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TR-4914: End-to-End NVMe for FlexPod with Cisco UCSM, VMware vSphere 7.0 and NetApp ONTAP 9

Beitragende
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Chris Schmitt und Kamini Singh, NetApp

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Der NVMe-Storage-Standard, eine moderne Kerntechnologie, verändert den Zugriff und die Datenübertragung zu Enterprise-Storage durch sehr hohe Bandbreite und den Storage-Zugriff mit sehr niedriger Latenz für aktuelle und zukünftige Speichertechnologien. NVMe ersetzt den SCSI-Befehlssatz durch den NVMe-Befehlssatz.

NVMe wurde für die Verwendung mit nicht-flüchtigen Flash-Laufwerken, Multi-Core-CPUs und Gigabyte an Speicher konzipiert. Darüber hinaus profitiert es von den deutlichen Fortschritten in der Informatik seit den 1970er Jahren und ermöglicht optimierte Befehlssätze, die Daten effizienter analysieren und bearbeiten. Eine vollständige NVMe Architektur ermöglicht es Datacenter-Administratoren zudem, das Ausmaß zu überdenken, in dem sie ihre virtualisierten und Container-Umgebungen verschieben können, und das Ausmaß der Skalierbarkeit, die ihre transaktionsorientierten Datenbanken unterstützen können.

FlexPod ist eine Datacenter-Architektur mit Best Practices und umfasst Cisco Unified Computing System (Cisco UCS), Cisco Nexus Switches, Cisco MDS Switches und NetApp AFF Systeme. Diese Komponenten werden sowohl von Cisco als auch von NetApp entsprechend den Best Practices miteinander verbunden und konfiguriert, sodass eine hervorragende Plattform zur Ausführung einer Vielzahl von Enterprise Workloads zuverlässig bereitgestellt wird. FlexPod kann horizontal skaliert werden, um die Performance und Kapazität zu steigern (Computing-, Netzwerk- oder Storage-Ressourcen werden je nach Bedarf einzeln hinzugefügt). Alternativ können Sie auch horizontal skalieren, wenn mehrere konsistente Implementierungen erforderlich sind (beispielsweise die Einrichtung zusätzlicher FlexPod-Stacks).

Die Produktfamilien von FlexPod in der folgenden Abbildung.

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FlexPod ist die ideale Plattform zur Einführung von FC-NVMe. Es kann durch Hinzufügen der Cisco UCS VIC 1400 Serie und Port Expander in bestehenden Cisco UCS B200 M5 oder M6 Servern oder Cisco UCS C-Series M5 oder M6 Rack Servern unterstützt werden. Zudem lassen sich einfache, unterbrechungsfreie Software-Upgrades für das Cisco UCS System, die Cisco MDS 32Gbps Switches, Und die NetApp AFF Storage-Arrays. Nach Installation der unterstützten Hardware und Software ist die Konfiguration von FC-NVMe vergleichbar mit der FCP-Konfiguration.

NetApp ONTAP 9.5 und höher bietet eine umfassende FC-NVMe-Lösung. Ein unterbrechungsfreies Software-Update der ONTAP für AFF A300, AFF A400, AFF A700, AFF A700s und AFF A800 Arrays ermöglicht diesen Geräten die Unterstützung eines End-to-End-NVMe-Storage-Stacks. Daher können Server mit HBAs (Host Bus Adapter) der sechsten Generation und NVMe-Treiber-Unterstützung über natives NVMe mit diesen Arrays kommunizieren.

Ziel

Diese Lösung bietet einen allgemeinen Überblick über die FC-NVMe Performance mit VMware vSphere 7 auf FlexPod. Die Lösung wurde verifiziert, dass sie den FC-NVMe-Datenverkehr erfolgreich bestanden hat, und Performance-Matrizen wurden für FC-NVMe mit verschiedenen Datenblockgrößen erfasst.

Vorteile der Lösung

End-to-End-NVMe für FlexPod bietet Kunden hervorragenden Mehrwert und bietet folgende Vorteile:

  • NVMe setzt auf PCIe, ein Hardwareprotokoll mit hoher Geschwindigkeit und hoher Bandbreite, das wesentlich schneller ist als ältere Standards wie SCSI, SAS und SATA. Cisco UCS Server und NetApp Storage Array für die meisten anspruchsvollen Applikationen sind mit hoher Bandbreite und äußerst geringer Latenz verbunden.

  • Eine FC-NVMe-Lösung ist verlustfrei in der Lage, die Skalierbarkeitsanforderungen von Applikationen der neuesten Generation zu erfüllen. Zu diesen neuen Technologien zählen künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML), Deep Learning (DL), Echtzeitanalysen und andere geschäftskritische Applikationen.

  • Geringere IT-Kosten durch effiziente Nutzung aller Ressourcen im gesamten Stack

  • Verkürzt die Reaktionszeiten erheblich und steigert die Applikations-Performance – dies entspricht einem höheren IOPS-Wert und einem höheren Durchsatz bei niedrigerer Latenz. Die Lösung bietet ~60 % mehr Performance und verringert die Latenz um ~50 % bei bestehenden Workloads.

  • FC-NVMe ist ein optimiertes Protokoll mit ausgezeichneten Warteschlangen, besonders in Situationen mit mehr I/O-Operationen pro Sekunde (IOPS, also mehr Transaktionen) und parallelen Aktivitäten.

  • Ermöglicht unterbrechungsfreie Software Upgrades der FlexPod Komponenten wie Cisco UCS, Cisco MDS und der NetApp AFF Storage Arrays. Erfordert keine Änderung an Applikationen.

"Als Nächstes: Testansatz."