Giải phóng sức mạnh của RoCEv2 với Dell Enterprise SONiC: Truyền lưu trữ tốc độ cao mà không tốn kém và phức tạp

Trong thế giới dựa trên dữ liệu ngày nay, nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao, độ trễ thấp đang tăng theo cấp số nhân. Mạng Ethernet truyền thống không được thiết kế để đáp ứng những nhu cầu này vì chúng chủ yếu được xây dựng để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu và độ tin cậy của mạng. Do đó, các tổ chức đang chuyển sang các công nghệ tiên tiến hơn như Truy cập bộ nhớ trực tiếp từ xa (RDMA) để đạt được tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn.

Mặc dù RDMA thường được sử dụng trong các mạng InfiniBand (IB), mạng này phức tạp và tốn kém khi triển khai, RDMA qua Ethernet hội tụ (RoCE) đã nổi lên như một giải pháp dễ tiếp cận hơn.

Trong blog này, chúng ta sẽ khám phá những lợi ích của RoCE và cách Dell Enterprise SONiC có thể giúp bạn tận dụng công nghệ mạnh mẽ này. Hãy tiếp tục đọc nếu bạn muốn:

• Hiểu RoCEv2 là gì và nó có thể mang lại lợi ích như thế nào cho tổ chức của bạn
• Tìm cách tối ưu hóa mạng lưu trữ của bạn và đạt được tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn
• Tìm hiểu cách kết hợp sức mạnh giữa RoCEv2 và Dell Enterprise SONiC sẽ giúp bạn đạt được tốc độ và độ tin cậy truyền dữ liệu tuyệt vời như thế nào

RoCE là gì?

RDMA Consortium—một nhóm các công ty hàng đầu trong ngành bao gồm Dell Technologies—đã phát triển RoCE để giải quyết nhu cầu truyền dữ liệu nhanh hơn, hiệu quả hơn trong các trung tâm dữ liệu hiện đại. Phiên bản đầu tiên của RoCEv1 được phát hành vào năm 2010 và hỗ trợ đóng gói ethernet Layer2 cho RDMA.

RoCEv2 được giới thiệu vào năm 2014 và được xây dựng trên giao thức RoCEv1 ban đầu. Nó đã bổ sung thêm các tính năng chính như hỗ trợ định tuyến và kiểm soát tắc nghẽn, giúp RoCEv2 trở thành giải pháp mạnh mẽ hơn và có khả năng mở rộng hơn cho các trung tâm dữ liệu hiện đại.

RoCEv2 hoạt động như thế nào?

RoCEv2 cho phép RDMA qua mạng Ethernet bằng cách sử dụng tiêu đề và tải trọng Ethernet để truyền tải các tin nhắn RDMA.

Dưới đây là ví dụ về hai máy chủ nhận biết RDMA được kết nối bằng kết cấu Ethernet được kích hoạt với RoCEv2:

1. NIC gửi chuẩn bị tin nhắn RDMA bằng cách sao chép dữ liệu trực tiếp từ bộ nhớ cục bộ vào bộ đệm gửi của NIC. Ví dụ, tin nhắn có thể dùng để bắt đầu thao tác ghi RDMA, chỉ định địa chỉ bộ nhớ của máy chủ đích và lượng dữ liệu được truyền.
2. Thông báo RDMA được dịch sang khung Ethernet bằng cách đóng gói và gửi qua kết cấu Ethernet đến NIC nhận.
3. NIC nhận sẽ nhận gói, giải mã nó khỏi khung Ethernet và sao chép dữ liệu từ tin nhắn RDMA trực tiếp vào bộ nhớ từ xa.

Vì RoCEv2 bỏ qua CPU và hoạt động trực tiếp trên bộ nhớ nên nó có thể đạt được độ trễ và chi phí thấp hơn so với giao tiếp mạng truyền thống. Điều này làm cho RoCEv2 trở nên lý tưởng cho các ứng dụng điện toán hiệu suất cao yêu cầu truyền dữ liệu nhanh như học máy, phân tích dữ liệu lớn và điện toán khoa học.

RoCE hỗ trợ mạng lưu trữ như thế nào?

RoCEv2 là công nghệ cung cấp khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao, độ trễ thấp bằng cách tận dụng RDMA qua mạng Ethernet. Vì vậy, nó rất phù hợp cho các ứng dụng mạng lưu trữ, nơi việc truyền dữ liệu nhanh và đáng tin cậy là rất quan trọng.

Ngoài ra, RoCEv2 được thiết kế để tương thích với cơ sở hạ tầng ethernet hiện có. Điều này làm cho nó trở thành một công cụ mạnh mẽ cho các tổ chức muốn cải thiện hiệu suất mạng lưu trữ mà không cần nâng cấp cơ sở hạ tầng đáng kể hoặc thay đổi môi trường lưu trữ hiện tại của họ.

Dell Enterprise SONiC là gì?

Dell Enterprise SONiC dựa trên hệ điều hành mạng nguồn mở, được thiết kế để cung cấp nền tảng linh hoạt và có thể mở rộng để xây dựng và quản lý mạng trung tâm dữ liệu hiện đại. SONiC có thể xây dựng cơ sở hạ tầng mạng hiệu quả và có thể tùy chỉnh, đồng thời hỗ trợ nhiều giao thức mạng khác nhau như chuyển tiếp Lớp 2 và Lớp 3, BGP, OSPF, VXLAN và EVPN. Nó cũng có thể mở rộng chức năng với các mô-đun tùy chỉnh thông qua quản lý vùng chứa của bên thứ ba.

Triển khai RoCEv2 điển hình với Enterprise SONiC

Trong cấu trúc liên kết Trung tâm dữ liệu điển hình dựa trên kiến ​​trúc Lá/Spine, dòng thiết bị chuyển mạch S-series S52xx-ON đóng vai trò là Lá trong khi Z93xx-ON dòng Z đóng vai trò là Spine.

Công tắc lá được kết nối với máy chủ và thiết bị lưu trữ, trong khi công tắc Spine được sử dụng để kết nối các công tắc Lá.

Máy chủ và bộ lưu trữ có NIC được kích hoạt RoCEv2:

Kết nối Lớp 2 của máy chủ và thiết bị lưu trữ chấm dứt tại Lá. Định tuyến L3 được kích hoạt giữa lá/spin và sử dụng giao thức định tuyến động như BGP để tìm hiểu tất cả các điểm cuối trong mạng.

Các giao thức sau đây cho phép cấu trúc Switch cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) cần thiết để không mất gói và lên lịch chuyển đổi mức độ ưu tiên cao hơn cho lưu lượng lưu trữ:

• Kiểm soát luồng ưu tiên (PFC) – cung cấp quản lý tắc nghẽn bằng cách tránh tràn bộ đệm và đạt được mức mất gói bằng 0 bằng cách tạo tạm dừng dựa trên mức độ ưu tiên đối với chuyển mạch hạ lưu
• Kiểm soát truyền nâng cao (ETS) – phân bổ băng thông cụ thể cho từng loại dịch vụ để ngăn chặn một loại lưu lượng truy cập ăn cắp băng thông
• Thông báo tắc nghẽn rõ ràng (ECN) – đánh dấu các gói khi phát hiện tràn bộ đệm; máy chủ cuối kiểm tra gói được đánh dấu và làm chậm quá trình truyền
• Giao thức bắc cầu trung tâm dữ liệu – hoạt động với giao thức khám phá lớp liên kết để đàm phán khả năng QoS giữa các điểm cuối hoặc thiết bị chuyển mạch

Về mặt hoạt động, các Gói được phân loại và ưu tiên dựa trên việc đó có phải là lưu lượng lưu trữ hay không tại Lá vào. Chúng được kiểm tra tình trạng tắc nghẽn ở mỗi lần chuyển mạch tiếp theo trên đường dẫn của gói tới máy chủ đích.

Enterprise SONiC tận dụng RoCEv2 như thế nào?

Enterprise SONiC hỗ trợ nhiều khả năng, bao gồm kiến ​​trúc mô-đun dựa trên công nghệ bộ chứa docker, tự động hóa dễ dàng, quản lý bộ chứa của bên thứ ba (TPCM) và các tính năng toàn diện khác cho phép triển khai tại các mạng Enterprise, Edge và Nhà cung cấp. Các mạng kết hợp Enterprise SONiC và RoCEv2 có thể giúp các tổ chức xây dựng cơ sở hạ tầng mạng hiệu suất cao, đáng tin cậy và có thể mở rộng.

Lợi ích quan trọng nhất của RoCEv2 với SONiC là nó giảm độ phức tạp của việc định cấu hình RoCEv2 thành một lệnh CLI duy nhất (lệnh: roce Enable). Điều này giải quyết một trong những phàn nàn chính đối với RoCEv2 là khó định cấu hình vì có một số tính năng cần xử lý như đệm, phân loại lưu lượng, ánh xạ, xếp hàng, lập lịch, kiểm soát luồng ưu tiên, quản lý tắc nghẽn.

Ngoài ra, cũng cần đảm bảo rằng các tính năng và thông số này phù hợp với tài nguyên phần cứng của switch. Lệnh CLI không chỉ giải quyết mối lo ngại này mà còn tạo ra sự khác biệt lớn cho giải pháp.

TPCM cho phép linh hoạt triển khai bất kỳ công cụ quản lý nào do bên thứ ba phát triển để giám sát RoCEv2 hoặc bất kỳ ứng dụng nào khác.

Tại sao lại là Dell Technologies?

Với chuyên môn về kết nối mạng và lưu trữ, Dell Technologies có vị thế đặc biệt để giúp khách hàng khai thác toàn bộ tiềm năng của RoCEv2. Giải pháp toàn diện này đảm bảo quá trình triển khai liền mạch và đáng tin cậy, từ máy chủ đến mảng lưu trữ, tận dụng các tính năng nâng cao như ECN và PFC để giảm thiểu tắc nghẽn và tối đa hóa hiệu suất.

Khi các trung tâm dữ liệu tiếp tục phát triển, nhu cầu truyền dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả hơn sẽ chỉ tăng lên. RoCEv2 là chất xúc tác cho sự chuyển đổi này và Dell Technologies luôn đi đầu. Với sự kết hợp mạnh mẽ giữa công nghệ, chuyên môn và hỗ trợ, Dell Technologies có vị trí thuận lợi để giúp khách hàng đạt được các mục tiêu kinh doanh của mình—hôm nay và trong tương lai.