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聚合增強以太網

鎖定
增強型以太網,是由IEEE數據中心網橋(Data Center Bridge,簡稱DCB)工作組提出一系列以太網擴展協議,來增強傳統以太網傳輸的可靠性。增強型以太網主要有兩個特徵:第一個為在以太網基礎上進行擴展,將網絡整合起來;第二個為支持不丟包傳輸,從而可以支持那些對傳輸可靠性要求極高的服務。
中文名
聚合增強以太網
外文名
Converged Enhanced Ethernet
簡    稱
CEE
別    稱
數據中心橋接
特    點
低成本、可擴展、高可靠性等
概    述
擁有阻塞管理和流量控制功能的傳輸技術

聚合增強以太網基本概述

以太網作為一種盡力服務的網絡模型,網絡繁忙時可能發生丟包或傳輸故障,由於傳統以太網不可靠的傳輸特性,因此不適合在存儲信息傳輸過程中使用。例如:公共安全場所的監控錄像,有研究表明,一個人掠過一個監控攝像機最短的時間不到一秒鐘,如果關鍵數據在傳輸過程中丟失,就會給未來的調查取證造成極大困擾。
為了使光纖通道(Fiber Channel)傳輸數據可以在以太網上傳輸,發展出了FCoE(Fiber Channel Over Ethernet)協議。但是,傳統的以太網是肯定是無法承載光纖通道數據傳輸的,以太網應該發展成為擁有阻塞管理和流量控制功能的低延遲的和不丟棄數據包的傳輸技術,最終發展成增強型的以太網。
聚合增強以太網(Converged Enhanced Ethernet,CEE),也稱為數據中心橋接 [1]  ,現在在很大程度上僅限於服務器機架,將連接到服務器的網絡和適配器數量從5到6個調整到2個。一個頂級機架交換機同時將存儲和傳統數據網絡流量整合到一條光纖(CEE)中,並且為每台服務器同時提供2條冗餘鏈路。這既節省了線路和電源開銷,也簡化了管理。

聚合增強以太網特點

聚合增強以太網是一種擁有阻塞管理和流量控制功能的低延遲、不丟棄數據包的傳輸技術,它和以太網光纖通道( fibre channel over ethernet,FCoE) 技術的出現,將數據中心局域網和存儲局域網融合為單一的以太網互聯結構,實現了I/O 的整合。融合後的數據中心網絡不僅具有以太網低成本、可擴展的特點,還擁有FC 高可靠性的優點。 [2] 

聚合增強以太網比較

傳統的以太網絡可以容忍一定的丟包和時延變化/抖動。所以,IEEE定義了一系列標準,規範DCE/CEE對於傳統以太網增強,主要包括:
(1) 802.1Qbb Priority Flow Control(PFC):
傳統的以太網是整條鏈路進行流控的。802.1Qbb是基於優先級的流控標準。在一條物理鏈路上,分成了8個虛擬通道,每一個通道分配一個優先級。這樣在一條鏈路上可以承載多種業務類型,包括FCoE和非FCoE的業務。當發生擁塞時,接收端可以在特定的優先級虛擬通道上發送XOFF和XON幀,抑制或者繼續特定的業務,保證高優先級或者時延敏感的業務的傳輸。
(2)802.1Qaz Enhanced Transmision Selection(ETS):
保證不同服務級別上的多種流量類型的質量。在DCE/CEE上的業務中,IPC是時延敏感的業務,SAN業務是對丟包敏感的業務,而IP業務是可以允許一定的丟包和時延。鏈路上的業務可以分為若干個優先級組(Priority Group,PG),並且定義每個PG的帶寬屬性。重要的業務,比如存儲網絡數據被賦予高優先級,保證帶寬。低優先級業務只能在高優先級業務帶寬不佔用的情況下,才能使用分配帶寬之外的額外帶寬。

聚合增強以太網優勢

1.優先級流量控制。
優先級流量控制( priority-based flow control,PFC) 作為增強的Pause 機制,可以在一條以太物理鏈路上最多創建8 個獨立的虛擬鏈路,並允許單獨暫停和重啓其中任意一條虛擬鏈路。該方法使網絡能為單個虛擬鏈路創建無丟幀類別的服務,使其能與同一接口上的其他類型的流量共存。在支持FCoE 的交換機上,通過以太網幀的CoS 值區分不同類型的流量,在擁塞嚴重時暫停指定虛擬通道上的數據流量。
2.增強傳輸選擇。
增強傳輸選擇( enhancedtransmission selection,ETS) 通過為指定服務類或虛擬通道提供保障帶寬來提高整體性能。ETS 可為不同的業務流量設定優先級和保障帶寬,並允許低優先級的流量使用高優先級隊列閒置的帶寬,使網絡帶寬得到最大化的利用。
3.數據中心橋接交換協議。
數據中心橋接交換協議( data center bridging exchange,DCBX) 的作用是為具備數據中心橋( data center bridging,DCB) 特性的網絡設備提供參數協商和遠程配置功能,包括髮現對端設備的DCB 能力( 如是否支持PFC 等) 、發現鏈路兩端設備DCB 參數的配置錯誤、遠程配置對端設備的DCB 參數。
4擁塞通告。
當網絡中發生擁塞時,由擁塞點向數據源發送指示來限制引起擁塞的流量,並在擁塞消失時通知其取消限制。這樣可以把擁塞限制在網絡的邊緣,減少了擁塞對網絡其他部分造成的影響。
5多鏈路透明互聯。
多鏈路透明互聯( transparentinterconnect of lots of links,TRILL) 是一種在2 層網絡中提供多路徑的技術。它使用IS-IS 協議來學習交換機網絡的拓撲,計算以太網連接各端點之間的最短路徑和等價路徑,支持多條並行路徑,流量可以在多條並行路徑中均衡負載,從而提高網絡的擴展性和可靠性。 [2] 

聚合增強以太網應用

FCoE 網絡融合技術和CEE 技術實現了傳統數據中心的LAN 和SAN 的融合。融合後的網絡實現了以太網對SAN 數據流量的承載,能對數據鏈路的I/O 進行有效整合,並提供高速帶寬,簡化了機房網絡環境,降低了網絡管理複雜度,同時有效利用了前期的基礎設施建設,從而構建起高密度和高效能的數據中心繫統。 [2] 
參考資料