Le stockage réseau offre plusieurs avantages clés aux entreprises, notamment la réduction des coûts et l'amélioration de l'efficacité, mais il présente également certains défis. Les réseaux de stockage (SAN) peuvent avoir une complexité intrinsèque, et les entreprises ont souvent besoin de performances plus élevées pour connecter le stockage réseau aux serveurs à mesure que leur activité se développe.

L'arrivée de l'Ethernet 10 Gigabit (10 GbE), ainsi que des spécifications Data Center Bridging (DCB) et Fibre Channel over Ethernet (FCoE), concrétise la promesse d'une infrastructure réseau véritablement convergente. Ces technologies offrent aux administrateurs système une solution simple pour unifier les SAN iSCSI et Fibre Channel, tout en améliorant l'efficacité du stockage, en augmentant le débit et en optimisant le déploiement du stockage réseau dans les centres de données.
 
Croissance des SAN dans les environnements de stockage réseau
Les SAN sont des éléments essentiels de la transition vers la virtualisation des centres de données. Dans les environnements virtualisés, les images et les données sont stockées sur un SAN partagé afin de faciliter la migration à chaud des machines virtuelles. Les SAN gagnent également en popularité grâce à leurs avantages dans des domaines clés tels que la consolidation du stockage, l'amélioration de l'utilisation des disques, la reprise après sinistre et la protection centralisée des données.
La mise en œuvre des SAN présente plusieurs défis pour les administrateurs système. Par exemple, à mesure que l'environnement virtualisé se développe, les SAN nécessitent plusieurs réseaux, et chaque réseau implique l'ajout de ports et de câblage pour chaque serveur, ce qui peut accroître les coûts et la consommation d'énergie. Les serveurs et le stockage requièrent une intégration et une gestion avancées pour tirer pleinement parti de la virtualisation, ce qui augmente encore les coûts. De plus, une infrastructure consolidée et virtualisée génère également davantage de besoins en E/S : l'exécution de plusieurs machines virtuelles implique la prise en charge de multiples flux d'E/S, et ce pool de flux accroît les exigences en matière de bande passante et de performances des baies de stockage et des serveurs physiques.
Cependant, une autre source de complexité réside dans le fait que de nombreuses organisations déploient deux types de réseaux : Fibre Channel pour le stockage et Ethernet pour les données. Les organisations conservent généralement les deux types car chaque protocole présente ses propres avantages et inconvénients. Les périphériques de stockage Fibre Channel les plus récents offrent un débit relativement élevé (le matériel est actuellement disponible pour le Fibre Channel 8 Gb/s et devrait également l'être pour le Fibre Channel 16 Gb/s) ; toutefois, le Fibre Channel peut engendrer des coûts d'acquisition et de gestion élevés. L'Ethernet est généralement plus économique que le Fibre Channel et se connecte aux réseaux IP pour pallier les longues distances ; cependant, les réseaux Gigabit Ethernet (GbE), prédominants dans les centres de données actuels, offrent un débit inférieur et une latence supérieure à ceux du Fibre Channel.
 
Avec deux réseaux, la gestion de la croissance et l'optimisation de l'utilisation peuvent devenir beaucoup plus difficiles, coûteuses et complexes. Chaque type de réseau nécessite des ressources informatiques distinctes, notamment du matériel et une expertise technique différents, ce qui augmente les coûts d'infrastructure et de gestion. L'émergence d'iSCSI a permis l'utilisation d'une infrastructure Ethernet économique comme réseau SAN et a favorisé l'adoption des SAN iSCSI, tels que les baies Dell™ EqualLogic™ série PS.
 
