LightBits предлагает доступ к NVMe по Ethernet

Хранилище Super SSD от LightBits представляет собой узел в кон­ст­рук­ти­ве 2U, спо­соб­ный об­слу­жи­вать до 24 на­ко­пи­те­лей NVMe объ­е­мом от 4 до 11ТБ. За счет сжа­тия эф­фек­тив­ная ем­кость твер­до­тель­но­го мас­си­ва мо­жет быть уве­ли­че­на с 264ТБ до 1ПБ, до­ступ к не­му обес­пе­чи­ва­ют два 100-ги­га­бит­ных пор­та Ether­net. Узел Super SSD ос­на­ща­ет­ся дву­мя пла­та­ми рас­ши­ре­ния Light­Field, каж­дая из ко­то­рых об­слу­жи­ва­ет свой пул из 12 на­ко­пи­те­лей NVMe. Light­Bits ут­вер­ж­да­ет, что его обо­ру­до­ва­ние в со­сто­я­нии обес­пе­чить про­из­во­ди­тель­ность на уров­не 5 мил­ли­о­нов IOPS.

Решение от LightBits Labs готово конкурировать с NVMe-over-fabric, которые первыми появились на рынке, используя более дорогостоящее оборудование RDMA для конвергентного Ethernet. Экономический эффект от использования Super SSD достигается за счет сохранения готовой сетевой инфраструктуры, развернутой на традиционных сетевых ком­му­та­то­рах. В оснастке серверов RDMA-адаптерами тоже нет необходимости: встроенным се­те­вым кон­т­рол­ле­рам впол­не по плечу заботы о скоростном канале с JBOF-массивом.

Платформа LightBits работает под управлением операционной системе LightOS, которая на лету преобразует пакеты TCP/IP в потоки NVMe. Ее компоненты — это сервер на базе x86-совместимого процессора, обслуживающего PCIe-ши­ну с под­клю­чен­ны­ми NVMe-дисками и Ethernet- портами. Всю конструкцию производитель называет LightBox, и она до­ступ­на для серверов Linux в той же сети, где используется NVMe-over-TCP/IP. Такая настройка позволяет хостам по­лу­чать доступ к хранилищу с задержкой менее 200 мкс, что близко к уровню производительности флеш-на­ко­пи­те­лей, под­клю­чен­ных на­пря­мую к серверам.

В массиве LightBox ключевой функцией операционной системы яв­ля­ет­ся марш­ру­ти­за­ция потоков данных меж­ду пор­та­ми Ethernet и NVMe. Но Light­OS также пред­ос­тав­ля­ет рас­ши­рен­ные фун­к­ци­о­наль­ные воз­мож­но­с­ти, ко­то­рые вклю­ча­ют тон­кую на­ст­рой­ку дис­ков, сжа­тие и шиф­ро­ва­ни­е ин­фор­ма­ции на лету, под­держ­ку RAID-массивов, крип­то­гра­фию сти­ра­ния, ба­лан­си­ров­ку на­груз­ки меж­ду на­ко­пи­те­ля­ми для уве­ли­че­ния сро­ка служ­бы и без­о­пас­ное раз­гра­ни­че­ние до­сту­па, по­зво­ля­ю­щее сег­мен­ти­ро­вать ем­кость хра­ни­ли­ща для раз­ных поль­зо­ва­те­лей.

Аппаратная реализация Lightbox строится на основе акселератора LightField, который с помощью ASIC сжи­ма­ет и вос­ста­нав­ли­ва­ет данные со скоростью около 20 Гбит/с. Это примерно в 4 раза эффективнее цен­т­раль­но­го про­цес­со­ра, ис­поль­зу­ю­ще­го x86-архитектуру.

В чем же привлекательность LightBits? Обычно в устройствах хранения данных на основе NVMe используются RDMA-контроллеры, иными словами, задействован протокол, который оперирует по сети содержимым оперативной памяти сервера.

RDMA поверх конвергентных сетей Ethernet уменьшает количество уровней протоколов в TCP/IP для максимизации полезных данных в трафике. Таким образом, он компенсирует относительную медлительность сетевого интерфейса по сравнению с внутренней PCIe-шиной, к которой подключены NVMe-накопители в JBOF-хранилище. С дру­гой сто­ро­ны, для этого метода требуются способные к RDMA-трансферу сетевые платы и сетевые ком­му­та­то­ры, ко­то­рые су­щест­вен­но до­ро­же клас­си­че­ских сетевых устройств — недостаток, которого избегает решение LightBits. В итоге, на ло­ги­че­ском уров­не по-прежнему пакетной обработкой занимает протокол iSCSI, от которого стремятся уйти та­кие мод­ные ре­ше­ния, как со­вмест­ные раз­ра­бот­ки Attala c Intel. Вполне вероятно, что ин­тел­лек­ту­аль­ное на­пол­не­ние уп­рав­ля­ю­щих схем, ути­ли­зи­ру­ю­щих свойства самой производительной сетевой коммуникации в 100 Гб/с, еще может удивить индустрию уда­лен­но­го хра­не­ния. Надолго ли? Вот в чем вопрос.