Tìm hiểu về chuẩn FCoe, FCoe-NPV

1./ Giới thiệu

FCoe, FCoe-NPV đều là các tính năng trên switch cisco, hãy cùng CloudX tìm hiểu về các tính năng này nhé.

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) là một giao thức tiêu chuẩn được định nghĩa bởi Tổ chức Fibre Channel Industry Association (FCIA). Nó cho phép truyền tải dữ liệu Fibre Channel qua mạng Ethernet, kết hợp các ưu điểm của giao thức Fibre Channel và Ethernet trong một mạng hợp nhất.

FCoE-NPV (Fibre Channel over Ethernet - N-Port Virtualizer) là một tính năng được đưa ra bởi Cisco, một nhà cung cấp lớn trong lĩnh vực mạng và thiết bị lưu trữ. Nó là một phần của giải pháp FCoE của Cisco và cung cấp khả năng ảo hóa các cổng N-Port trong mạng FCoE.

Tuy FCoE-NPV là một tính năng được Cisco đưa ra để hỗ trợ ảo hóa cổng trong mạng FCoE, nhưng FCoE là một giao thức tiêu chuẩn không riêng của Cisco. Nó được hỗ trợ và triển khai bởi nhiều nhà cung cấp mạng và thiết bị lưu trữ khác nhau.

2./ Định nghĩa

FCoE là gì?

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) là một công nghệ cho phép truyền tải dữ liệu giao thức Fibre Channel qua mạng Ethernet. Nó kết hợp các ưu điểm của giao thức Fibre Channel và Ethernet để cung cấp một cách tiếp cận hiệu quả hơn trong việc kết nối và truyền dẫn dữ liệu giữa server và thiết bị lưu trữ trong mạng lưu trữ (SAN - Storage Area Network).

FCoE cho phép gói dữ liệu Fibre Channel (bao gồm lệnh, dữ liệu và điều khiển) được đóng gói vào các khung Ethernet và truyền qua cơ sở hạ tầng mạng Ethernet hiện có. Điều này giúp giảm bớt sự phức tạp và chi phí của việc triển khai mạng SAN bằng cách sử dụng hạ tầng mạng Ethernet đã có sẵn.

FCoE sử dụng giao thức Ethernet để truyền dẫn các khung dữ liệu Fibre Channel, và sử dụng các thành phần mạng Ethernet như switch Ethernet, cáp Ethernet và card mạng Ethernet. Tuy nhiên, để sử dụng FCoE, cần cài đặt và cấu hình các thành phần FCoE như card mạng FCoE (FCoE NIC) và switch FCoE (FCoE switch) trong mạng.

Trong mạng FCoE, các server và thiết bị lưu trữ kết nối với switch FCoE thông qua card mạng FCoE, và dữ liệu Fibre Channel được truyền tải qua mạng Ethernet thông qua cơ sở hạ tầng FCoE. Điều này giúp tận dụng được các lợi ích của Ethernet như băng thông cao, khả năng mở rộng và quản lý tiện lợi, trong khi vẫn đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất của giao thức Fibre Channel trong mạng lưu trữ.

Unified Fabric White Paper—Fibre Channel over Ethernet (FCoE) - Cisco

Mô hình mạng tổng quát FCoE

FCoE-NPV là gì?

FCoE-NPV (Fibre Channel over Ethernet - N-Port Virtualizer) là một tính năng trong mạng FCoE, cung cấp khả năng ảo hóa các cổng N-Port trong môi trường FCoE. FCoE-NPV cho phép switch Ethernet hoạt động như một NPIV (N-Port ID Virtualization) proxy, cho phép chuyển tiếp lưu lượng Fibre Channel từ các cổng FCoE thành các cổng N-Port ảo trong mạng Fibre Channel.

Các điểm quan trọng của FCoE-NPV là:

Giảm chi phí và đơn giản hóa hạ tầng: FCoE-NPV cho phép sử dụng các switch Ethernet có sẵn để chuyển tiếp lưu lượng Fibre Channel, thay vì triển khai các switch Fibre Channel riêng biệt. Điều này giảm đáng kể chi phí và phức tạp trong triển khai và quản lý mạng lưu trữ.
Ảo hóa cổng N-Port: FCoE-NPV cho phép switch Ethernet ảo hóa các cổng N-Port và gán chúng cho các thiết bị lưu trữ, giúp tạo ra một môi trường Fibre Channel ảo. Điều này giúp tận dụng tối đa khả năng ảo hóa của hạ tầng mạng và quản lý các cổng Fibre Channel một cách linh hoạt và hiệu quả.
Hỗ trợ tính năng Fibre Channel: Với FCoE-NPV, switch Ethernet không chỉ đơn giản là một nền tảng chuyển tiếp dữ liệu, mà còn hỗ trợ các tính năng và giao thức Fibre Channel quan trọng như zoning, truy cập điều khiển, và quản lý lưu lượng.

FCoE-NPV là một tính năng quan trọng trong mạng FCoE, cho phép ảo hóa cổng N-Port và chuyển tiếp lưu lượng Fibre Channel qua switch Ethernet. Điều này giúp giảm chi phí, đơn giản hóa hạ tầng mạng, và tận dụng tối đa khả năng ảo hóa và tính năng Fibre Channel trong mạng lưu trữ.

FCoE-NPV (Fibre Channel over Ethernet - N_Port Virtualization) là một tính năng trên các switch Cisco được sử dụng để hỗ trợ triển khai mạng FCoE. Đây là một giao thức mạng cho phép truyền dữ liệu từ các thiết bị lưu trữ Fibre Channel (FC) qua cơ sở hạ tầng Ethernet, giúp tối ưu hóa việc kết hợp lưu trữ và mạng trong một hạ tầng chung.

Configuring FCoE NPV - Cisco

Mô hình mạng FCoE-NPV

3./ So sánh FCoE-NPV và FCoE, ưu và nhược điểm mỗi loại

FCoE (Fibre Channel over Ethernet) và FCoE-NPV (Fibre Channel over Ethernet - N-Port Virtualizer) là hai khía cạnh khác nhau trong mạng FCoE. Dưới đây là sự so sánh về ưu điểm và nhược điểm của từng loại:

Ưu điểm của FCoE:

Tận dụng cơ sở hạ tầng Ethernet hiện có: FCoE cho phép sử dụng hạ tầng mạng Ethernet đã có sẵn để truyền tải dữ liệu Fibre Channel, giảm chi phí triển khai và quản lý mạng lưu trữ.
Hỗ trợ tính năng Fibre Channel: FCoE duy trì tính tương thích với các tính năng và giao thức Fibre Channel quan trọng như zoning, truy cập điều khiển và quản lý lưu lượng. Điều này cho phép sử dụng các công cụ và quy trình quản lý Fibre Channel hiện có mà không cần thay đổi đáng kể.
Tính linh hoạt và mở rộng: FCoE cho phép tổ chức dễ dàng mở rộng mạng lưu trữ bằng cách sử dụng hạ tầng Ethernet, đồng thời hỗ trợ các tốc độ truyền dẫn dữ liệu Ethernet ngày càng cao.

Nhược điểm của FCoE:

Độ trễ: FCoE yêu cầu đóng gói dữ liệu Fibre Channel thành khung Ethernet và định tuyến qua mạng IP, điều này có thể gây tăng độ trễ so với Fibre Channel truyền thống.
Yêu cầu hạ tầng mạng phức tạp: FCoE đòi hỏi sự cài đặt và cấu hình đặc biệt cho switch Ethernet và card mạng FCoE. Điều này đòi hỏi kiến thức và kỹ năng đặc biệt để triển khai và quản lý mạng FCoE hiệu quả.

