Wir stellen vor: NVMe/TCP für ONTAP

Es ist kein Geheimnis: NetApp hat bei der Vorstellung seiner Data-Fabric-Strategie einen bedeutenden Schwenk in Richtung Cloud vollzogen. Unsere Führungskompetenz und der Erfolg bei der Unterstützung unserer Kunden bei der Transition zur Cloud  werden durch die dreistellige Wachstumsrate unseres Cloud-Geschäfts belegt und durch die Tatsache unterstrichen, dass die NetApp ONTAP Software in jeder großen Public Cloud verfügbar ist. Darüber hinaus stellen sowohl Microsoft Azure als auch Google Cloud NetApp Technologie direkt als Teil ihrer nativen Konsolen bereit. Es ist ebenfalls kein Geheimnis, dass dieselben Cloud-Provider kein Fibre Channel (FC) als Teil ihres Serviceangebots anbieten, auch wenn Letzteres ansonsten absolut überzeugend ist. 

Zugegeben: Die Nachfrage nach einer herkömmlichen FC-Infrastruktur besteht nach wie vor und ein Großteil der Infrastruktur wird künftig NVMe over Fibre Channel (NVMe/FC) nutzen. Die meisten Virtualisierungs- und Cloud-Experten betrachten das Protokoll allerdings als eine veraltete Technologie im Vergleich zu Ethernet, TCP und dem Rest der Internetprotokollfamilie, die die Grundlage der Cloud bildet. Dies ist der Grund, warum viele Architekten, die das Potenzial der Cloud in ihre Datacenter integrieren möchten, bei ihren softwaredefinierten Private-Cloud-Plänen Fibre Channel nicht berücksichtigen. Das gilt insbesondere, wenn diese Private Clouds auf einer hyperkonvergenten Infrastruktur (HCI) aufsetzen. HCI ist zwar nicht neu, aber Private-Cloud-Architekten sind sich zunehmend der Ineffizienz eines puristischen Ansatzes bei Storage-intensiven Workloads wie Transaktionsverarbeitung, Analysen und Machine Learning bewusst. Dieses Bewusstsein hat zu einer Zunahme von disaggregierten HCI- oder asymmetrischen Storage-Konfigurationen geführt. Falls Ihnen keiner dieser Begriffe etwas sagt: Sie bedeuten im Wesentlichen, dass einer HCI-Server-Farm dedizierte Storage-Geräte hinzugefügt werden. Dieser Ansatz sollte den meisten dedizierten Storage-Teams alles andere als neu sein. 

Die Vorteile von NVMe over Fabrics (NVMe-oF) für disaggregierte HCI-Konfigurationen liegen klar auf der Hand, doch reicht dies offenbar nicht aus, um das Interesse an neuer FC-Technologie zu wecken. Das Hinzufügen von dediziertem Storage ist für viele ein zu großer Schritt. Deshalb wird die Forderung an das Storage-Team, ein dediziertes SAN zu implementieren, wohl kaum umgesetzt werden. In den meisten Fällen ist iSCSI die erste Wahl, um dieses Problem zu lösen. Wenn Sie jedoch den ersten und zweiten Blog-Beitragdieser Reihe gelesen haben, dann wissen Sie, dass sich das Zeitalter von SCSI rasch dem Ende zuneigt. RDMA über Converged Ethernet (RoCE) könnte eine sinnvolle Alternative sein, aber leider sind wie bei FCoE viele Netzwerke, die diesen HCI-basierten Private Clouds zugrunde liegen, nicht für RoCE konfiguriert. Zwar lässt sich RoCE durchaus einsetzen, doch häufig sind die Konfigurationsänderungen alles andere als geringfügig^{https://docs.vmware.com/de/VMware-vSphere/7.0/com.vmware.vsphere.storage.doc/GUID-B764140D-BCF3-4C99-8169-E5B058757518.html} , und viele Kunden möchten einfach nicht die Stabilität ihres Netzwerks für eine geschäftskritische Private Cloud aufs Spiel setzen.

Wir machen nicht gerne Vorabankündigungen für Technologie, aber diese hier ist einfach zu gut, um sie Ihnen vorzuenthalten. Für eine zukünftige Version von ONTAP plant NetApp ein vollständig unterstütztes NVMe over TCP(NVMe/TCP)-Ziel. Diese Unterstützung ermöglicht fast alle Vorteile von NVMe/FC und vereinfacht gleichzeitig die Netzwerkanforderungen erheblich. Keine FC-Implementierung, keine dreifache Prüfung von Data Center Bridging (DCB), Datenflusssteuerungseinstellungen oder der Firmware der Netzwerkkarte in Ihrem Netzwerk oder Ihrer Server-Farm – nichts davon ist erforderlich. Wenn Sie TCP ausführen können, können Sie auch NVMe/TCP ausführen. Detaillierte Informationen finden Sie hier: What NVMe/TCP Means for Networked Storage. Wenn Ihnen die CliffsNotes-Version reicht, dann finden Sie alle relevanten Punkte auf Folie 16. Laut dieser Folie ist TCP:

• Universell – es läuft überall.
• Hinlänglich bekannt: TCP ist wahrscheinlich das am häufigsten verwendete Transportprotokoll.
• Hochperformant – Es bietet eine hervorragende Performance-Skalierbarkeit.
• Ideal geeignet für umfangreiche Implementierungen und größere Entfernungen
• Aktiv weiterentwickelt – Wartung und Verbesserungen werden von wichtigen Anbietern weiterentwickelt.
• Inhärente Unterstützung von Verschlüsselung während der Übertragung

Es ist in gewisser Weise wie iSCSI, aber in praktisch jeder Hinsicht besser. „Mit der Einführung von NVMe-basierten All-Flash-Arrays in den letzten Jahren, die schneller ging als erwartet, werden neue Technologien wie NVMe over Fabrics (NVMe-oF) die Weiterentwicklung der Enterprise-Storage-Branche weiter vorantreiben. NVMe/TCP wird aufgrund der Universalität und der einfachen Implementierung als Schlüsseltechnologie für eine breite Markteinführung angesehen. Da sie auf Ethernet basiert, werden keine neuen Hardware-Investitionen benötigt. Dies ist insbesondere für die Implementierung in der Hybrid Cloud interessant“, erläutert Eric Burgener, Research Vice President, Infrastructure Systems, Platforms and Technologies Group.

Die Unterstützung von NVMe/TCP in ONTAP ist ein erneuter Beweis für die Vision von NetApp, neue Technologien zu entwickeln, die in der gesamten Hybrid Cloud implementiert werden können. Was würden Sie denn sonst von einem Cloud- und datenorientierten Softwareunternehmen erwarten? Das Tolle daran ist, dass diese Unterstützung nicht einfach nur eine schnelle Lösung ist, die nachträglich eingebaut wurde, sondern ein integrierter Teil von ONTAP. Sie profitieren also von allen Cloud- und Datacenter-Funktionen des NetApp Ecosystems. Das folgende Diagramm zeigt Anwendungsfälle für die NVMe Hybrid Cloud.

Zu diesen Vorteilen zählen u. a.:

• Schützen Sie sich vor Soft Errors, Benutzerfehlern und Ransomware mit applikationsorientieren NetApp Snapshot Kopien und Klonen. Senken Sie Risiken durch Interoperabilität mit den am häufigsten implementierten Applikationen, Betriebssystemen, Virtualisierungs- und Cloud-Angeboten.
• NetApp SnapMirror erleichtert Disaster Recovery und Datenmobilität durch synchrone und asynchrone Replizierung zwischen Datacentern und Clouds.
• Beschleunigen Sie Test- und Entwicklungszyklen für geschäftskritische Applikationen und Datenbanken. Eine wirklich einheitliche Infrastruktur ermöglicht die Replizierung herkömmlicher Bare-Metal-Datenbankkonfigurationen in denen NVMe/FC-Namespaces ausgeführt werden zu Hybrid-Cloud-Konfigurationen an  anderen Standorten, in denen NVMe/TCP ausgeführt wird.
• Stellen Sie Service-Level-Verfügbarkeit mit bewährter Zuverlässigkeit und erstklassigen Quality-of-Service-Funktionen sicher.
• Auf die robuste, mandantenfähige und solide Sicherheit, die dem technischen Bericht ONTAP Security Technical Implementation Guide für das US-amerikanische Verteidigungsministerium zugrunde liegt, können Sie sich beruhigt verlassen. 

Ich gehe davon aus, dass Pure sich dem Druck dieser Entwicklung beugen und bald mit einer entsprechenden Lösung aufwarten wird. Angesichts der wenig überzeugenden Performance seiner bestehenden NVMe-oF-Lösungen, die ich in dem vorherigen Blog dieser Reihe beschrieben habe, frage ich mich jedoch, ob viele Kunden einen großen Unterschied feststellen werden.

Dell hat mit PowerMax erst gegen Ende 2019^{https://www.theregister.com/2019/09/10/fcnvme_optane_dell_powermax/} und mit einer Reihe von Einschränkungen zu den NVMe/FC-Anbietern aufgeschlossen^{https://www.delltechnologies.com/asset/en-ie/products/networking/industry-market/h18009-fc-nvme-deployment-considerations-and-best-practices-wp.pdf}. NVMe/FC wurde sogar erst ein Jahr später bereitgestellt, während gleichzeitig weitere bis dato fehlende Funktionalität in PowerStore integriert wurde. Von NVMe/TCP^{https://www.dell.com/support/kbdoc/en-au/000130110/powerstore-info-hub-product-documentation-videos#Zero} hingegen ist bisher keine Spur zu sehen. Abgesehen davon hat Dell auch zwei Jahre nach einer entsprechenden Ankündigung immer noch keine NVMe-Funktionalität für Unity bereitgestellt. Offenbar benötigen Käufer von Dell Unity Arrays zunächst ein aufwendiges Upgrade, bevor sie die Vorteile von End-to-End-NVMe nutzen können.

Es gibt einige Start-ups, die bereits über NVMe/TCP reden, genauso wie Pure über die Vorteile von DirectFlash geredet hat. Aber niemand scheint kurz davor zu sein, eine Lösung zu präsentieren, die als Cloud-fähiges Produkt für Unternehmensanforderungen mit allen integrierten Funktionen gilt und die Nutzung großer Private und Hybrid Clouds einfach und sicher genug macht.

NetApp baut seine Führungsposition im Bereich von End-to-End-NVMe weiter aus. Wir tun dies, indem wir in einer zukünftigen Version von ONTAP einen einfachen Upgrade-Pfad zu NVMe/TCP bieten. Mit diesem Software-Upgrade bleibt der Wert Ihrer vorhandenen Investitionen erhalten. Gleichzeitig werden alle integrierten Datensicherungs- und Automatisierungsfunktionen unterstützt, mit denen ONTAP einfach und sicher in Ihre Private Cloud- und Hybrid Cloud-Strategien integriert werden kann. Wir möchten Sie dabei unterstützen, sichere und zukunftssichere On-Premises-Investitionen für eine Cloud-Umgebung zu implementieren. Denn wo auch immer Sie heute stehen – vielleicht sieht Ihre Situation morgen schon ganz anders aus. 

Weitere Informationen erhalten Sie auf der Seite zu den Vorteilen und Anwendungsfällen von NetApp NVMe. Oder erfahren Sie, warum All-Flash von NetApp – die beste Wahlist. Wenn Sie aber einfach nur schnell loslegen möchten, wenden Sie sich an einen unserer Experten, der Ihnen gerne dabei hilft, Ihre vorhandene Infrastruktur optimal zu nutzen.

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