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1、服务器应用与数据中心的优化白皮书作者张礼立 Leslie (Les) 亚太区及日本首席技术顾问博科通讯服务器连接部名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 2 Revision 1.0/ 06-10-2010 Copyright ? 2008 Brocade Communications Systems, Inc. All Rights Reserved. Brocade, the
2、Brocade B weave logo, Fabric OS, File Lifecycle Manager, MyView, Secure Fabric OS, SilkWorm, and StorageX are registered trademarks and the Brocade B wing logo and Tapestry are trademarks of Brocade Communications Systems, Inc., in the United States and/or in other countries. FICON is a registered t
3、rademark of IBM Corporation in the U.S. and other countries. All other brands, products, or service names are or may be trademarks or service marks of, and are used to identify, products or services of their respective owners. Notice: This document is for informational purposes only and does not set
4、 forth any warranty, expressed or implied, concerning any equipment, equipment feature, or service offered or to be offered by Brocade. Brocade reserves the right to make changes to this document at any time, without notice, and assumes no responsibility for its use. This informational document desc
5、ribes features that may not be currently available. Contact a Brocade sales office for information on feature and product availability. Export of technical data contained in this document may require an export license from the United States government. The authors and Brocade Communications Systems,
6、 Inc. shall have no liability or responsibility to any person or entity with respect to any loss, cost, liability, or damages arising from the information contained in this book or the computer programs that accompany it. The product described by this document may contain “open source” software cove
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8、ications Systems, Incorporated Corporate HeadquartersBrocade Communications Systems, Inc. 1745 Technology Drive San Jose, CA 95110 Tel: 1-408-333-8000 Fax: 1-408-333-8101 Email: Asia-Pacific HeadquartersBrocade Communications Singapore Pte. Ltd. 20 Cross Street #02-11/15 China Court Singapore 048422
9、 Email: apac-European and Latin American Headquarters Brocade Communications Switzerland Srl Centre Swissair Tour A - 2me tage 29, Route de lAroport Case Postale 105 CH-1215 Gen ve 15Document Revision History Revision Date Author Description 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名
