一家大型金融机构为了管理其存储基础架构的持续快速 增长，决定探索当前基于光纤通道 (FC) 的 SAN 的替代方 案。该公司向 Microsoft 和 Mellanox 寻求高级存储解决方 案，希望使用更高效和可扩展的互连技术，可以更快速 地处理大型数据集，并且成本更低。
执行摘要
呈指数级持续增长的数据迫使 IT 经理停止部署 传统的存储区域网络 (SAN) 技术，并采用诸如 横向扩展、软件定义的存储之类的现代体系架 构，从而实现更高程度的可扩展性，并且能够 以更低的成本更快地处理更多的数据。
一家大型金融机构在管理其快速增长的存储 基础架构方面遇到挑战，因此决定将扩展其 当前光纤通道 (FC) SAN 解决方案的选项与融 合横向扩展存储解决方案进行比较，后者基 于 Microsoft 存储空间并使用 Mellanox 支持 RDMA（远程直接内存访问）的架构。
基准测试结果显示，在使用 RoCE 端到端解决 方案（基于融合以太网的 RDMA）的 Mellanox 40GbE 上运行基于 SMB Direct 的存储空间 时，该公司能够：
• 使存储访问加速 2.5 至 9 倍
• 使虚拟机实时迁移速度加快 8.8 倍， 存储迁移速度加快 12.5 倍
• 将 IO 端口数量减少到 1/4
• 使存储成本降低 50%
成本节省源于 Microsoft 的存储空间能够利用行 业标准硬件，这消除了基于 FC 的传统 SAN 解 决方案所需的专有硬件和软件的成本。
形势
十多年来，存储体系架构一直保持相对稳定 — 分别使用 SAN 和 NAS 作为块存储和文件存 储的主要体系架构。然而，随着虚拟化和基于 SSD 存储等新技术的发展，以及（近乎）实时 处理移动用户不同类型海量数据的需要，IT 经 理不得不评估和采用新的存储系统。
例如，在“预虚拟化”时代，当每个服务器运行一个作业 时，只通过处理一种数据类型的一个作业来处理存储访 问。因此，很容易配置存储系统并使其高效地运行。但 是，在虚拟化环境中，许多虚拟机并行运行，每个虚拟机 可能需要来自磁盘上不同位置的数据，并且当数据具有不 同类型（文本、视频和语音）和大小（从 1B 到 256KB） 时，传统体系架构的效率要低得多，因为没有办法针对同 时运行的所有工作负载优化存储系统。
最近，一家大型金融机构（银行）决定增加一套新的内部 和外部服务，需要大规模拓展其存储容量，以及实时提供 这些服务的能力，同时让总体拥有成本 (TCO) 保持可控。该公司认识到，使用当前的基于 FC 的 SAN 体系架构会造 成管理异常复杂且成本高昂，也无法为在线和移动客户提 供服务所需的响应速度。于是，该公司决定评估一款高级 解决方案，该解决方案能够以传统 FC SAN 成本的几分之 一来达成其目标。
解决方案
该银行评估了基于 SMB Direct 的 Microsoft 存储空间解决 方案，这是 Microsoft 最新的存储解决方案。存储空间是 Windows Server 2012 R2 的一个组成部分，包含传统存 储所提供的全部功能，其中包括重复数据删除、灾难恢复 和高级服务质量。（有关更多详情，请参阅 Microsoft 白 皮书“Windows Server 2012 R2 存储”¹）。该解决方案为 客户提供了使用低成本行业标准硬件的能力，他们可以使 用 SMB Direct（基于 RDMA 的 SMB 3.0）轻松进行横向 扩展。在 Microsoft Azure 云中使用该解决方案时，其性 能提高了一倍（与传统 SAN 体系架构相比），并且存储购 置成本降低了 50%。
图1 模式方案之间的成本购置比较¹
为了将当前基于 FC 的 SAN 部署与基于存储空间的部署 进行比较，该公司决定向现有基础架构添加一台文件服 务器，该服务器使用 Mellanox 的端到端 40GbE 解决方 案连接到 SMB Direct，然后在两种配置上运行数项基 准测试。
如图 2 所示，当前的设置使用两种不同的网络类型。第一 个网络是 10GbE 网卡和交换机，第二个网络是 4 个 8Gb/s FC HBA。当然，这使得该解决方案成本更高，更难以管 理，而且扩展不太灵活。
图 2. 当前基于 FC 的 SAN 部署
如图 3 所示，将该设置与基于 SMB Direct 运行的存储 空间进行比较，后者使用 Mellanox 端到端 40GbE 解决 方案，其中包括 40GbE SX1012 交换机、ConnectX-3 40GbE 网卡和 LinkX 40GbE 铜缆。
图 3. 使用基于 SMB Direct 的存储空间部署拓扑
测试结果
以下图表显示为了比较两种部署的性能而运行的各种基 准测试的结果：
这些结果表明存储空间提供的性能优于基于 FC 的 SAN。存储空间还将互连端口数量从 4 个削减到 1 个，并允许 使用商用组件替代专有存储系统，使成本削减了 50%。
在审查了这些结果之后，该大型金融机构决定进行下一 阶段的评估：用基于 SMB Direct 的 Microsoft 存储空间 （使用 Mellanox 端到端 40GbE RoCE）替换基于 FC 的 SAN。
摘要
现代数据中心需要处理大量数据，因此必须采用新的存储 技术，以消除互连瓶颈，并以更低的成本实现更高的性能 和灵活的可扩展性。基于 SMB Direct 的 Microsoft 存储 空间提供能够满足所有这些需求的横向扩展存储。
Mellanox 的端到端 RDMA 网络解决方案提供以下功能：
• 最快的互连适配器，每个端口为 10、25、40、56 和 100Gb/s 带宽，延迟小于 1 微秒
• 单个线路上的服务器到服务器和服务器到存储 I/O 整合
• 完全操作系统旁路和远程直接内存访问 (RDMA)
• 基于无损互连技术的卓越高可用性解决方案
• 经济高效的高密度交换机和网络体系架构
Mellanox RDMA 技术已获得 Microsoft 资格认证，并且 完全集成在 Windows Server 2012 R2 中。该技术已经用 于 Microsoft Azure 等大规模部署，并实现了高可靠性和 无风险的部署。
使用基于 RDMA 的存储空间解决了存储瓶颈，并以 50% 的成本实现了更高的性能，这有助于企业保持数据中心效 率领先一代的水平。
参考资料 ¹ http://www.transtec.de/fileadmin/Medien/products/storage/ Windows_Server_2012_R2_Storage_White_Paper.pdf 2 http://www.mellanox.com/related-docs/applications/SB_ Accelerating_Remote_Storage_Access.pdf
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