被称为“奥卡姆剃刀”的问题解决原则指出,最简单的解决方案通常是最好的解决方案。[1]从本质上讲,这种类型的思维有助于解释对以太网环境中的非易失性内存快速 (NVMe) 日益增长的兴趣。

移动和社交互动系统、大数据和实时分析以及许多其他新一代应用程序的采用率正在加快。传统上,这些类型的应用程序使用非结构化数据,例如存储在跨标准局域网连接的文件系统上的文档和图像。多年来,这些应用程序变得越来越关键业务,推动了对速度越来越大的需求。[2]

这就是等式中 NVMe 部分的用武之地。NVMe 消除了应用程序和存储之间的大部分软件开销,并针对全闪存存储解决方案进行了优化(存储外部系统市场中增长最快的部分,[3]),从而显着减少延迟并提高系统和应用程序性能。[4] IDC 等 IT 行业分析师预测 NVMe 和相关性能增强技术的前景非常光明。[5]

对于 IBM 客户和业务合作伙伴而言,NVMe 的出现只是验证了 IBM 存储解决方案数十年来所追求的愿景和工程目标。例如,30 多年来,IBM FlashCore® 技术及其前身一直提供超低延迟数据存储。4最近,相干加速器处理器接口 (CAPI) 和新的 IBM zHyperLink™ 技术[6]等 IBM 解决方案展示了 IBM 对超低延迟存储的关注。今年,IBM 已经宣布了适用于 InfiniBand 的 NVMe over Fabric 解决方案,并在 2018 年和 2019 年进行了额外的重大NVMe 创新和开发。

但是 NVMe 只是性能和简单性等式的一部分。在新一代应用数据集规模增长的推动下,IT行业开发了NVMe over Fabrics(NVMe-F),使IT架构师能够充分利用全闪存等高性能、大容量存储资源的优势跨超低延迟存储网络的阵列。

如上所述,在连接到以太网应用程序的文件系统上积累了大量有价值的非结构化数据。问题变成了:“以额外的存储网络技术和协议的形式增加复杂性是否具有商业和技术意义?” 答案是响亮的……有时。

NVMe 何时战胜以太网?

在低成本和简单性方面,以太网胜出。它易于部署用于常见用途,并支持无数上层协议和应用程序。以太网的即插即用行为是为广泛使用而设计的,业内数万名见多识广的技术人员知道如何管理主流以太网配置,使其成为不想雇用或培训专业网络人员的企业的理想选择. [7]

不幸的是,以太网如此易于部署的大部分原因在于它的主要客户 TCP/IP 非常有弹性和宽容——以适度的性能为代价。对于要求尽可能低的存储网络延迟的应用程序,以太网(即使使用 NVMe)也不会胜过光纤通道或 Infiniband。6尽管如此,NVMe over Ethernet 肯定比传统以太网解决方案更快,这要归功于 NVMe 协议开销低得多。

尽管 NVMe over Ethernet 无法提供尽可能快的速度,但它确实提供了另一个重要优势——公共云的普及。大约 80% 的企业 IT 组织已经承诺使用同时包含本地和公共云组件的环境。[8]以太网可以简化这些新的“多云”架构的开发,因为它可以成为用于局域网、网络附加文件系统和公共云资源交付的唯一数据传输解决方案——实施了 NVMe加速从存储到应用程序的网络支路性能。

以太网上的低延迟数据存储流量并不是一个新概念。制定标准的行业工作已经持续了几年。RDMA over Converged Ethernet (RoCE) 是由 InfiniBand Trade Association 开发的网络协议,可通过以太网实现远程直接内存访问 (RDMA)。该标准的第 2 版已经发布。Internet 广域 RDMA 协议(iWARP) 是 Internet 工程任务组开发的基于 TCP 的标准。它最初是在 2007 年描述的,然后最近在 2014 年进行了更新。3 RoCEv2 和 iWARP 都没有得到广泛采用,但 NVMe 的出现可能会改变这一点。

或许要记住的最重要一点是,IBM 提供了广泛的 NVMe-F 解决方案,包括 NVMe over Fibre Channel、InfiniBand 和现在的以太网。无论您的业务用例、应用程序工作负载、现有网络和存储环境以及预算限制如何,IBM 都可以提供有效的基于 NVMe 的解决方案。

NVMe over Ethernet 提供了许多优势。以低于最终的性能降低成本并不是每个应用程序工作负载和业务使用的最佳选择,但它是许多人的理想选择。有时,最简单的解决方案确实是最好的。

[1] How Occam’s Razor works https://science.howstuffworks.com/innovation/scientific-experiments/occams-razor.htm

[2] InfoWorld Executive Brief: IBM and Brocade: The right foundation for IP storage, July 2015

[3] IDC: Worldwide Enterprise Storage Market Grew 14.0% in the Third Quarter, According to IDC, November 2017 https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS43274017

[4] NVMe over Fibre Channel for Dummies, Wiley Brand Brocade special edition 2017 ISBN: 978-1-119-39970-4

[5] IDC FutureScape: Worldwide Enterprise Infrastructure 2018 Predictions, October 2017, IDC #US43137417

[6] IBM developerWorks: IBM DS8880 zHyperLinks gives low latency access to storage, April 2017 (https://developer.ibm.com/storage/2017/04/15/ibm-ds8880-zhyperlinks-gives-low-latency-access-storage/)

[7] Wiley Books: NVMe over Fibre Channel for Dummies, 2017 ISBN 978-1-119-39970-4

[8] IBM Systems White Paper: Powering the high-performance cloud, June 2016 TSW03444-USEN-00

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