數據中心數據和存儲網絡合并不得不說的痛點

數據中心網絡歷來都是二分天下，數據網和存儲網各占一半，平分秋色。數據網采用的是以太網IP技術，而存儲網采用的是FC光纖通道技術。關于為何會出現兩種網絡，兩種技術，這有歷史的原因，可以找度娘問問，這里自不必細說，不過從數據中心誕生的那天起，就討論如何才能將兩張網合二為一，兩張網若能合成一張網絡帶來的好處是顯而易見的：節約成本，不用建造兩張網絡，減少服務器所需的網絡接口卡數量，減少服務器電費預算并降低冷卻要求;大幅度減少需要管理的線纜數量，方便維護，不用掌握以太和光纖通道兩種技術，只要掌握一種就可以。然而，現實是殘酷的，畢竟兩種網絡技術差別太大，各自有各自的特點，幾乎無法互相替代，數據轉發的原理和數據存儲的原理是完全不同的，這就像服務器也有硬盤，也可以存儲數據，但是畢竟部署存儲設備，沒有存儲設備的容量和數據容錯機制，所以兩者無法互相代替。既然網絡兩端的設備無法代替，那么是否可以將網絡中間這部分互相替代呢?答案是肯定的。不管是傳輸數據的網絡還是傳輸存儲的網絡，都是對報文協議格式進行了定義，IP協議格式和FC協議格式自然不同，所以無法互相使用，不過可以進行封裝，將FC協議外層再用IP協議封裝，或者將IP協議外層再用FC協議封裝，這樣就可以在以太網網絡中傳輸存儲數據，或者可以在存儲網絡中傳輸以太數據。我們知道以太網IP技術發展得很快，這促使以太網IP技術越來越成熟，相比之下FC技術卻發展較慢，在這樣的情況之下，希望利用數據網絡來傳輸存儲數據的呼聲越來越高，這樣就可以實現兩張網的合并，因此誕生了一項新型技術----FCOE技術。

FCOE是兩張網合一的技術基礎，實質上就是在FC報文外再增加一個FCOE報文頭，從而實現在以太網中傳輸存儲報文的目的。通過在數據中心部署FCOE網絡，可以用一張以太網絡完成數據轉發和存儲兩大功能。這種技術對于FC網絡設備商來說是晴天霹靂，一旦這種技術成熟起來，并且得到廣泛應用，FC網絡設備商就得關門大吉了。顯然，這個過程并不會是一帆風順的，數據中心要想將兩網合并必須經歷諸多痛點。首先存儲流量對丟包、延時非常敏感，而在以太網絡里這都不是事兒，但是在以太網絡里傳輸存儲流量就需要零丟包，延時低，這對以太網技術提出了很高的要求。隨著10G/40G網絡技術的普及，高帶寬解決了延時問題，新的數據中心網絡設備也都具有大緩存技術，并可以做到在遇到突發流量而導致的擁塞時，數據轉發延遲依然較低。對于丟包FCOE又設計了單獨的流控技術，避免網絡中產生丟包，當服務器或者存儲向網絡設備發出流控幀時，網絡設備可以將流控幀傳遞給發送方，要求降速，如果擁塞情況不嚴重，網絡設備還可以將流量緩存在自己的設備中。FCOE中的流控技術與以太網的流控技術不同，流控效果更佳，雖然有了這些技術做保障，但是在實施中還是遇到了困難，會發現在FCOE網絡中流控幀都比較多，這造成FCOE網絡的流量并不是平穩的，而總是有流量尖峰，這就是頻繁的流控所導致的，如果在存儲數量大的情況下對FCOE網絡是一個考驗。其次傳統二層以太網絡采用生成樹協議來保持消除環路，這意味著擁有冗余級聯的交換機只能使用其中一條級聯的帶寬，帶寬被大大浪費。同時，生成樹協議有可能會導致路徑過長，切換效率低，切換時間長，在這種場景下，無法滿足存儲流量轉發的要求。也就是部署FCOE網絡的話，傳統的STP/MSTP/RRPP等環網協議通通不能用了，必須使用全新的環網協議，比如TRILL、FabricPath、SPB等，這些新的環網協議理論上可以很好地解決冗余鏈路和鏈路切換效率低的問題，但實際效果還未知。據了解真正在實際數據中心里部署TRILL等環網技術的依然很少，技術過新還需要一個漫長的接受過程。第三就是人員和流程的變更難題，存儲技術人員不想為以太網技術人員工作，他們知道這中間肯定有贏家有輸家，誰都不想成為輸的一方。在數據中心不同部門之間的“劍拔弩張”也在以太網和存儲網傳輸方面扮演重要的角色。最后就是FCOE技術不便于維護，雖然FCOE是一個基于以太網封裝的技術，但是內部實際上是FC報文，當出現問題時，定位分析問題就很麻煩，需要結合服務器、網絡和存儲三者同時進行分析，往往不好分析問題出現在了哪一端。尤其是FCOE在服務器、網絡、存儲三大領域廠商實現上的差異，不同廠商設備之間配合就可能存在這樣那樣的問題，所以一旦出現問題，往往互相推諉，導致問題遲遲無法解決。一旦出現這樣的問題，對于數據中心客戶的傷害是嚴重的，往往使得很多數據中心客戶轉而采用FC網絡，或者干脆再將數據網和存儲網隔開，FCOE技術往往都是剛上馬就會被撤下來。造成這樣的局面還是因為FCOE技術本身成熟度就不高，還需要懂得IP和FC兩種技術的人員，又需要不同廠商設備之間的默契配合，種種原因導致FCOE技術被炒得很火，但是實際上用上的數據中心并不多。

將數據中心的數據流量和存儲流量放在同一個網絡上，就相當于將公路與鐵路的交通放在一起，這樣做是可行的，但是需要特別地小心準備和監控，要注意到FCOE技術面臨的諸多痛點，這些痛點問題到目前為止，并沒有得到很好的解決，這也導致數據中心二網合一成為空談，融合數據中心方案寸步難行。