La realizzazione dei data center riguarda una varietà di scelte tecnologiche ed impone esigenze stringenti in termini di prestazioni, di qualità del servizio (QoS) e di consumi. Occorrono nuove architetture e soluzioni per supportare applicazioni emergenti come la virtualizzazione e il video su IP, per cui la tecnologia Ethernet non è stata originariamente pensata. Nei data center di oggi, le aziende fanno uso sia della tecnologia Ethernet sia per reti TCP/IP, sia di quella Fibre Channel (FC) per soluzioni di tipo Storage Area Network (SAN), ciascuna dedicata ad uno scopo specifico. Le reti Ethernet sono usate tradizionalmente per trasferire quantità di dati e di informazioni relativamente piccole su reti locali o lungo grandi distanze o in reti di computer a bassa latenza.
Le Storage Area Network sono state adottate dalle aziende per applicazioni quali mail server, file server e database di grandi dimensioni. Le SAN offrono vantaggi in termini di efficienza nella gestione centralizzata e nel livello di utilizzo delle risorse di storage, di sicurezza, di uniformità di erogazione di servizi come il backup periodico.
Con lo scopo di rendere le soluzioni per data center più flessibili ed economiche, e quindi alla portata dei budget delle imprese di dimensioni inferiori, Ethernet Alliance ha costituito di recente un sottocomitato dedicato ai data center dotato di connettività Ethernet. Il comitato intende lavorare ad una serie di standard in collaborazione con l’IEEE 802.3 task force, il gruppo ANSI T11 sulla tecnologia Fibre Channel Over Ethernet, e con l’Internet Engineering Task Force (IETF).
La tecnologia Fiber Channel over Ethernet
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) è un nuovo standard proposto di recente e sviluppato dal gruppo T11 che si occupa degli standard Fibre Channel e le specifiche IEEE relative a questo standard dovrebbero essere ratificate entro la fine del 2009. I primi dispositivi conformi al nuovo standard Fiber Channel over Ethernet (FCoE) dell’IEEE saranno commercializzati in volumi a partire dal 2009, e saranno integrati in data center in commercio dal 2010. Lo scorso Dicembre, è stato costituito un gruppo, il CEE (Convergence Enhanced Ethernet), con il compito di formulare proposte per lo standard IEEE. Il gruppo include esperti di aziende che forniscono soluzioni Ethernet quali Broadcom, Brocade, Cisco, Emulex, Fujitsu, IBM, Intel, Juniper Networks, QLogic e Sun Microsystems. È difficile prevedere quale sarà il grado di accettazione da parte delle aziende di questa nuova tecnologia, considerata da molti in competizione con l’iSCSI, la quale prevede l’uso del protocollo TCP/IP su connessioni di tipo Ethernet.
Il protocollo Fibre Channel over Ethernet rappresenta uno dei tanti sforzi compiuti dagli operatori del settore per consolidare i server, le risorse di storage e di rete nei data center di prossima generazione. Le specifiche dello standard prevedono l’applicazione del protocollo Fibre Channel su connessioni di tipo Ethernet; combinano la tecnologia Fibre Channel con quella 10 Gigabit Ethernet (10 GE), condividendo il traffico dati Fibre Channel ed Ethernet sugli stessi cavi fisici. Sono preservati tutti i costrutti Fibre Channel; questo consente di mantenere la stessa latenza, lo stesso livello di sicurezza e la stessa efficienza nella gestione del traffico dati semplificando il cablaggio dei rack e riducendo il calore prodotto da ciascun server. La soluzione può essere integrata in strutture SAN esistenti.
Diversi produttori hanno annunciato negli scorsi mesi dei prodotti Fiber Channel over 10 Gigabit Ethernet e in generale, delle soluzioni ibride con interconnessioni su rame/fibra.
Lo scorso Aprile, in occasione della manifestazione Storage Networking World a Orlando, negli Stati Uniti, Cisco Systems, Emulex, Mellanox e QLogic hanno annunciato i primi prodotti di tipo FCoE. Emulex ha introdotto la propria famiglia LightPulse LP21000 di adattatori 10 Gbit Ethernet che supportano lo standard FCoE; QLogic ha presentato la nuova serie SANbox 8000 di adattatori 10 Gbit Ethernet integrati ai sistemi di storage di Network Appliance che supportano la tecnologia FCoE nativa. Mellanox offre la nuova serie di adattatori dual-port ConnectX, che supportano il traffico Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Progettati come una soluzione su chip singolo, i prodotti sono in grado di ridurre sensibilmente il numero di adattatori, di cavi e di switch necessari per realizzare il sistema di storage, ottimizzando al contempo la banda disponibile e semplificando il consolidamento del traffico dati di qualsiasi tipo sulla stessa connessione Ethernet.
