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NVMe-oF para acelerar los centros de datos basados en flash

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El almacenamiento flash basado en NVMe está en constante expansión en la industria y, pero adaptarlo a las infraestructuras IT existentes es necesario implementar nuevos protocolos de comunicación, como NVMe-oF.

Los discos duros flash basados en la interfaz NVMe son el centro de la evolución que está sufriendo el almacenamiento IT de nueva generación. Gracias a la conexión directa de los SSD al bus PCI Express estas unidades pueden explotar al máximo la velocidad a la que permiten intercambiar información con los procesadores, aumentando el rendimiento del acceso a los datos a nivel interno. Este bus ofrece muchas ventajas, pero no está pensado para interconectar equipos ni dispositivos entre sí, por lo que se necesita un sistema que ponga los medios de almacenamiento a disposición del resto de equipos de la red de datos, aprovechando las bondades de NVMe.

Las redes que conforman la estructura IT de una empresa o un centro de datos se construyen con switches y cableado basado en tecnologías como Ethernet, Fibre Channel o Infiniband, con sus diversos protocolos de comunicación. Gracias a esto se pueden interconectar los diferentes nodos de almacenamiento, servidores, plataformas hiperconvergentes y todo tipo de sistemas distribuidos para dar acceso a los recursos de almacenamiento a todos los integrantes de la red.

Estas estructuras han dado un gran servicio a los tradicionales sistemas de almacenamiento basados en discos duros mecánicos y en SSD SATA, pero la interfaz NVMe requiere un nuevo protocolo que permita un acceso de red a los discos a través de PCI Express sin incrementar la latencia. Para ello se ha creado el nuevo protocolo de red NVMe-oF (Non-Volatile Memory Express over-Fabrics), que crea una capa de abstracción simple para comunicar el bus PCIE con las redes externas para transmitir comandos NVMe nativos a través de un tejido de red preexistente. Este único punto intermedio se puede configurar de diversas formas, según sea la estructura del nodo de almacenamiento flash. Así, los discos de una matriz o cualquier otro sistema de almacenamiento pueden mostrarse de forma individual o como un banco de datos único.

Con este diseño, NVMe-oF puede implementarse con gran flexibilidad sobre las redes RDMA o Fibre Channel existentes, y se está trabajando en su compatibilidad a través de TCP/IP. Según las pruebas realizadas en este tipo de infraestructuras, se logra la comunicación entre nodos con una latencia de sólo 10 microsegundos más que con la conexión directa al bus PCI Express, pudiendo extender la red con eficiencia a las grandes distancias que requieren los centros de datos de gran tamaño. Su versatilidad permite crear todo tipo de infraestructuras IT basadas en Flash, interconectando centros de datos centralizados con infraestructuras distribuidas, y permitiendo administración local o remota de todo el almacenamiento disponible bajo NVMe.

La adopción del protocolo NVMe-oF está facilitando la expansión de los nuevos SSD de alto rendimiento a los centros de datos de todo el mundo. Los fabricantes de equipamiento IT ya ofrecen productos compatibles con NVMe-oF, tanto matrices de almacenamiento all-Flash como plataformas convergentes e hiperconvergentes, servidores, switches y demás hardware necesario para construir una infraestructura IT basada en almacenamiento flash máximo rendimiento. Por su parte, los grandes inversores del sector del almacenamiento y los principales proveedores de servicios cloud están embarcados en la construcción y ampliación de sus centros de datos, y son también los que más están acercándose a las nuevas plataformas all-Flash, empleando estructuras de red de nueva generación y protocolos como NVMe over Fabrics para ofrecer la mejor tecnología a sus clientes.

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