 
Émergence du 10 GbE
L'Ethernet 10GbE devrait s'imposer comme la norme du futur pour les réseaux de centres de données, préservant les avantages de l'Ethernet tout en offrant de nouvelles possibilités. Par exemple, les nouveaux composants 10GbE devraient maintenir l'avantage économique de l'Ethernet existant par rapport au Fibre Channel, et les interfaces 10GbE économiques devraient contribuer à simplifier la gestion. L'Ethernet
10GbE offre une solution efficace pour étendre la bande passante des environnements virtualisés grâce à une connectivité hautement évolutive et simplifiée, permettant de distribuer plusieurs réseaux virtuels sur une même connexion physique. Généralement, l'utilisation de la connectivité 10GbE se traduit également par une efficacité énergétique et une rentabilité accrues par rapport à l'utilisation de plusieurs cartes d'interface réseau Gigabit Ethernet.
De plus, l'Ethernet 10GbE offre une voie claire pour unifier le stockage iSCSI et Fibre Channel au sein d'une infrastructure réseau unique. Il permet d'atteindre les performances accrues nécessaires à l'unification des communications et à la garantie de la cohérence du réseau, tout en s'appuyant sur les technologies IP et Ethernet, familières et économiques, que les entreprises utilisent déjà couramment. Les fabricants d'équipements d'origine (OEM) préparent leurs produits pour accompagner l'essor de l'Ethernet 10GbE. Dell a présenté un module d'E/S iSCSI 10GbE pour le stockage de la série Dell/EMC CX4 et prévoit d'ajouter la capacité 10GbE à sa large gamme de baies de stockage.
 
 
Structure de réseau unifiée pour un paradigme de convergence
Les entreprises cherchent à unifier leurs réseaux de données et de stockage au sein d'une infrastructure convergente unique, permettant de réduire le coût total de possession des centres de données, de connecter plusieurs îlots de stockage et d'améliorer l'évolutivité. Le 10 GbE offre les performances nécessaires à cet objectif, et la spécification DCB est le dernier élément intégré à ce paradigme de convergence (voir l'article « Amélioration du pontage Ethernet » sur cette page). La spécification DCB fournit un ensemble d'extensions standardisées à l'Ethernet traditionnel, offrant une couche de transport sans perte pour les centres de données. Cette couche permet la convergence des LAN et SAN en une infrastructure réseau unifiée.
Le DCB présente des avantages pour le stockage iSCSI et Fibre Channel. Les entreprises peuvent utiliser la spécification FCoE (qui s'appuie sur les capacités du DCB et est prise en charge par de nombreux fournisseurs de stockage et de réseaux) pour connecter les infrastructures existantes à un réseau Ethernet 10 GbE et DCB. FCoE mappe les trames Fibre Channel sur le réseau Ethernet tout en préservant le protocole Fibre Channel. La spécification DCB est conçue pour garantir la fiabilité de la transmission des données des couches physique et de liaison Fibre Channel. La spécification DCB assure également le stockage iSCSI en fournissant une gestion améliorée de la congestion et une bande passante élevée complète pour le trafic Ethernet, y compris le trafic iSCSI.
 
 
Options de structure de réseau avec 10 GbE et DCB
L'association du 10 GbE et du DCB permet de constituer une infrastructure réseau unique et performante offrant aux entreprises des alternatives stratégiques pour la planification de leur réseau de centre de données.1 Les entreprises peuvent utiliser iSCSI, FCoE ou les deux : l'utilisation de FCoE nécessiterait de nouveaux investissements dans l'infrastructure, tandis que l'iSCSI peut attendre la disponibilité future d'interfaces 10 GbE économiques.

Dell1Les organisations qui choisissent d'utiliser FCoE comme passerelle vers les SAN Fibre Channel existants devraient bénéficier de l'évolution continue de FCoE (voir figure 1). La première génération d'équipements compatibles FCoE devrait se concentrer sur la convergence des E/S serveur via un commutateur Ethernet. Dans un second temps, les grands réseaux FCoE pris en charge par des commutateurs compatibles DCB devraient offrir des capacités de livraison garantie sur Ethernet (ADE), équivalentes à celles des commutateurs Fibre Channel. Enfin, la troisième phase devrait proposer un stockage FCoE natif pour la connectivité au réseau FCoE, ce qui nécessite l'exécution des services FCoE sur le réseau DCB.
 