Nuova Systems, una startup acquisita lo scorso Aprile da Cisco, ha sviluppato Nexus 5000, una soluzione 10 Gbit Ethernet di tipo ibrido, costituita da uno switch 10 Gbit Ethernet che opera su cavi in rame e con transceiver ottici di tipo SFP+. La soluzione promette di offrire consumi (da 4 a 8 Watt) e una latenza (pari ad appena 2-3 microsecondi) inferiori rispetto alle altre soluzioni di tipo 10GBase-T. La nuova opzione ibrida dovrebbe essere limitata inizialmente a distanze di 5 metri, e offrirà costi inferiori del 30 % rispetto alle soluzioni su fibra. La soluzione integra un controllore Ethernet che gestisce il traffico dei pacchetti dati, da un crossbar switch con una banda aggregata di oltre 1 Terabit/secondo con uno scheduler del traffico dati integrato. Il sistema fa uso anche di una CPU di Intel con la funzione di unità di supervisione. Sulla CPU gira un nuovo sistema operativo co-sviluppato da Cisco e da Nuova, il quale costituisce un ibrido fra il sistema operativo usato da Cisco nei propri switch Fibre Channel ed il classico software di rete IOS di Cisco.
Figura 1: Cisco Nexus 5000
IBM ha introdotto i nuovi sistemi SAN768B per la connettività dei data center, progettati per supportare i protocolli di rete emergenti ad alte prestazioni, fra cui la tecnologia Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Il prodotto consente di trasferire dati a 8 Gigabit al secondo (Gbps) su link di tipo Fibre Channel.
Altre tecnologie emergenti di tipo Ethernet
Nel Giugno 2003, l’IEEE ha ratificato lo standard 802.3af, relativo alle soluzioni Power-over-Ethernet (PoE). Power-over-Ethernet è definito come un insieme di tecnologie che consentono di trasmettere i segnali di alimentazione lungo un’infrastruttura di rete LAN. La tecnologia fornisce quindi l’alimentazione in continua per gli apparecchi connessi in rete, come telefoni IP, punti di accesso a reti WLAN e sistemi di sicurezza, usando gli stessi cavi che trasportano il traffico dati Ethernet o il traffico voce digitalizzato.
Tradizionalmente, occorrono dei cavi separati per l’alimentazione dei terminali connessi in rete, e una presa della corrente disponibile per ciascuno di essi. La tecnologia è in grado di operare on i cavi esistenti, inclusi quelli di Categoria 3, 5, 5e o 6. Possedendo tutte le caratteristiche di affidabilità della tecnologia Ethernet, la trasmissione Power-over-Ethernet non comporta alcuna perdita o degrado dei dati trasmessi.
Gli switch della serie Catalyst 6500, 4500, 3560 e 3750 costituiscono alcuni esempi di soluzioni conformi allo standard IEEE 802.3af Power over Ethernet.
Figura 2: Cisco Catalyst Ethernet
Allied Telesis, ha annunciato di recente i nuovi switch AT-9424T/POE di tipo Power over Ethernet, dotati di 24 porte 10/100/1000T. Questi switch garantiscono tutte le funzionalità di tipo Layer 3, supportano una velocità di trasmissione Gigabit Ethernet e la tecnologia PoE su tutte le porte. Disponibili ad un prezzo competitivo, gli switch sono facili da gestire e da integrare all’interno di reti esistenti e sono quindi adatti per le piccole e medie imprese che hanno la necessità di aggiornare la propria rete alla connettività Gigabit Ethernet. Gli switch AT-9424T/POE, compatto e montabili su rack, consentono di connettere in rete qualunque dispositivo Power over Ethernet conforme allo standard IEEE 802.11af rendendo possibile un uso efficiente delle risorse per le applicazioni broadband quali voce e streaming video online.
Un nuovo standard della famiglia Ethernet, in fase di sviluppo, è noto come IEEE 802.3az o energy-efficient Ethernet. Lo standard, che promette di abbattere notevolmente i consumi delle reti Ethernet, potrebbe essere integrato in alcuni prodotti a partire dalla fine di quest’anno. Esso è supportato da aziende come Broadcom, Intel, Hewlett-Packard e Cisco Systems. Gli esperti valutano che la tecnologia potrebbe far risparmiare 450 milioni di dollari all’anno in costi per l’elettricità solo negli Stati Uniti.
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