Перспективы использования Ethernet в дата-центрах

Символом неумолимого усложнения вычислительных систем, с трудом успевающих за потребностями информационного века, можно назвать бесчисленное множество кабелей, которые соединяют друг с другом компьютеры в центрах обработки данных (ЦОД). Эта путаница проводов превращается в источник огромных затрат и лишней головной боли. Для решения задач, где нужны всего два подключения, обычному серверу требуется по меньшей мере восемь-девять кабелей. В крупных ЦОД количество кабелей множится с ростом числа серверов, суля уйму проблем с обслуживанием сплетения проводов.

Стремительный рост трафика, порождаемый Интернетом, бизнес-приложениями, системами потоковой видеотрансляции и смартфонами, потребовал расширения мощностей ЦОД, в результате чего дата-центры стали испытывать физический недостаток пространства для прокладки кабелей под фальшполом. По мнению аналитика исследовательской группы IDC, кабелей теперь становится столько, что менеджеры всерьез обеспокоены тем, как бы техник случайно не выдернул из розетки провод от критически важной системы. Действительно, по оценкам экспертов, доля кабельной инфраструктуры в стоимости оборудования дата-центра достигает 15%. Более того, многообразие сетей с отдельными комплектами кабелей вынуждает приобретать для ЦОД дополнительное оборудование.

Чем больше кабелей, тем выше энергопотребление. Так, по оценке специалистов корпорации Cisco, простое исключение лишних кабелей и вспомогательных устройств, используемых для соединения серверов, способно сократить затраты компаний на оплату электроэнергии на 20–30%. Отраслевые эксперты также называют упрощение кабельной инфраструктуры необходимым условием виртуализации, на которую возлагаются основные надежды в свете модернизации ЦОД для потребностей коммуникаций XXI века. Однако эксперты уверены, что прежде чем начать переход к виртуализации, необходимо навести порядок в кабельном хозяйстве. Дело в том, что ситуация вышла из-под контроля: дата-центры развивались в виде трех технологических «островков» (разных сетей, серверов и систем хранения данных), причем в каждом случае использовались свои особенные коммуникационные технологии.

Решение проблемы специалисты корпорации Cisco видят в технологии Ethernet. Как известно, эта технология, изобретенная 30 лет назад как простое решение для соединения офисных компьютеров, претерпела существенные изменения и стала основным методом объединения большинства сетей на базе протоколов Интернета, включая крупнейшие в мире телекоммуникационные системы с наиболее строгими требованиями. Cо временем столь широкое применение технологии Ethernet будет способствовать уменьшению ее себестоимости по сравнению с другими способами организации связи. Кроме того, с сетями Ethernet знакомо намного больше техников, чем с другими технологиями подключения, что позволяет снизить расходы на содержание штата и эксплуатационные затраты. Аналитики добавляют, что технология Ethernet пережила шквал инноваций, поэтому для консолидации кабельных сетей весьма целесообразно переходить именно на нее.

В соответствии с «правилами генеральной уборки», Cisco первым делом стремится решить проблемы с кабелями ЦОД там, где они спутаны сильнее всего. Например, Джеки Росс, директор по маркетингу подразделения серверов и виртуализации Cisco, полагает, что путем стандартизации подключений к серверам на базе Ethernet старшим техническим специалистам удастся устранить до 70% лишних кабелей. Для поддержки приложений, обслуживающих Web-сайты, потоковую видеотрансляцию или информационные хостинг-системы, серверы нужно подключать одновременно к внешним сетям и к внутренним системам, таким как системы хранения данных. Чтобы расплести клубок подключений к серверам, Cisco активно поддерживает два технологических стандарта, появившихся в этом году. Один из них — «Ethernet без потерь» (Lossless Ethernet) — повышает надежность передачи данных по сетям Ethernet и делает возможной передачу на более высокой скорости. Другой стандарт, Fibre Channel over Ethernet (FCoE), предполагает, что серверы могут использовать сети Ethernet для упрощения передачи трафика в популярные системы хранения данных. Официальное утверждение FCoE в качестве отраслевого стандарта уже состоялось, а «Ethernet без потерь», по мнению обозревателей, будет утвержден в конце этого года. Объединение обоих стандартов упростит передачу трафика сети и систем хранения данных по одному кабелю.

Следуя курсу на использование Ethernet для унификации подключений в ЦОД, Cisco уже поддерживает данные стандарты в своих ключевых продуктах, в том числе в коммутаторе для сетей дата-центров Nexus 5000 и в новой системе унифицированных вычислений UCS (Unified Computing System), которая объединяет вычислительные и сетевые ресурсы для эффективной поддержки виртуализации. Корпорация планирует поддерживать новые стандарты Ethernet в более широком ассортименте продуктов. Еще одним свидетельством того, что Cisco всерьез намерена содействовать общеотраслевой поддержке Ethernet, стал ее отказ в этом году от планов создания своего собственного бренда Ethernet-решений для ЦОД под весьма логичным названием – Data Center Ethernet. Другие поставщики тоже пытались продвигать собственные маркетинговые названия, что лишь запутывало заказчиков. Внимание представителей отрасли переключилось на специфику использования марок стандартов корпорации, но подобное распыление усилий не соответствовало бы ничьим интересам. Руководству Cisco нужно было максимально четко объявить о том, что они намерены решить конкретную проблему.

Хотя за намерением Cisco использовать Ethernet для создания «унифицированной коммутационной структуры» ЦОД четко просматривается общий интерес отрасли, в корпорации признают, что многие заказчики уже инвестировали значительные средства в другие коммуникационные технологии. В связи с этим в Cisco возлагают особые надежды на FCoE как на стандарт, предоставляющий инженерам дата-центров сразу два преимущества. Fibre Channel с большим отрывом лидирует как популярный способ подключения в условиях высокой нагрузки на системы хранения данных, а новый стандарт еще и обеспечивает компаниям преимущества Ethernet без вмешательства в существующие системы хранения данных. В корпорации убеждены в правильности своей точки зрения на роль Ethernet в ЦОД, но признают, что в каждом дата-центре задача исключения лишних кабелей будет иметь свою специфику. Используются десятки других технологий подключения, и отрасли, по мнению аналитиков, потребуется до 10 лет, чтобы перейти к некоему подобию единого стандарта подключения в ЦОД.

Хотя устранение клубков кабелей в ЦОД представляется непростой задачей, технические специалисты уже присоединяются к движению за Ethernet. Не дожидаясь окончательного закрепления новых стандартов Ethernet, компании уже применяют их для рационализации своих вычислительных ресурсов. Использование Ethernet в качестве единого связующего звена между всеми компьютерами представляет интерес даже в существующих ЦОД, констатирует отраслевой аналитик компании Nemertes Research. На протяжении последнего года он был свидетелем того, как в качестве альтернативы более дорогим вариантам на основе Fibre Channel многие компании внедрили Ethernet-сети в сочетании с IP-технологиями хранения данных. Прежде технология Fibre Channel была более скоростной, но качественное развитие Ethernet обещает сделать эту технологию практически столь же быстрой и надежной. Хотя Ethernet-оборудование на основе новых стандартов в общем обходится дороже, экономия за счет оптимизации кабельной инфраструктуры ЦОД делает новые варианты чрезвычайно привлекательными.