以下為演講實(shí)錄:
大家好!我是徹西(Chelsio)(上海)科技有限公司應(yīng)用工程師陳春輝,主題是統(tǒng)一存儲(chǔ)解決方案。大家比較強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)融合,以太網(wǎng)成為我們現(xiàn)在整個(gè)發(fā)展趨勢,以前我們有存儲(chǔ),有FC網(wǎng)絡(luò),高性能計(jì)算有IB網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在,所有這些業(yè)務(wù)都可以跑在同一個(gè)以太網(wǎng)上。徹西公司是提供這樣的一個(gè)完美解決方案的芯片供應(yīng)商。我們?cè)谝蕴W(wǎng)層面上實(shí)現(xiàn)了高新能計(jì)算與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的高度融合。
完美的網(wǎng)絡(luò)融合
Chelsio是高速融合以太網(wǎng)卡的領(lǐng)導(dǎo)者。整個(gè)數(shù)據(jù)中心集存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算于一體,Chelsio的解決方案是一套以太網(wǎng),性能超過FC以及傳統(tǒng)存儲(chǔ)高性能應(yīng)用。把傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、超算,所有這些運(yùn)用統(tǒng)一集中到一張網(wǎng)卡,可以運(yùn)行所有運(yùn)用。通過簡單的統(tǒng)一以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)所有解決方案,這是我們Chelsio帶來的統(tǒng)一存儲(chǔ)解決方案。
領(lǐng)先的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)
Chelsio網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從普通以太網(wǎng)支持目前主流的10G、25G包括100G的速率,而且我們可以做到整個(gè)TCVIP所有的卸載,原來同樣一套系統(tǒng)碰到瓶頸時(shí),英特爾通過出售更高價(jià)格的CPU來解決瓶頸問題。Chelsio無需動(dòng)任何系統(tǒng),只需要換一張網(wǎng)卡,把原來需要處理CPU這些業(yè)務(wù)放在網(wǎng)卡上來做,省出來的CPU資源可以做應(yīng)用,可以做其他事情。另外一些主流DPDK,用我們網(wǎng)卡也是不需要任何修改,應(yīng)用就可以直接在我們網(wǎng)卡上應(yīng)用起來。
存儲(chǔ)是Chelsio的強(qiáng)項(xiàng),我們的網(wǎng)卡支持一些硬件卸載。網(wǎng)絡(luò)融合還有一個(gè)功能,屬于新的特性融合,Chelsio在存儲(chǔ)里面有最新做數(shù)據(jù)交易,在Chelsio網(wǎng)卡里,只通過一個(gè)硬件電路就可以實(shí)現(xiàn)了,保證數(shù)據(jù)的高可靠性。虛擬化這部分,譬如主流的Hadoop Rdma等等,這些我們都有解決方案。所有的高性能計(jì)算,原來大家需要專用的RB網(wǎng)絡(luò),Chelsio以太網(wǎng)應(yīng)用程序不需要做任何修改,可以完全跑出原來的性能。Chelsio做硬件卸載這部分工作。
另外一個(gè)領(lǐng)域,我們還支持流媒體功能,對(duì)一些視頻流可以做流量控制,傳統(tǒng)流量控制可能需要通過軟件、CPU定時(shí)器做控制,這種方式下,CPU需要不停地做切換。一方面,有進(jìn)程切換開銷,同時(shí),網(wǎng)絡(luò)控制速度不是很均勻,我們提供硬件流量控制,往外發(fā)送流量,你需要發(fā)送數(shù)據(jù)流基于一個(gè)線程,基于某一個(gè)線限制一個(gè)帶寬,完全通過硬件電路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,這樣極大的減輕了CPU負(fù)擔(dān)。
Chelsio自主研發(fā)設(shè)計(jì)芯片,提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡,基于公司專利技術(shù),開發(fā)硬件加速引擎。普通網(wǎng)卡沒有協(xié)議處理模塊,我們的網(wǎng)卡支持?jǐn)?shù)據(jù)協(xié)議引擎,這部分我們把原來需要CPU處理整個(gè)協(xié)議站固化成硬件電路,可以提供高帶寬、低延遲的網(wǎng)絡(luò)解決方案。
我們給大家提供一個(gè)很全面且具有豐富特性的解決方案,為客戶提供TCSP硬件卸載、硬件解密加密等等這些功能。目前,Chelsio無論是在存儲(chǔ)客戶端,還是存儲(chǔ)池端,都有很完整的解決方案。
徹西T6網(wǎng)卡帶來一個(gè)新的功能,除了原來支持這種FCOE硬件卸載特性之外,又增加了加密解密這么一個(gè)處理。我們加密解密模塊,可以有兩種工作模式,第一個(gè)屬于在線模式,一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)來以后,可以從主機(jī)端進(jìn)來是一個(gè)明文,在線路上就是一個(gè)直接加密好的密文。這種對(duì)于未來數(shù)據(jù)傳輸,希望我們的數(shù)據(jù)在傳輸過程當(dāng)中是加密,不要從中間截取我們數(shù)據(jù),就解密出來。我們網(wǎng)卡你的CPU不要干加密解密,同時(shí)能夠得到加密解密數(shù)據(jù)服務(wù)。
閃存特點(diǎn)是訪問帶寬高,速度快,延遲低。徹西的每臺(tái)機(jī)器所能插的硬盤數(shù)量會(huì)受到系統(tǒng)限制,我們希望能夠有足夠多的硬盤,特別大容量存儲(chǔ)里面,希望越來越多的硬盤使用,帶來解決方案通過網(wǎng)絡(luò)來擴(kuò)展NVME/Fabrics協(xié)議,這就是NVME/Fabrics的定義。使用我們的硬件加速功能,加上網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,通過網(wǎng)絡(luò)可以把所需的磁盤數(shù)量無限擴(kuò)展。
我們做一些測試,使用我們硬件加速網(wǎng)卡,提供這種NVME/Fabrics解決方案,我們網(wǎng)絡(luò)帶寬訪問本地NVME/Fabrics延遲大概需要100個(gè)微妙,經(jīng)過我們網(wǎng)卡,經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)以后訪問另外一臺(tái)機(jī)器上的NVME/Fabrics延遲大概只增加8到10個(gè)微妙,這在我們文件系統(tǒng)當(dāng)中延遲可以基本可以忽略不計(jì)?;诰W(wǎng)絡(luò)訪問,我們并發(fā)是支持高并發(fā),所以我們高并發(fā)保證我們?cè)L問其他網(wǎng)絡(luò)上另外一個(gè)機(jī)器上的NVME/Fabrics的時(shí)候,我們IOS不受影響。
基于徹西的流量管理特性,可以通過硬件監(jiān)視器網(wǎng)卡往外快速發(fā)送。以太網(wǎng)特點(diǎn)是,有多大的帶寬就會(huì)有多大能力,每臺(tái)機(jī)器發(fā)送速率都有1個(gè)G,服務(wù)器能夠滿足,這是徹西發(fā)送數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。意味著7、8臺(tái)機(jī)器所有端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),交換機(jī)可能要50個(gè)G,接收端只有10個(gè)G,很容易把交換機(jī)填滿了,平均數(shù)據(jù)只有一個(gè)G,某一個(gè)瞬間40G進(jìn)來,10G出去,多下來的數(shù)據(jù)怎么辦?在交換機(jī)緩存里面,這樣容易填滿。我們有流量控制,可以通過硬件精確控制每個(gè)客戶端,雖然有實(shí)際帶寬能力,但是控制到每秒只能以一個(gè)G速度往外發(fā),這樣流量速度比較均勻。
Chelsio100G網(wǎng)卡提供Over? iwarp? rdma的測試。我們的CPU利用率很低,同時(shí)可以性能達(dá)到100個(gè)G,CPU利用率控制在大概10%左右。完全因?yàn)槲覀兊木W(wǎng)卡把需要CPU處理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,通過硬件方式卸載到我們網(wǎng)卡上。這個(gè)是Iscsi性能,我們的CPU占用率大概百分點(diǎn)十幾,帶寬可以跑到100個(gè)G。
我們支持統(tǒng)一管理,所有網(wǎng)卡可以通過一個(gè)管理中心,管理到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中所有的網(wǎng)卡,通過這個(gè)統(tǒng)一管理界面,對(duì)我們的網(wǎng)卡進(jìn)行狀態(tài)查詢,進(jìn)行參數(shù)配置。我們現(xiàn)在最新T6支持接口有100G的速率。在Iscis? 和iser生態(tài)圈里面,徹西支持很多操作系統(tǒng),所有的硬件卸載功能也都能用。
關(guān)于Chelsio的硬件解決方案,我們可以在國產(chǎn)CPU平臺(tái)上能看到跟英特爾X86高性能存儲(chǔ)平臺(tái)上類似這種性能。流媒體的應(yīng)用,這個(gè)是我剛才講的可以支持流量控制,美國最大流媒體視頻供應(yīng)商在他們的流媒體推送服務(wù)器上使用我們的網(wǎng)卡,為客戶提供了非常好的用戶體驗(yàn)。大家做產(chǎn)品肯定很關(guān)心,做完一個(gè)產(chǎn)品以后,后續(xù)產(chǎn)品有沒有這種的?Chelsio專業(yè)做網(wǎng)卡芯片,目標(biāo)在不停向前發(fā)展,從我們的第一代芯片就是支持TCPRP硬件卸載的。到了T4的時(shí)候,把很多外圍器件都集成到芯片里,同時(shí)增加了針對(duì)FCOE支持等等。
第五代芯片在支持前面所有功能基礎(chǔ)之上,增加了針對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能。T6在接口方面支持25G,同時(shí)增加了解密加密模塊??蛻舨捎梦覀兊慕鉀Q方案,軟件不需要升級(jí),用同一套軟件包不管用T4還是T5或者T6都可以,所有徹西網(wǎng)卡都適用。我們網(wǎng)卡適合數(shù)據(jù)中心應(yīng)用,加上網(wǎng)絡(luò)安全、云計(jì)算,需要這種超融合里面,Chelsio應(yīng)用在不同場合下可以提供高性能、高帶寬、低延遲的解決方案。
徹西所有功能中最關(guān)鍵的特點(diǎn)是整個(gè)芯片的硬件架構(gòu),基于一套專業(yè)的處理架構(gòu),這是可擴(kuò)展性的架構(gòu),不管以太網(wǎng)怎么發(fā)展,硬件系統(tǒng)怎么擴(kuò)展,我們的軟件API無需變化。對(duì)于客戶來講,提高整個(gè)系統(tǒng)性能只是換一張網(wǎng)卡而已。徹西公司于2000年成立,產(chǎn)品上市十幾年,包括很多云計(jì)算平臺(tái)、微軟、華為9000都是我們Chelsio的網(wǎng)卡,其穩(wěn)定性和可靠性得到了市場的廣泛驗(yàn)證。