Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Виртуальный ввод-вывод становится реальностью

Стивен Хилл

Оснащенные двухъядерными процессорами блейд-серверы концентрируют значительную вычислительную мощность в небольшом пространстве своего шасси, но эти же серверы из-за ограничений по мощности электропитания, стоимости (самих блейд-серверов) и пропускной способности средств ввода-вывода могут оказаться не в состоянии полностью использовать ресурсы новейших четырехъядерных процессоров.

Представляем вам коммутирующее решение PCI Express (или PCIe) компании NextIO, которое устраняет ограничения по пропускной способности средств ввода-вывода, позволяя производителям блейд-серверов повышать скорость обмена данными с этими плотно упакованными (в шасси) устройствами на базе четырехъядерных процессоров.

Компания NextIO вовсе не пионер в деле создания коммутационных архитектур для блейд-систем, поскольку уже существует множество других коммутирующих решений, предназначенных для связи этих систем с сетями передачи данных и SAN. Однако она первая предложила задействовать коммутатор на средней соединительной панели (midplane) и переместить адаптеры ввода-вывода с блейд-серверов на заднюю панель (backplane) шасси. Тем самым достигается повышение производительно-сти блейд-системы, упрощается конструкция блейд-серверов и появляется возможность использовать устройства ввода-вывода третьих фирм. Комитет по стандартизации разрабатывает спецификацию на многочисленные виртуальные устройства ввода-вывода, действующие на базе одного физического устройства.

Следует отметить, что у компании NextIO остается ряд нерешенных проблем. Предложенная ею архитектура в значительной мере основана на новейшей технологии виртуализации ввода-вывода (I/O Virtualization — IOV), которую поддерживают лишь несколько производителей и которая не определена ни в каких стандартах. Кроме того, NextIO начала проявлять активность на рынке только в мае прошлого года, и без “сильных” патентов ей будет трудно защищать свои позиции в создаваемом ею сегменте рынка.

Архитектурные вопросы

Вычислительная мощность относительно недорогих х86-совместимых микропроцессоров растет быстрыми темпами: на смену двухъядерным микропроцессорам приходят четырехъядерные. В блейд-системах может оказаться проблематичным обеспечивать достаточно высокую скорость информационного обмена с каждым блейд-сервером, позволяющую загружать работой все 8 или даже 16 его процессорных ядер.

Следует сказать, что нехватка пропускной способности средств ввода-вывода — это только часть проблемы.

В большинстве блейд-систем каждый блейд-сервер оснащен адаптерами Ethernet и Fibre Channel (FC), поэтому для подключения их к внешним сетям в шасси приходится организовывать несколько коммутирующих инфраструктур. Пропускная способность таких систем ограничена сравнительно небольшими возможностями расширения блейд-серверов и их электропитания. Кроме того, конструкция блейд-серверов получается сложной, дорогой и зачастую не обеспечивающей резервирования подводимых к ним каналов ввода-вывода.

В 2002 г. был разработан последовательный интерфейс PCIe — существенно измененный вариант традиционного интерфейса PCI. Интерфейс PCIe обеспечивает значительно большую скорость передачи данных и устраняет электрические ограничения, характерные для параллельных шинных архитектур PCI и PCI-X. Высокопроизводительные интерфейсы ввода-вывода, такие, как 10-Gigabit Ethernet (далее 10-GbE), InfiniBand и Serial Attached SCSI (SAS), перегружают традиционную шину PCI-X/133, но шина PCIe легко справляется с создаваемой ими нагрузкой и это делает ее подходящей для подключения “жадных” до данных блейд-серверов.

Модель со средней соединительной панелью

Частная компания NextIO разрабатывает коммутирующее решение PCIe с самого своего основания в 2003 г. Суть его проста: расположенный на средней соединительной панели коммутатор PCIe эффективнее нынешних решений передает трафик ввода-вывода между блейд-серверами и задней панелью, причем адаптеры ввода-вывода лучше всего размещать именно на ней, а не на самих блейд-серверах. В компании NextIO уверены, что их подход позволит снизить стоимость подсистемы ввода-вывода более чем на 50%, обеспечит поддержку более широкого ассортимента устройств ввода-вывода и упростит внедрение новых продуктов с аппаратной поддержкой IOV.

Технология PCIe разрабатывалась с учетом возможности использования коммутирующей архитектуры. Поскольку канал PCIe — это последовательное соединение типа “точка—точка”, а не разделяемая параллельная шина, трафик PCIe должен коммутироваться на уровне материнской платы. В подходе компании NextIO предусматривается агрегирование каналов PCIe, идущих от множества блейд-серверов, и обеспечение связи последних с разделяемыми модулями ввода-вывода посредством коммутации трафика с очень небольшой временной задержкой. Коммутирующий модуль компании полностью поддерживает технологию PCIe, поэтому для его использования никакого специализированного ПО не требуется — нужно лишь немного изменить конструкцию блейд-системы. То, что данный подход верен, было продемонстрировано в 2006 г. на конференции WinHEC с использованием немодифицированных серверов фирм Dell и Fujitsu Siemens Computers, коммутирующего модуля PCIe компании NextIO и поддерживающих IOV адаптеров фирм LSI Logic и Neterion.