Ưu điểm của FCoE-NPV:

Giảm chi phí: FCoE-NPV cho phép sử dụng các switch Ethernet đã có sẵn để chuyển tiếp lưu lượng Fibre Channel, giảm đáng kể chi phí triển khai mạng SAN.
Tận dụng tính ảo hóa: FCoE-NPV cho phép ảo hóa các cổng N-Port và gán chúng cho các thiết bị lưu trữ, tạo ra một môi trường Fibre Channel ảo linh hoạt và hiệu quả.
Hỗ trợ tính năng Fibre Channel: FCoE-NPV giữ tính tương thích với các tính năng và giao thức Fibre Channel như zoning và quản lý lưu lượng.

Nhược điểm của FCoE-NPV:

Giới hạn số lượng cổng: FCoE-NPV có giới hạn về số lượng cổng N-Port ảo, do đó, có thể hạn chế khả năng mở rộng của mạng SAN.
Phức tạp trong cấu hình: Cấu hình và quản lý FCoE-NPV yêu cầu kiến thức chuyên sâu về mạng và Fibre Channel.
FCoE và FCoE-NPV đều có những ưu và nhược điểm riêng. Sự lựa chọn giữa hai loại này phụ thuộc vào yêu cầu và ràng buộc cụ thể của môi trường lưu trữ và mạng lưu trữ.

4./ Kết nối vật lý

Để tích hợp FCoE vào các switch Cisco, bạn cần sử dụng card CNA (Converged Network Adapter). Card CNA là một card mạng đặc biệt được thiết kế để hỗ trợ cả giao thức Ethernet và giao thức Fibre Channel, cho phép truyền tải dữ liệu FCoE qua mạng Ethernet. Card này sẽ được cắm ở đầu Server thay cho card HBA kết nối SAN.

Các switch Cisco hỗ trợ tích hợp FCoE thông qua các module FCoE trên switch. Một số module phổ biến được sử dụng trên switch Cisco để hỗ trợ FCoE bao gồm:

Cisco Nexus 5500 Series FCoE Module: Đây là module mở rộng được cắm vào các switch Cisco Nexus 5500 Series để cung cấp khả năng chuyển tiếp FCoE.

Cisco MDS 9000 Series FCoE Module: Đây là module mở rộng được sử dụng trên các switch Cisco MDS 9000 Series để hỗ trợ FCoE và kết nối với mạng SAN Fibre Channel.

Cisco Nexus 9300 Series FCoE Module: Đây là module mở rộng được sử dụng trên các switch Cisco Nexus 9300 Series để cung cấp khả năng chuyển tiếp FCoE.

Danh sách này chỉ là một số ví dụ và các module hỗ trợ FCoE có thể khác nhau tùy thuộc vào loại và mô hình switch Cisco cụ thể mà bạn sử dụng. Để biết chính xác, bạn nên tham khảo tài liệu và thông số kỹ thuật của từng loại switch Cisco để tìm hiểu về các module FCoE được hỗ trợ.

5./ Hướng dẫn cấu hình FCoE trên switch cisco

5.1/ Hướng dẫn cấu hình FCoE

Chuẩn bị:

Xác định switch Cisco mà bạn muốn cấu hình FCoE trên đó.
Đảm bảo switch hỗ trợ tính năng FCoE và module FCoE (nếu cần).
Kiểm tra và đảm bảo cấu hình mạng Ethernet và mạng Fibre Channel đầy đủ và chính xác.

Kích hoạt tính năng FCoE trên switch:

Đăng nhập vào switch Cisco bằng cách sử dụng giao thức truy cập như SSH hoặc console.

Vào chế độ cấu hình bằng lệnh configure terminal.

Cấu hình VLAN FCoE:

Tạo VLAN FCoE bằng lệnh vlan fcoe trong chế độ cấu hình. Điều này sẽ gán VLAN cho lưu lượng FCoE.

Cấu hình VN Port:

Tạo VN Port (Virtual N_Port) cho VLAN FCoE bằng lệnh fcoe vn-port vlan trong chế độ cấu hình. VN Port được gắn kết với VLAN FCoE và là một giao diện ảo để chuyển tiếp lưu lượng FCoE.