10、师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 3 Revision 1.0/ 06-10-2010 作者背景及简介Confidentiality Notice This document contains confidential and proprietary information of Brocade Communications Systems Inc. , and Brocade internal and may not be shared with any other party. Do
11、not copy or disclose without the prior written permission of Brocade and Brocade internal. 张礼立 Leslie (Les) BASCS, SCNA, SCSA, CCNP, CCNA, SCSTOA, CMSP, ITIL Manager, COBiT, PRINCE2, PMP, ISO20000LA, ISO27001LA, CBCP, DBA 具有十五年IT技术、 IT 架构， IT 服务管理实施方面丰富经验。十五年来一直致力于帮助全球企业更好地管理并实现其IT的商业价值。 在 IT运营、专业服务
12、和管理领域具备丰富、资深的国际实践经验。之前曾任职于德国电信系统集成公司（T-Systems） 的 IT 服务总监，且在加入德国电信之前，是太阳微系统公司(Sun Microsystems)全球 IT架构师，张先生在 2008 年中加入博科作为亚太区服务器连接部首席技术顾问。专长于IT 与咨询服务领域，包括IT基础设施架构和运营，IT 服务管理，业务流程，数据中心，网络，数据管理，业务持续性发展，项目管理和客户管理战略规划。在金融业、电信业、制造业、政府项目、通讯业及跨国公司等都具有丰富的项目经验及资深行业背景；在北美和亚洲等区域都负责过IT服务管理， 项目实施及提供咨询业务。目前， Les负
13、责博科亚太区及日本的服务器连接产品部的主题技术咨询，解决方案设计与实施，销售和工程团队服务的工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 4 Revision 1.0/ 06-10-2010 目录1概述. 52光纤网络拥挤的挑战 . 63基于光纤网络的 QOS 自适应网络 (AN): . 74基于主机的 QOS 服务器应用优化 SAO . 85管理网络拥塞和数据中心优化. 106结
14、论. 127附录 A： 规范和标准 . 13名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 5 Revision 1.0/ 06-10-2010 1 概述数据中心需要从传统的只是服务器和存储系统的环境逐步发展并形成与服务器和存储虚拟化并存的合作的新IT 环境。随着存储和网络管理员继续在强大的服务器上部署更多的IO 密集的一线应用程序，并且依托虚拟环境，以资源整合的方式来实现并运行这些程序。
15、那么，在企业级数据中心里，能够提供真正的端到端的服务质量（QoS）并以满足所承诺的服务水平协议（SLAs ）就变得越来越重要，博科 415/425 和 815/825 四款 PCI - e插槽的光纤通道主机总线适配器（ HBA）体现了博科希望通过提供高性能的硬件能力和创新的服务器连接功能来实现下一代数据中心的远景。博科 FC主机总线适配器（HBA）绑定 FOS的一个新的功能，我们把它称之为服务器应用程序优化（SAO） 。一个通过与硬件相结合的方法来实现从光纤网络到服务器基础设施，优化应用性能的方法。这个文件的目的是解释在非虚拟化和虚拟化的光纤通道（FC）网络基础设施里全面部署端到端的服务质量（
16、QoS）技术和商业利益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 6 Revision 1.0/ 06-10-2010 2 光纤网络拥挤的挑战存储和网络管理员在管理其基础设施的时候，一般都经历过一定程度的网络的拥挤。许多网络管理员实施不同协议和流量控制算法尽可能来避免网络拥塞。 不可预知的网络拥塞，最终降低了应用程序的性能，影响用户的整体生产力。如果没有服务质量，网络拥塞会影响到一个
17、物理服务器的性能，或是它包括了多个虚拟机或应用程序，如图1 所示。连接上的任何链接或光纤网络的通道的交通挤塞都会影响到所在的 HBA 的交通流量。 QoS可以通过对不同的IO 流的隔离来达到彼此减少网络拥塞的影响, 但是 QoS本身并没有解决网络拥塞问题，但它有助于减轻相关应用的拥塞影响。博科 4 Gb 和 8Gb 以全新功能的光纤网络适配器(HBA) 提供了一个基于 FOS的独一无二的端到端的QoS解决方案，此方案可以跨整个数据中心的部署，并且同时支持物理和虚拟环境相结合。图-1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
18、名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 7 Revision 1.0/ 06-10-2010 3基于光纤网络的QoS 自适应网络 (AN): 现有的博科自适应网络授权（AN License）的功能，就是把光纤网络的虚拟通道（VCs ）实现衍生到应用系统和服务，基于数据流的方式来动态分配可用的带宽资源从而达到支持光纤网络层面的 QoS。如果网络拥塞发生了或者是被预测到，光纤网络根据已定义的服务级别（低，中，高）可以调整带宽和其他资源的使用状态，帮助您验证较高优先级负载并且确保获得他们所需要的资源
19、（图2） 。图-2自适应网络服务和功能在现在的博科光纤网络OS已经实现：有针对性的建立QoS的 zone 然后指定QoS的优先级 （高，中，低）。“ Top Talkers”的功能可以帮助我们在给定的交换机端口下识别出那些对带宽消耗最大的一些数据流（入口、出口）拥塞管理， 作为在交换机本身实现的一个自适应网络另一个关键技术，不需要用户交互。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 8
