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LHC計(jì)算網(wǎng)格（LHC Computing Grid）是一個(gè)國(guó)際性協(xié)作項(xiàng)目，包括網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)連接35個(gè)國(guó)家的140個(gè)計(jì)算中心，旨在處理LHC實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。CERN（歐洲核子研究組織）的LHC 所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流可達(dá)每秒300MB。

Enstore和dCache 是基于UNIX的存儲(chǔ)應(yīng)用，這兩者構(gòu)成了一個(gè)特殊的大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)訪問(wèn)大量文件組成的大數(shù)據(jù)集。全球LHC計(jì)算網(wǎng)格的大量成員均使用這些應(yīng)用來(lái)在全球數(shù)幾十個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的持續(xù)存儲(chǔ)和分布。

挑戰(zhàn)：dCache性能擴(kuò)展

美國(guó)能源部（以下簡(jiǎn)稱DOE）實(shí)驗(yàn)室的dCache環(huán)境也屬于LHC 計(jì)算網(wǎng)格（LHC Computing Grid）的一部分，由多個(gè)存儲(chǔ)池組成。每個(gè)存儲(chǔ)池包含一個(gè)服務(wù)器和一對(duì)1GbE NICs。這兩個(gè)1GbE NICs組成2Gbps通道連接入網(wǎng)。每個(gè)服務(wù)器還包括FC接口直連存儲(chǔ)（DAS）。

DOE實(shí)驗(yàn)室的dCache應(yīng)用可以將多個(gè)基于服務(wù)器的存儲(chǔ)池當(dāng)作一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)使用，但是由于服務(wù)器上存在一個(gè)2GbE的吞吐量瓶頸，導(dǎo)致每個(gè)服務(wù)器的存儲(chǔ)容量最多只能擴(kuò)大到40TB。在使用QLogic解決方案之前，存儲(chǔ)池容量雖然可以從40TB增加到180TB，但是通過(guò)2GbE連接傳送數(shù)據(jù)的耗時(shí)之長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了最終用戶的忍受極限。為了縮短傳送數(shù)據(jù)所花的時(shí)間，DOE實(shí)驗(yàn)室需要部署更多更小的存儲(chǔ)池或是增加連接這些新的更大的存儲(chǔ)池的帶寬。此外，要實(shí)現(xiàn)dCache系統(tǒng)的自動(dòng)擴(kuò)展，就需要一個(gè)能夠提供即時(shí)性能的解決方案，且無(wú)需系統(tǒng)定制或調(diào)優(yōu)。

對(duì)于處在這個(gè)狀況中的DOE實(shí)驗(yàn)室IT團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，很明顯，使用10GbE NICs會(huì)簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足對(duì)更多網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，同時(shí)減少需要管理的網(wǎng)絡(luò)適配器數(shù)量。

圖1. dCache 存儲(chǔ)池。隨著存儲(chǔ)池容量增長(zhǎng)到180TB，存儲(chǔ)服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò)的10GbE雙連接成為瓶頸

解決方案

為了解決dCache應(yīng)用的擴(kuò)展性問(wèn)題， DOE使用QLogic 智能以太網(wǎng)適配器將服務(wù)器連接升級(jí)到10GbE。QLogic 是一個(gè)值得信任的供應(yīng)商，它為DOE實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)環(huán)境提供了FC技術(shù)。

結(jié)果

為了評(píng)估采用10GbE新架構(gòu)的最佳總體解決方案，該實(shí)驗(yàn)室在生產(chǎn)環(huán)境下運(yùn)行dCache存儲(chǔ)應(yīng)用來(lái)對(duì)不同廠商的10GbE適配器進(jìn)行性能測(cè)試。雖然有很多產(chǎn)品能夠滿足基本要求，但該實(shí)驗(yàn)室更需要的是一個(gè)不需要調(diào)整的“開(kāi)箱即用”的解決方案，這樣將有助于使用生產(chǎn)環(huán)境中已有的dCache和Enstore應(yīng)用傳送PB級(jí)的數(shù)據(jù)。

鑒于QLogic FC主機(jī)總線適配器在現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境的良好記錄，DOE實(shí)驗(yàn)室將QLogic 3200系列智能以太網(wǎng)適配器作為10GbE網(wǎng)絡(luò)升級(jí)設(shè)備之一來(lái)進(jìn)行評(píng)估。在測(cè)試過(guò)程中，QLogic 3200系列智能適配器的即時(shí)性能卓越，達(dá)到8.9Gbps，超出其他配置性能達(dá)21％。

圖2. QLogic 3200與其他10GbE 適配器的性能對(duì)比

憑借出色的40Gbps雙端口吞吐量，QLogic 3200系列適配器也可讓I/O密集型虛擬化環(huán)境從中受益。適配器的NIC分區(qū)（NPAR）技術(shù)允許用戶將每個(gè)物理以太網(wǎng)端口劃分成四個(gè)虛擬端口，并且可靈活、自定義地分配10Gbps端口帶寬。

圖3. dCache 存儲(chǔ)池采用10GbE QLogic 3200系列適配器擴(kuò)展存儲(chǔ)池容量至180TB

DOE實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在代理dCache環(huán)境下的存儲(chǔ)服務(wù)器中部署了Qlogic 3200系列智能以太網(wǎng)適配器。在消除I/ O吞吐量瓶頸之后，dCache存儲(chǔ)池容量突破了40TB的限制，每個(gè)存儲(chǔ)池可以配置高達(dá)180TB。此外，不僅NIC的數(shù)量減少了一半，整個(gè)系統(tǒng)的管理也得到簡(jiǎn)化。