Cấu hình uplink Ethernet:

Gán cổng Ethernet của switch cho VLAN FCoE bằng lệnh interface và sau đó sử dụng lệnh switchport mode trunk để cấu hình chế độ trunk trên cổng Ethernet đó.

Cấu hình Fibre Channel uplink:

Kết nối cổng Fibre Channel của switch với switch Fibre Channel hoặc thiết bị lưu trữ Fibre Channel.
Cấu hình cổng Fibre Channel là E_Port (Expansion Port) và gán cho VLAN FCoE bằng lệnh interface và sau đó sử dụng lệnh switchport mode trunk để cấu hình chế độ trunk trên cổng Fibre Channel đó.

Lưu cấu hình và thoát chế độ cấu hình:

Sử dụng lệnh exit để thoát khỏi chế độ cấu hình.
Lưu cấu hình đã cấu hình bằng lệnh copy running-config startup-config để lưu trữ cấu hình đã thiết lập.

Các bước cấu hình trên chỉ là một hướng dẫn chung và có thể thay đổi tùy thuộc vào phiên bản switch Cisco và yêu cầu cụ thể.

5.2/ Cấu hình Fcoe-npv trên switch cisco

Để cấu hình FCoE-NPV trên một switch Cisco, ví dụ như Nexus 3048, bạn có thể tuân theo các bước sau:

Xác định và chuẩn bị các cổng để sử dụng cho FCoE-NPV. Bạn cần đảm bảo rằng các cổng này không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác.

Đảm bảo rằng switch đã được cài đặt và cấu hình cho FCoE. Điều này bao gồm kích hoạt tính năng FCoE trên switch và cấu hình VLANs FCoE.

Để kích hoạt FCoE-NPV, sử dụng lệnh sau để chuyển sang chế độ cấu hình:

switch# configure terminal

Chọn cổng và cấu hình chúng thành FCoE-NPV mode. Ví dụ, để chuyển cổng Ethernet 1/1/1 sang chế độ FCoE-NPV, sử dụng lệnh sau:

switch(config)# interface ethernet 1/1/1

switch(config-if)# switchport mode fcoe-npv

Sau khi đã cấu hình xong, lưu lại các thay đổi bằng cách sử dụng lệnh sau:

switch(config)# copy running-config startup-config

Các bước trên chỉ là ví dụ và có thể thay đổi tùy thuộc vào phiên bản phần mềm và cấu hình hiện tại của switch Cisco Nexus 3048.

Tham khảo tài liệu cấu hình của cisco

Trên đây là chia sẻ về Tìm hiểu về chuẩn FCoe, FCoe-NPV.

Trong quá trình thực hiện, nếu gặp bất kỳ khó khăn nào, bạn vui lòng liên hệ các kỹ thuật viên của CloudX để được nhanh chóng hỗ trợ.! Nếu thấy bài viết này hữu ích hãy subscribe để theo dõi những thông tin mới nhất từ CloudX nhé. Chúc các bạn thành công!

Hệ sinh thái của CloudX:

Tư vấn miễn phí hệ thống CNTT cho doanh nghiệp
Miễn phí đăng ký dùng thử Cloud Server, Cloud VPS, Hosting (lưu trữ website, phần mềm, xử lý dữ liệu)
Xmail - Email tên miền doanh nghiệp
Server vật lý, cho thuê chỗ đặt Server tại các Datacenter hàng đầu Việt Nam
Dịch vụ quản trị máy chủ, Outsource CNTT, quản trị hệ thống mạng doanh nghiệp, IT Support
Miễn phí cài đặt, vận hành quản trị phần mềm trường học ảo E-Learning Canvas LMS (được đánh giá E-Learning tốt nhất thế giới)
Triển khai, quản trị Firewall cho doanh nghiệp
Các giải pháp về Monitor, Alert Cảnh báo, Sao lưu - Backup dữ liệu từ xa cho máy chủ, Cloud, VPS.
Thiết kế website chuyên nghiệp