使用 Swordfish 管理以太网连接的驱动器

以太网驱动器管理技术研报总结

以太网作为存储网络的发展历程

• 早期应用：以太网最初仅作为数据传输工具，端点执行所有存储服务（如iSCSI）。
• 成熟应用：发展出专用协议，如键/值协议、对象协议等，用于访问大型机数据和非结构化数据。
• 当前趋势：以太网上的NVMe®技术采用排队模式，实现高性能、低延迟、极少处理阻塞，突破传统交易模式限制。

NVMe-oF™技术概述

• 技术定义：基于结构的NVMe®（NVMe-oF™）标准由NVMexpress.org制定，支持跨网络共享NVMe存储，目前市场主流供应商均支持。
• 技术优势：提升存储利用率（容量、机架空间、电源）、可扩展性（管理、故障隔离），已有50+贡献者参与。
• 技术演进：版本1.0于2016年发布，2021年与NVMe 2.0规范合并，支持以太网、InfiniBand、光纤通道等结构。

NVMe-oF™存储面临的挑战

• 性能瓶颈：SSD性能增长快于CPU、SoC/rNIC、交换机、内存扩展速度，导致系统内部使用PCIe® SSD替代NVMe-oF架构。
• 网络限制：NIC性能和延迟成为瓶颈，SSD吞吐量增长快于网络带宽，存在三重或双倍限制。

eSSD（以太网SSD）解决方案

• 技术特点：通过驱动器本身的NVMe-oF技术终端控制器功能，分布式处理，降低成本/带宽和成本/IOPS。
• 应用场景：支持eBOF（以太网连接的闪存束），集成电源、冷却、SSD和以太网交换机。
• 接口设计：采用Dual 25/50GSFF-8639连接器，支持RoCE、TCP等多种接口和协议。

eSSD应用用例

• 控制器背后：使用大型磁盘池扩展存储容量，通过eSSD实现更高扩展性，隐藏单个SSD管理。
• 分解SSD存储：传统阵列控制器处理NVMe-oF转换，eSSD仅需以太网交换机，可安装eBOF中。

NVMe-oF™硬盘规范与标准

• SNIA原生NVMe-oF™硬盘规范：定义连接器、Pin-outs、生存性和相互发现，支持通过以太网/TCP实现全数据中心管理。
• 管理技术：基于HTTP/TCP/以太网，使用RESTful API（如DTMF Redfish™）扩展驱动器编排，遵循每个元素报告自身管理信息原则。

管理互操作性

• NVMe-oF™驱动器互操作性：通过Redfish/SNIA Swordfish™实现设备管理，配置文件映射NVMe®和NVMe-MI™属性和操作。
• 技术工作组：SNIA SSM TWG主导三方努力，将NVMe®技术映射到红鱼和箭鱼，涵盖多种设备类型接口和低级传输信息。

核心数据与结论

• NVMe®子系统模型：包括NVM子系统、命名空间、NVM控制器、耐力组、NVM集、NVM域等关键对象。
• 技术发展：eSSD通过分布式控制器功能降低成本，提升存储效率和可扩展性，推动存储网络向以太网演进。
• 标准支持：红鱼和箭鱼标准由多家企业支持（如日立、浪潮、微软等），通过SNIA和DMTF推动行业规范和互操作性。