FCoE能否成为赢家？

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2009年6月，T11技术委员会终于将FCoE（Fibre Channel over Ethernet）标准作为一项ANSI标准正式提交给了INCITS（国际信息技术标准委员会）审核，并有望在近期得到批准。尽管FCoE离成为最终标准还差最后一步，但已基本没有悬念。

FCoE的出现一直被业界看好，被认为是将彻底颠覆存储网络架构目前的格局，成为未来主导的存储传输协议。由于FCoE协议是在以太网上传输FC封装的协议，因此，增强型以太网（Converged Enhanced Ethernet，CEE）是其中最重要的相关部分。CEE是采用FC特性的以太网，可传输FCoE存储数据、数据中心应用系统和集群。CEE是一种无损以太网（Lossless Ethernet），其能够无损地传输FCoE数据。据介绍，目前，CEE使用三个优先级组，包括IPC、LAN和WAN。

以太网和光纤通道的有机结合

FCoE的出现源自人们希望将目前大规模应用的以太网和光纤通道相结合的想法。两者的结合将给数据中心带来减少设备数量、充分利用光纤通道、存储集中化等好处。FCoE给大型企业数据中心带来的好处则非常明显，因为大型企业每年都投资数十亿美元用于光纤通道存储，因此，能够在10Gbps的增强以太网中充分利用光纤通道是一个非常诱人的想法。应该说，将以太网和光纤通道结合是伟大的、令人激动的。

FCoE还能够帮助完成光纤SAN在高速短距网络中的应用，比如在数据中心外围中常见的刀片式服务器背板和虚拟化服务器。

FCoE的概念很简单，就是将光纤通道架构运行于10Gbps增强型以太网（CEE）上，从而形成融合网络，其特点包括: FC数据帧依旧，没有任何改变，并使用相同的名称; 以太网需要更大的数据帧（Jumbo Frames），应大于1500 bytes; 以太网必须变成无丢失的、保证传输完整的存储数据。FCoE是比iSCSI包头少但比FC要多的一种封装协议，封装协议并不替换存储接口，比如FC或SCSI。FCoE可减少服务器和交换机端口数，减少线缆和电力消耗，增加链路使用效率。同时，由于使用10Gbps的CEE，其传输速度高。

FCoE并不适用于所有情况，通常一个小规模的、只使用以太网的存储环境不需要FCoE所带来的连通性能的提升。但对于使用光纤通道的用户来说，FCoE能够使光纤通道存储渗透到数据中心的每个角落。

达到这种应用水平需要两个相关的协议: 首先是FCoE本身，一种令本地光纤通道架构运行在以太网上的传输标准; 第二个是增强型以太网（CEE），FCoE需要通过以太网来传输光纤通道。

FCoE标准使光纤通道通过数据链路层桥域运行在多个增强型以太局域网段之间，通过保持跨越10Gbps增强型以太网段的多个逻辑光纤通道SAN，从而支持SAN管理域。FCoE标准不会造成光纤通道的任何性能损失，也不会改变其架构。

增强型以太网，又称为融合增强型以太网（CEE）、数据中心以太网（Data Center Ethernet）或数据中心桥（Data Center Bridging，DCB），用本地数据链路层以太网取代了TCP/IP网络层协议。传统的以太网经常有网络阻塞、延迟和丢帧现象，不适合在光纤通道传输中使用，但10Gbps增强型以太网通过放弃了TCP/IP达到了“无损（lossless）”网络的目的。

“无损”的网络环境是优先级流量控制（Priority Flow Control）、日程调度（ETS）和FCoE协议应用的前提（同时也是阻塞管理的前提，虽然也很诱人，但对于FCoE不是必要的）。而这些则是使光纤通道架构直接在10Gbps以太网段上运行，同时不损失任何性能的必要条件。

FCoE与数据中心

目前融合网络适配器（Converged Network Adapters，CNA）还处在企业内部测试状态。客户对FCoE最大的希望是缓解数据中心越来越紧张的计算环境，将其与SAN相连接。FCoE将可能在数据中心计算环境中扩展和平衡现有的光纤通道资源。

与CEE一起，FCoE能够为数据中心管理员提供以下方便:

● 使用现有的集中式存储替代直连存储（DAS）;

● 平衡光纤通道资源，这样管理员就不再需要购买单独的iSCSI SAN;

● 为高性能环境提供10Gbps速度的CEE。

某些高性能环境面临的某些问题正好FCoE和CEE可以解决。这些问题包括需要在集中存储中部署iSCSI SAN以消除直连存储，以及大量复杂电缆和多余设备带来的能耗。

这也是目前大部分FCoE相关研究的目标，在2009年，FCoE仍应用于上述外围环境。随着FCoE被证明越来越稳定并形成正式标准，我们相信未来几年内FCoE将会出现在数据中心的关键性应用上。而在少量企业率先使用以后，FCoE将会在一两年里成为主流。2009年已出现了FCoE部署测试，预计2010年商业FCoE将会出现在数据中心的外围应用中。

虽然会有很多组织上和预算上的挑战，但是我们仍然相信在现有光纤通道SAN上进行集中化存储的回报将大于付出。

1.在密集的服务器环境中使用集中化存储

过去，位于数据中心外围的刀片服务器和虚拟服务器一般使用DAS方式存储数据; 而基于CEE和FCoE的集中以太网结构能够带来更大的带宽、更高的速度以及连接光纤通道SAN的能力。将现有光纤存储扩展到这些I/O密集的高性能环境中，能够摒弃效率低下的DAS存储，还能平衡现有的光纤存储SAN，而无需购买iSCSI SAN。CEE还能够改善I/O密集的环境，因为它能够提供更大的带宽和速度。

2.通过整合服务器降低设备复杂度和数据中心的改扩建

FCoE的另一个早期应用是帮助服务器和网络整合。数据中心中典型的服务器集群通常有5～7个为其他网络和冗余设备准备的I/O接口。FCoE和CEE能够通过多协议切换和基于主机的CAN将端口统一起来，这样大大减少网络设备的数量、服务器到网络的接口、以及连接不同集群的电缆。举个例子来说，接口数量将可能降低至两个10GbE端口、两条电缆、两个交换接口。

整合的另一个好处在于支持FCoE的CNA能够提供光纤SAN连接的标准化方法，这将简化物理架构及其支持。对于I/O互连性来说，整合以后将不再需要安装光纤通道服务，因为所有的数据中心服务器都拥有了CNA，于是IT部门或者其他政策性部门可以随时随地使用光纤通道服务。

3.帮助提高数据中心能源效率

在数据中心中，整合和网络统一还会减少与网络和存储相关的能源消耗。一般来说，网络没有存储消耗的能源多。集中化结构减少了电缆数量、接口数量和冗余服务器数量，从而达到节省能源的目的。但通过使用FCoE扩展更多数据中心服务器的光纤通道存储，减少了额外磁盘阵列的能耗，而这部分能耗相当可观。用SAN集中化存储取代多个DAS存储和iSCSI阵列，能够显著地减少阵列对能源、空间及冷却的需求。

4.一致的SAN连通

CNA使动态光纤通道SAN能够在以太网服务中部署。这样就无需在服务器上配置额外的光纤通道端口建立连接了。光纤通道的连通也能够代替效率低下的DAS方式，简化物理架构及其支持，减少为不同结构互相连接配备的大量复杂的设备，还可以使存储管理员获得高效的存储资源管理方式，即光纤通道方式代替光纤通道+iSCSI和/或DAS方式。

虽然FCoE和CEE还没有正式成为标准，但已经拥有了众多厂商的支持和认可。不过标准也非常重要，这是深入整合和协同的关键。建立标准会令管理员们不仅在数据中心外围的虚拟化和刀片服务器上信任FCoE和CEE，更能够在数据中心核心环境中相信其能力。虽然标准还未正式制定，但已经吸引了足够多的厂商和企业将商业产品带给各位尝鲜者，预计2010年FCoE和CEE将成为主流产品。目前市场上的FCoE设备供应商包括Brocade、Cisco、Emulex和QLogic，除此之外，大部分存储和以太网厂商都参与了它的开发和集成。

与此同时，InfiniBand厂商还看到了基于高性能计算（HPC）的扩展机会。虽然仅有少数厂商参与，然而修改InfiniBand将更加容易得到审批，并且InfiniBand已经提供了很多CEE在未来将提供的无损环境。