 
Dell2Convergence pour consolider le stockage réseau
La convergence des réseaux permet aux entreprises de consolider leur stockage, ce qui améliore l'efficacité et réduit les coûts. Plusieurs réseaux peuvent partager une seule connexion hôte 10 GbE, minimisant ainsi le nombre de cartes réseau, le câblage et la consommation d'énergie (voir figure 2). La combinaison du trafic SAN et LAN sur un même réseau réduit considérablement le nombre de cartes réseau, de câbles et de commutateurs. Le trafic SAN sur le réseau convergé peut utiliser iSCSI ou FCoE.
La bande passante supplémentaire fournie par l'infrastructure 10 GbE unifiée contribue à relever les défis d'E/S liés à la virtualisation des serveurs et du stockage. Les réseaux déployant 10 GbE et DCB devraient prendre en charge jusqu'à 20 Gbit/s de bande passante avec deux cartes réseau 10 GbE pour la redondance. Parmi les autres avantages, citons :
- Réduction des coûts de support : la convergence simplifie la gestion et les ressources ne sont plus réparties entre Ethernet et Fibre Channel.
- Bande passante étendue pour le calcul haute performance (HPC) : le 10 GbE est conçu pour étendre la bande passante et connecter les clusters HPC au réseau.
- Économies d'énergie : L'utilisation réduite d'adaptateurs, de câbles et de commutateurs dans une architecture réseau unifiée, par rapport à un réseau de centre de données traditionnel, allège l'infrastructure physique, améliorant ainsi l'efficacité énergétique et le refroidissement.
- Sécurité : Les fonctionnalités Ethernet, telles que les listes de contrôle d'accès, peuvent être utilisées pour le pontage Ethernet et les réseaux locaux virtuels afin d'isoler et de sécuriser les différents flux de trafic. La sécurité demeure robuste car le trafic de stockage (iSCSI ou FCoE) est simplement acheminé au sein des trames Ethernet.
 
Flexibilité pour la migration vers un stockage réseau unifié
Les entreprises disposent d'une grande flexibilité pour unifier leur stockage réseau. FCoE permet de connecter des serveurs FCoE à des SAN Fibre Channel existants via Ethernet, sans impacter l'expérience utilisateur Fibre Channel lors de la migration vers le 10 GbE. Parallèlement, iSCSI offre la possibilité de stocker des données dans des environnements Ethernet natifs et d'acheminer le trafic sur les réseaux locaux (LAN) et étendus (WAN). Lors de la migration du GbE vers le 10 GbE, iSCSI peut fonctionner dans un environnement réseau hybride GbE/10 GbE et tirer parti des fonctionnalités réseau améliorées grâce à la mise à niveau de l'infrastructure vers la spécification DCB.
De nombreuses entreprises peuvent ainsi bénéficier d'une migration vers la connectivité iSCSI ou FCoE. Le moment est donc opportun pour examiner en profondeur leur stratégie de stockage. Les entreprises peuvent poursuivre la consolidation de leurs opérations sans craindre d'investissements importants, car la spécification DCB pour Ethernet est tout aussi avantageuse pour le stockage réseau iSCSI que pour FCoE.
 
terme «
Data Center Ethernet » pour désigner un ensemble d'améliorations apportées aux normes de pontage Ethernet. Ces améliorations visaient à optimiser
la gestion de la congestion au niveau 2 et à permettre la convergence de différents types de trafic sur un même réseau : trafic SAN (Storage Area Network), trafic LAN, de gestion et de communication interprocessus (IPC). Ces améliorations ont conduit à la création du groupe de travail IEEE 802.1 Data Center Bridging (DCB). Cisco fait désormais directement référence à la spécification DCB, dont l'adoption formelle est imminente et qui sera conforme aux normes suivantes : le contrôle de flux basé sur la
priorité (IEEE 802.1Qbb) au niveau de la couche liaison garantit l'absence de perte de paquets en cas de congestion sur les réseaux DCB ;
la sélection de diffusion améliorée (IEEE 802.1Qaz) permet aux administrateurs de réserver une bande passante spécifique à chaque type de trafic afin d'assurer une qualité de service optimale ; et
la notification de congestion (IEEE 802.1Qau) contribue à améliorer la gestion globale de la congestion et à prévenir les congestions récurrentes et les pertes de trames.
Le protocole DCB Exchange (DCBX) contribue à garantir une configuration cohérente sur l'ensemble du réseau.

Avec les autres normes IEEE 802.1, la spécification DCB devrait aider
les organisations de systèmes à tirer parti d'une meilleure qualité de communication pour les réseaux convergents.
 
Auteurs :
- Achmad Chadran est responsable marketing des solutions de stockage au sein de la division grandes entreprises de Dell.
- Gaurav Chawla est spécialiste en stratégie technologique au sein du groupe Architecture et technologie de stockage d'entreprise
des bureaux du directeur technique de Dell.
- Ujjwal Rajbhandari est conseiller en marketing produit pour les solutions de stockage Dell.
 
"Reproduit avec l'aimable autorisation de Dell Power Solutions Magazine, septembre 2009."