布景

    数据中心 I/O整合的出现

    数据中心（Data Center，DC）为各类企业业务提供数据，是数据推算、网络传输、存储的中心
。数据中心目前尚在急剧发展傍边，有着辽阔的远景，凭据预测，预计到2013年，中国下一代数据中心的市场规模将超过977亿元
。 

    数据中心是当前运营商和各行业的IT建设沉点，实现对IT信息系统的整合和集中治理，提升治理、运营和服务效能，降低运营成本
。这也导致数据中心规模越来越大，复杂度越来越高
。为了建设集中扁平化，统一多种利用的融合数据中心，将来的数据中心建设将萦绕融合网络和虚构化发展，大量新技术利用在数据中心建设中，如数据中心以太网，FCoE，虚构化，各类利用服务器建设等
。

    传统的Fibre Channel技术以其高速、高效、靠得住和长距离传输，宽泛利用在存储网络(SANs)中
。但是以太网技术以其低成本、高技术、高遍及率，在网络领域占据统治职位
。这导致了在一个企业或者组织的数据中心网络中可能会成立若干套网络，其中以太网承载IP流量，Fibre Channel承载基于SCSI技术，可能还会由InfiniBand来承载高速集群I/O
。

    今天的数据中心环境(FCoE/CEE技术引入前)

    特点

    1.服务器设备通过FC互换机衔接的存储网络(SAN)
。

    2.服务器设备通过以太网互换机衔接的IP网络
。

    3.服务器设备上同时衔接IP网络和存储网络
。

    传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性(LAN与SAN)，使得数据中心服务器总是提供多个对表I/O接口(在此，可理解成服务器的网卡)：用于数据推算与交互的LAN接口以及数据接见的存储接口，某些特殊环境如特定HPC(高机能推算)环境下的超低时延接口
。服务器的多个I/O接口导致了数据中心环境下多个独立运行的网络同时存在，不仅使得数据中心布线复杂，分歧的网络、接口形体造成的异构还直接增长了额表人员的运行守护、培训治理等高昂成本投入，出格是存储网络的低兼容性特点，使得数据中心的业务扩大往往存在约束
。

    这样就造成了大量的线缆、能耗和用度
。在全球经济；木质葡，在针对大型数据中心网络中，逐步出现了I/O整合的思路
。（备注：可理解成道理服务器上要有多张网卡别离衔接各类存储、以太网等，整合后只必要一张网卡）

    I/O 整合与统一的设想是使适配器、互换机和/或存储系统使用一样的以太网物理基础执行来传送个性差距较大的分歧类型流量和处置要求
。数据中心治理人员能够采购更少的主机总线和服务器适配器、线缆、互换机和存储系统，削减电力、设备和治理成本
。对于 IT 网络治理人员，这等同于装置并操作一个网络而不是一个结构树，但是依然拥有分辨分歧流量类型的能力
。

    IO整合后，把这些网络融合到以太网上，多个网络流量（以太网的流量、存储的流量）共享统一条物理链路，建设统一融合的数据中心以太网(Data Center Ethernet，DCE)，可能大幅削减线缆和能耗，大大降低运维成本，是数据中心网络的发展趋向
。数据中心以太网也称为融合加强型以太网(Converged Enhanced Ethernet，CEE)
。

    加强以太网的提出

    以太网作为一种全力服务的网络模型，网络忙乱时可能产生丢包或传输故障，由于传统以太网不成靠的传输个性，因而不适合在存储信息传输过程中使用
。例如：公共安全场所的监控录像，有钻研批注，一幼我掠过一个监控摄像机最短的功夫不到一秒钟，若是关键数据在传输过程中迷失，就会给将来的调查取证造成极大困扰
。

    为了使光纤通路（Fiber Channel）传输数据能够在以太网上传输，发展出了FCoE(Fiber Channel Over Ethernet)和谈
。但是，传统的以太网是注定是无法承载光纤通路数据传输的，以太网应该发展成为占有阻塞治理和流量节造职能的低延长的和不抛弃数据包的传输技术，最终发展成加强型的以太网
。

    所谓加强型以太网，并不是在传统以太网基础上，提出新的报文封装体式，而是由IEEE数据中心网桥(Data Center Bridge，简称DCB)工作组提出一系列以太网扩大和谈，来加强传统以太网传输的靠得住性
。加强型以太网重要有两个特点：率先为在以太网基础上进行扩大，支持将上述三类网络整合起来；第二个为支持不丢包传输，从而能够支持那些对传输靠得住性要求极高的服务
。

    IEEE数据中心网桥(Data Center Bridge，简称DCB)工作组在界说的尺度如下：

    用于基于优先秩序的流量节造的802.1Qbb尺度；

    用于矛盾通知的802.1Qau尺度；

    用于加强的传输选择的802.1Qaz尺度（该尺度还含数据中心桥接互换和谈DCBX）

    虚构机支持IEEE802.1Qbg

    另表，IETF的TRILL和谈也将成为数据中心沉要和谈
。

    加强以太网简介

    在DCE/CEE中，Fibre Channel帧将映射到以太网上来进行承载（FCoE尺度）
。传统的Fibre Channel提供流控机造，支持业务的滑润进行，并且传统的Fibre Channel对于时延的增长/变动或者抖动极度敏感
。

    而传统的以太网络能够容忍肯定的丢包和时延变动/抖动
。所以，IEEE界说了一系列尺度，规范DCE/CEE对于传统以太网加强，重要蕴含：

    802.1Qbb Priority Flow Control(PFC)：

    传统的以太网是整条链路进行流控的
。802.1Qbb是基于优先级的流控尺度
。在一条物理链路上，分成了8个虚构通路，每一个通路分配一个优先级
。这样在一条链路上能够承载多种业务类型，蕴含FCoE和非FCoE的业务
。当产生拥塞时，接管端能够在特定的优先级虚构通路上发送XOFF和XON帧，抑造或者持续特定的业务，保障高优先级或者时延敏感的业务的传输
。下面是802.1qbb的道理图
。

    802.1Qaz Enhanced Transmision Selection(ETS)：

    保障分歧服务级别上的多种流量类型的质量
。在DCE/CEE上的业务中，IPC是时延敏感的业务，SAN业务是对丢包敏感的业务，而IP业务是能够允许肯定的丢包和时延
。链路上的业务能够分为若干个优先级组(Priority Group，PG)，并且界说每个PG的带宽属性
。沉要的业务，好比存储网络数据被赋予高优先级，保障带宽
。低优先级业务只能在高优先级业务带宽不占用的情况下，能力使用分配带宽之表的额表带宽
。下面是ETS和PG的典型例子
。
 

    Data Center Bridging eXchange Protocol（DCBX）：

    这是IEEE Link Layer Discovery Protocol(LLDP)的扩大，能够在链路成立的时辰互换两端设备的能力参数，好比是否支持PFC，以及802.1Qaz Priority Group
。

    其他有关尺度：

    蕴含IEEE 802.1Qau端到端拥塞治理尺度，为克服天生树和谈的单蹊径和收敛慢特点Layer2 Multipathing（L2MP）和谈等
。

    在传统的以太网环境中，网络传输过程中，当网络流量达到最大带宽后，不成能保障所有流量的传输，只能将部门流量抛弃掉
。为了保障数据流在传输过程中不被抛弃，本原的法子通知数据发送源端，降低数据发送的速度
；谟等娴802.1Qau尺度，    就是在这种布景下出现，服务于加强型以太网，用于提高以太网传输的靠得住性
。

    CNM(拥塞公告信息)的主张MAC直接是起源主机！ 下图为拥塞点（CP）与反映点（RP）的示意点
。