20、 Revision 1.0/ 06-10-2010 4基于主机的 QoS 服务器应用优化 SAO 服务器应用程序优化(Server Application Optimization SAO) 是一个授权的软件功能，延续和扩大的博科虚拟通道技术，使得服务器基础设施或虚拟机的应用程序的整体性能得到了优化。服务器应用程序优化 （SAO）是通过对特定的数据流量进行配置，优先级别的设定和优化的一种端对端解决方案，使得整个数据中心的应用可以有很强的扩展性。博科光纤网络适配器以硬件的方式来执行 QoS级别（低，中，高）并以此来优化IO性能，减少响应和延迟时间。对于非虚拟化环境中，多个应用程序可以通过共享采用
21、N_Port ID 虚拟化（ NPIV）技术使用单一的物理HBA 端口。同样，在虚拟化的环境中， 例如 VMware ESX 服务器， 多个操作系统映像的虚拟环境将共同运行在物理服务器和共享的物理HBA 端口。对于这两种环境（非虚拟化和虚拟化），每个应用程序实例或OS映像功能相对独立，并与它有自己的数据流。IO 数据流是从物理 HBA 端口持续到相应的目标端口。博科的光纤网络适配器(FC HBA)提供了一个基于主机的QoS功能，把虚拟通道(VC) 从交换机延伸到服务器的HBA。无论是在链路或者是光纤网络内，任何的网络拥挤都会影响到所有通过HBA 的数据流。端至端的 QoS通过对不同的IO 数据
22、流相互隔离，可最大限度地减少了网络拥塞的现象和影响。如果没有真正的端到端的服务质量 QoS，无论服务器是否包括多个虚拟机或应用程序，网络拥塞就可能影响到他的最终的性能，服务质量QoS本身并不能自行解决网络拥塞问题，但它们有助于减轻相关应用的拥塞影响。我们通过部署博科HBA 并且在博科交换机上启用SAO的功能许可来达到在主机层面的应用优化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 9
23、Revision 1.0/ 06-10-2010 图-3博科光纤网络适配器FC HBA把服务器应用优化（SAO）和自适应网络（ AN）相结合，在非虚拟化和虚拟化环境中，创造了独特的端到端的网络服务质量（QoS）的解决方（图- 3）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 10 Revision 1.0/ 06-10-2010 5 管理网络拥塞和数据中心优化一个完全动态的数据中心必需允
24、许在物理和虚拟服务器上有着相适应和对称的服务级别协议（Services Level Agreement SLA ） 。数据中心对于这些不同的服务级别协议的提供和支持或承诺只能是通过布部署基于工作量和IO 流量与执行服务质量水平的应用实例或虚拟机相关硬件和解决方案来实现。如果无法有效的控制网络拥塞，所有可用链接，设备和应用程序都会被影响到。SAO提供动态带宽分配和基于硬件实施的优先次序方以平衡业务连续性（ BC）的目标，同时对可用带宽和IO 流量的管理，以改善应用的整体性能。通过下面的虚拟化移动性的实例（图 -4） ，我们可以完整的看到端到端的 QoS在数据中心的应用。虚拟化移动性实例图-4名师
25、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 11 Revision 1.0/ 06-10-2010 另外， 在数据中心里， 特别是那些过于拥挤的链路，数据响应时间可能会受到影响，导致整体应用性能的降低。SAO对于 IO 数据流的优先级定义和在可用带宽上的重新分配，完全可以帮助优化应用程序响应时间。随着 SAO功能的启用，存储管理员可以减少网络拥塞的消极影响，以更好地满足数据中心内部和外部
26、的SLAs 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 12 Revision 1.0/ 06-10-2010 6 结论SAO和博科 4Gb 和 8Gb 光纤网络适配器（FC HBA ）一起创造了一个针对在非虚拟化和虚拟化环境中网络拥塞的独特的QoS能力和解决方案博科的 QoS技术是基于硬件的虚拟通道（VC）的技术。一个物理连接分为多个虚拟通道，就像在一个高速公路的多个通道。每个虚
27、拟专用通道有它相应的Buffer-2-Buffer 的数量，并有自己专用的基于 FC流量控制标准。存储和网络管理员现在可以部署一个完整的QoS解决方案，一个易于配置和易于管理，允许用户访问他们的几乎无间断地访问他们的高性能数据的方案。图-5通过统一的管理应用的优先次序，实现端到端的优先级别（高，中，低） 。 对于数据中心不同的应用，提供端到端的数据流为基础的统计方案，从而有更好的性能监控和故障排除能力博科的端到端QoS （图 -5）提供了保证数据流动的情况将不会影响到对方。 这成为更多的服务器整合，虚拟机移动性和虚拟化基础设施的方案被广泛采纳和实施成为一种可能。名师资料总结 - - -精品资料
28、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - L Doc. No. N/APage 13 Revision 1.0/ 06-10-2010 7 附录 A： 规范和标准Brocade 815和 825 光纤通道 HBA 主要特性：8 Gbit/sec 光纤通道（也支持2 和 4 Gbit/sec）单端口或双端口型号每端口 1600 MB/sec 的吞吐量每端口最多500,000 IOPS 每端口 50 个缓冲信用值X8-lane PCI Express 2.0 小巧型设计LC式可插拔 SFP+ 功耗大约为6 瓦标准硬件组件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -