiðara sem flutningsmiðils gagna frá punkti A til punktar B, er ekki bara gerlegt að dreifa NVMe-oF fyrir almenningsský.

Til að takast á við þetta vandamál hefur NVM Express Inc. komið með NVMe yfir TCP eða NVMe/TCP samskiptareglur.

Hvað er NVMe yfir TCP (NVMe/TCP)?

NVMe/TCP er útbreidd útgáfa af NVMe-undirstaða I/O skipanaforskrift. Það er háþróaða útgáfan af NVMe-oF og skilgreinir virkni NVMe gagnaflutningssamskiptareglunnar við skilaboðatengdu samskiptaregluna, TCP.

Það er til NVMe/TCP flutningsforskrift sem lýsir eftirfarandi:

• Hvernig á að kortleggja NVMe biðraðir eftir stöðluðu setti reglna
• Hvernig á að búa til hylki fyrir NVMe yfir efni
• Hvernig á að afhenda NVMe-oF hylki til trefja, InfiniBand og flutningskerfis sem ekki eru trefjakerfi með því að nota kunnuglega  Transport Control Protocol eða TCP

Í hnotskurn, samsetning NVMe og TCP, NVMe/TCP flytur gögn og skipanir hraðar og á villulausan hátt milli NVMe-oF hýsils og NVMe-oF stýringartækja.

Hægt er að tengja slík tæki yfir internetið og innra netið með því að nota Ethernet-undirstaða TCP/IP net. Tengimiðillinn gæti verið ljósleiðarar eða hefðbundnir Cat 5 og Cat 6 kaplar

Af hverju NVMe yfir TCP?

Upprunalega NVMe flutningskerfið var ætlað fyrir SSD diska sem fara beint inn í tölvukerfið, aðallega á móðurborðinu. Flutningssamskiptareglur hafa upphaflega verið fínstilltar fyrir NVM PCIe SSD sem tengjast netþjónum eða vinnustöðvum innbyrðis.

Seinna vegna hraðvirkra og gríðarlegra gagnageymsluþörf í skýinu, NVMe flutningssamskiptareglur tengdar flutningsbindingu forskriftum sem skýjagagnaver nota aðallega, eins og Fibre Channel, RDMA over Converged Ethernet (RoCE), Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP) , og Infiniband.

Þó að ofangreind NVMe breyting virki bara vel, þá er hún ekki hentug fyrir almenningsský þar sem þörf er á sérhæfðum vélbúnaðarbúnaði frá viðskiptavininum. Þess vegna var TCP flutningsbindingarkerfi tekið upp sem er aðgengilegt á heimsvísu og áreiðanlegt yfir langlínukerfi.

Kjarnahlutir NVMe yfir TCP

NVMe/TCP flutningsforskrift fyrir NVMe-oF inniheldur eftirfarandi nethluti:

• Fjarlæga gagnaaðgangskerfið sem notar NVMe samskiptareglur fylgir Open Systems Interconnection (OSI) líkaninu fyrir tölvunetkerfi.
• NVMe/TCP notar Ethernet nettæknina sem starfar í OSI efnislegu og OSI gagnatenglalaginu.
• Fyrir samskiptareglur og stefnur um pakkagagnaskipti treystir NVMe/TCP á TCP/IP samskiptareglur.
• NVMe skipanasett til að umbreyta öllum skipunum sem notandi hefur gefið út og I/O forrita í ákveðna NVMe skipanatöflu eins og admin, I/O, efni o.s.frv.
• Fjarflutningur NVMe skipana, í efni sem byggir á skilaboðum, fer fram með hylkjum. Þessi hylki gætu verið viðbragðs- eða skipunarhylki. NVMe skipanahylki tákna einingu NVMe gagnaskipta.
• Undirkerfi og hýsilstýring eiga samskipti sín á milli með því að skiptast á NVMe/TCP Protocol Data Units eða NVMe/TCP PDUs.
• Það er þriggja þrepa tengingarferli á milli stjórnandi undirkerfisins og hýsilsins. Þessi skref eða fasar eru NVMe-oF Connect, NVMe/TCP Connect og Fabric Connect.
• Í NVMe/TCP flutningsbindingukerfi eru kraftmiklir I/O stýringar sjálfkrafa búnir til og úthlutað á hýsingartölvuna þegar undirkerfi tengist með góðum árangri við hýsilinn NVMe-OF.

Kostir NVMe yfir TCP

• TCP er útbreiddasta samskiptareglan fyrir gagnaflutning á netinu eða innra neti og er fáanleg með öllum gagnaverum og viðskiptavinum tölvuskýjaauðlinda.
• Gagnaverin og viðskiptavinir þeirra þurfa ekki að skipta um núverandi netvélbúnað eins og beinar, rofa og NIC.
• TCP getur notað bæði trefjasnúru og Cat 5 eða Cat 6 snúru og þess vegna er viðhald frekar auðvelt.
• TCP flutningsbinding fyrir NVMe-oF býður upp á mikla afköst og litla leynd. Þess vegna er það fullkomlega til þess fallið fyrir verkefni sem eru mikilvæg og örgjörva krefjandi ferla á hýsingartölvunni og auðvelt að nálgast það fyrir marga fjarlæga viðskiptavini án þess að lesa/skrifa átök.
• TCP býður upp á kraftmikla leið. Svona, í samanburði við fjarlægan beinan minnisaðgang (RDMA), er TCP bestur árangur í stórum gagnaverum og skýjarekstri frá lengri vegalengdum.
• TCP er með stærra þróunarsamfélag en nokkur önnur NVMe flutningsforskrift.

Áskoranir NVMe yfir TCP

• Þegar þú notar TCP stafla verður þú að leyfa örgjörvanum að leysa flestar TCP aðgerðir eins og að reikna út eftirlitssummur. Þannig, á stærri skala, þegar margar biðlaravinnustöðvar munu biðja um að skrifa og lesa gögn frá nettengdum geymslutækjum í gegnum hýsingartölvuna, mun álagið á hýsilörgjörva aukast.
• Hyperconverged innviðir verða að vera einfaldir. Hins vegar, þegar þú notar NVMe/TCP, gerirðu það flókið.
• NVMe yfir TCP hefur einnig nokkra öryggisgalla sem tölvuþrjótar geta notað til að síast inn í skýjaaðgerðir þínar, stela gögnunum og gera trúnaðargögn aðgengileg á myrka vefnum  nema  þú notar stranga netöryggis- og  vírusvarnarlausn .

NVMe yfir TCP: Lokaorð

TCP er leiðandi samskiptaregla í opinberum eða einkareknum gagnaverum. Þess vegna er NVMe/TCP fyrsti kosturinn til að bjóða upp á hagkvæmar geymslulausnir í gegnum internetið, innra netið og skýjainnviði.

Þessi samskiptaregla er einnig stigstærð og áreiðanleg yfir langlínutengingar. Þar sem skýjageymslutími les/skrifa er jafngildur flestum trefjarásarsamskiptareglum, er NVMe yfir TCP ákjósanlegasta skýgeymsluflutningslausnin.

Næst,  3 valkostir við skýgeymslu