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Was ist Fibre Channel over Ethernet (FCoE)?

Da der Einsatz von Storage Area Networks in Rechenzentren weiter wächst, entstehen neue Technologien als kostengünstige Lösungen. Eine von ihnen ist Fibre Channel over Ethernet oder FCoE. Fibre Channel over Ethernet ist eine Netzwerktechnologie, die die Netzwerkarchitektur durch die Kombination von Storage Area Network (SAN) und Local Area Network (LAN) auf einem einzigen 10GB/s-Link zusammenfasst. Diese Technologie kann die Infrastruktur vereinfachen, indem sie weniger Speicherschnittstellen nutzt, eine reduzierte Kabelinfrastruktur hat, eine einheitliche Switching-Architektur bietet und schließlich zu einem geringeren Stromverbrauch führt.

Die Übertragung des Datenverkehrs mit dieser Technologie erfordert die Kapselung von nativen Fibre Channel-Frames in Ethernet-Pakete. Diese Lösung ermöglicht es den führenden IT-Unternehmen, die bestehende Latenz und Sicherheit zu bewahren, bevor sie diese Lösung implementieren. Der Fibre Channel over Ethernet Frame ist mit Hilfe eines dedizierten Ethertyps 0x8906 in Ethernet-Pakete eingekapselt. Diese Lösung verwendet verlustfreies Ethernet-Fabric und ein eigenes Rahmenformat.

Der entscheidende Unterschied zwischen Fibre Channel over Ethernet und dem traditionellen Fibre Channel ist die Tatsache, dass das traditionelle Fibre Channel Protokoll fünf Schichten hat, bekannt als FC-0, FC-1, FC-2, FC-3 und FC-4. Die ersten beiden, FC-0 und FC-1, repräsentieren die physikalische Schicht und die Datenschicht. Diese beiden Schichten werden in einer Fibre Channel over Ethernet-Lösung durch die traditionellen Ethernet-OSI-Modellschichten, die physikalische und die MAC-Adressschicht, ersetzt.

Das Hauptproblem für die Architekten, die diese Lösung entwickelten, war, einen Weg zu finden, herum um die verlustbehaftete Eigenschaft des traditionellen Ethernets. Sie haben es geschafft, dies mit Hilfe eines Features des Ethernets zu ermöglichen, dass es dem empfangenden Port ermöglicht, eine Pause-Anforderung an den sendenden Port zu schicken, wenn dieser zu beschäftigt ist, um Daten zu empfangen. Ein weiteres Merkmal ist die Implementierung einer Prioritätsfluss-Steuerungsfunktion, die es ermöglicht, diese Pausenfähigkeiten von Ethernet mit der Qualität von Servicefähigkeiten zu verschmelzen. Diese Merkmale würden garantieren, dass alle gesendeten Daten auf der Empfängerseite ankommen würden.

Der wesentliche Vorteil des Einsatzes dieser Technologie ist die vereinfachte Infrastruktur. Dies bedeutet, dass keine Notwendigkeit besteht, eine große Anzahl von Kabeln, Netzwerkadaptern und Switch-Ports zu installieren und zu warten. Dies wird in der folgenden Tabelle verdeutlicht, in der ein Netzwerk von 8 Servern mit redundanten Netzwerkschnittstellen für SAN und LAN mit einer Fibre Channel over Ethernet-Lösung verglichen wird.

Separate redundante SAN und LAN Netzwerke


  10 GB Ethernet Fibre Channel Gesamt
Netzwerk Adapter 8/16 8/16 16/32
Switche 1 1 2
Kabel 16 16 32

Unified FCoE Netzwerk
  10 GB Ethernet Fibre Channel Gesamt
Netzwerk Adapter 8/16 0 8/16
Switche 1 0 1
Kabel 16 0 16

Darüber hinaus ist ein weiterer großer Vorteil dieser Technologie der vereinfachte Prozess der täglichen Wartung und Aufgaben im Serverraum, gleichzeitig können neue Server schneller und einfacher installiert werden. Die kleinere Anzahl von Netzwerkadaptern, Kabeln und Switches führt zu einem geringeren Stromverbrauch. Zum Beispiel verbraucht jeder Fibre Channel HBA (Host Bus Adapter) etwa 13 Watt Leistung, während ein Standard Fibre Channel Switch etwa 70 Watt verbraucht. Der Stromverbrauch wird auch durch die reduzierte Kühleinrichtung gemindert. Unter Anbetracht der obigen Tabelle wird geschätzt, dass für diese Art von Netzwerk-Rack die Einsparungen bei bis zu 200 Watt liegen. Resultierend aus dem Entfernen der nicht benötigten HBAs von jedem der 8 Server und 70 Watt durch das Entfernen eines nicht benötigten Switches. Dies wird in einer typischen Datacenter-Umgebung aufgrund der hohen Anzahl von Netzwerkgeräten tausendfach multipliziert. Da die führenden IT-Unternehmen ständig andere Unternehmen dazu zwingen, "grüner zu werden" und die Umwelt zu retten, werden diese Energieeinsparungen immer begrüßt.

Die Fibre Channel-over-Ethernet-Lösung wurde von Grund auf so konzipiert, dass maximale Flexibilität und vereinfachte Netzwerk-Implementierung und -Management möglich sind. Unterstützt von den führenden IT-Unternehmen Cisco und Intel und mit neuen und innovativen Netzwerkgeräten, die auf dem Markt auftauchen, war der Aufbau zukünftiger Rechenzentren niemals einfacher als heute.