Коммутирующее решение PCIe от NextIO не конкурирует с инфраструктурами InfiniBand, FC или Ethernet. Его задача — повысить эффективность использования этих инфраструктур за счет упрощения доступа к любому разделяемому устройству ввода-вывода с любого блейд-сервера в системе. Заметной тенденцией развития устройств ввода-вывода стала аппаратная поддержка их виртуализации, причем высокая пропускная способность и хорошая масштабируемость интерфейса PCIe обеспечивают неплохую гибкость при реализации новых виртуализированных систем.

Коммутирующий модуль компании NextIO должен появиться в продаже не раньше второй половины 2007 г., до той же поры устройства ввода-вывода с поддержкой IOV, существенно повышающие привлекательность решения компании, будут в дефиците. Это означает, что в блейд-системах могут начать использовать технологию 10-GbE. Фирмы Broadcom, Chelsio, Intel и NetXen уже выпускают соответствующие микросхемы сетевых контроллеров, применение которых позволит устранить нехватку скорости ввода-вывода. Впрочем, чтобы это случилось, цены на устройства 10-GbE должны снизиться до разумного уровня.

Развитие решений PCIe

NextIO — единственная компания, усилия которой сконцентрированы на разработке коммутирующего решения PCIe со средней соединительной панелью для блейд-серверов, но существует еще и организация Advanced Switching Interconnect SIG (ASI-SIG), совершенствующая технологию коммутации трафика PCIe на задней объединительной плате с возможностью организации связи между шасси. По словам представителей этой организации, созданная ими технология (она позволяет создавать расширяемые соединения) поддерживает туннелирование трафика, многоадресную передачу пакетов, потоковую пересылку информации и механизмы QoS, что значительно превышает стандартный набор функций PCIe. Производящая системы хранения данных компания Xyratex (член ASI-SIG) совместно с фирмой StarGen разрабатывает высокопроизводительный внешний интерфейс PCIe для подключения устройств хранения данных. Этот подход отличается от подхода компании NextIO, поскольку нацелен на конкуренцию с другими высокопроизводительными инфраструктурами, такими, как SAS, FC и InfiniBand.

Компания NextIO сотрудничает с производящими серверы фирмами Dell и Fujitsu Siemens Computers, а также с поставщиками устройств ввода-выво-да компаниями LSI Logic и Neterion. Кроме того, NextIO вместе с фирмой Denali Software работает в области высококаче-ственной верификации схем разделяемого ввода-вывода.

Коммутирующее PCIe-решение компании NextIO привлекает большое внимание реселлеров, но его ценность сильно зависит от доступности устройств с поддержкой IOV. Вероятно, многие производители средств ввода-вывода корпоративного уровня активно разрабатывают IOV-продукты, но только несколько компаний, в том числе Neterion и LSI Logic, уже предлагают их на рынке. Вместо то-го чтобы оснащать каждый блейд-сервер дорогим адапте-ром 10-GbE, лучше задействовать разделяемые IOV-модули 10-GbE, которые будут поддерживать весь информационный обмен с шасси.

Доказательством правильности подхода компании NextIO является тот факт, что в своей новой системе Sun Blade 8000 Modular System компания Sun реализовала архитектуру со средней соединительной панелью, подводящей по шесть каналов PCIe (два x4 и четыре x8) суммарной пропускной способностью 160 Гбит/с к каждому блейд-серверу. Хотя это и не коммутирующее решение, но оно демонстрирует высокую пропускную способность шин PCIe, а также функциональность архитектуры с передачей трафика PCIe через среднюю соединительную панель шасси с размещением модулей ввода-вывода на задней панели.

Кажется очевидным, что реализация средней соединительной панели с коммутатором PCIe и использование технологии виртуализации позволяют повысить скорость информационного обмена с блейд-серверами и удешевить их оборудование. Но пока трудно сказать, сумеет ли компания NextIO продержаться на плаву до тех пор, пока рынок “созреет” для потребления ее продуктов, ведь другие производители средств PCIe могут за это время разработать конкурирующие решения. До сих пор компания не хочет делиться деталями своего решения, чтобы помешать другим производителям средств коммутации PCIe последовать ее примеру..





  
1 '2007
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Motorola отметила юбилей TETRA

• IP-коммуникации. Операторы и провайдеры: кто кому должен?

инфраструктура

• Высокопроизводительные твердотельные ЗУ

• Электропитание и охлаждение ЦОДов

• Российский рынок оборудования FSO

• Виртуальный ввод-вывод становится реальностью

• Тестируем IP-УАТС для предприятий малого и среднего бизнеса

информационные системы

• Dojo Foundation раскрывает возможности Ajax

• Главное, чтобы костюмчик сидел

• Спасение от хаоса DLL

кабельные системы

• СКС для 10GBase-T

• Кабельные лотки на все случаи жизни

• 10G и альтернатива RJ-45

защита данных

• Заказываем антивирус для сети предприятия

• REST как альтернатива SOAP

сети связи

• Ethernet операторского класса

• Непростой выбор беспроводной сети передачи данных

новые продукты

• коммутатор Lightcom LC-S100-8E; G.SHDSL-модемы для нужд АСУ ТП; С новым шкафом!; Новые серверы компании Depo Computers;


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх