Le NVMe over Fabrics (NVMe-oF) est une approche de la mise en réseau du stockage qui utilise la norme Non-Volatile Memory Express pour fournir des transferts de données à haut débit sur l’ensemble des réseaux locaux. Cette technologie est particulièrement adaptée aux environnements de datacenter, car le modèle de messagerie des communications réseau qu’elle utilise lui permet de transmettre rapidement des données sur de plus longues distances. Ce guide présente le NVMe-oF et les protocoles réseau qu’il utilise, ainsi que ses principaux avantages et inconvénients.
Qu’est-ce que le NVMe over Fabrics ?
NVMe est une spécification de stockage et de transfert conçue pour les disques SSD qui accélère considérablement l’accès aux données et les temps de réponse. Elle fonctionne en accédant au stockage flash par l’intermédiaire d’un bus Peripheral Component Interconnect express (PCIe), qui prend en charge jusqu’à 64 000 files d’attente de commandes, contre une seule pour les disques mécaniques traditionnels et tous les SSD flash.
Le NVME-oF utilise des fabrics réseau comme Fibre Channel et Ethernet pour étendre ces avantages à un réseau, améliorant ainsi les vitesses de transfert de données entre les serveurs et les appareils, ainsi qu’Ethernet. Les entreprises peuvent transférer des données entre des serveurs et des ordinateurs sur un réseau local avec NVMe-oF, même si les machines se trouvent dans des lieux différents. Le NVMe-oF est idéal pour les environnements tels que les datacenters qui disposent de l’infrastructure réseau nécessaire pour le prendre en charge.
Comment fonctionne le NVMe-oF ?
Plutôt que d’utiliser un bus PCIe sur un seul appareil, le NVMe-oF s’appuie sur une technologie de messagerie pour communiquer sur un réseau et peut être configuré avec plusieurs normes réseau. Voici quelques-unes des plus répandues :
- Fibre Channel utilise la fibre optique pour transmettre des données entre des serveurs, des ordinateurs et des sites distants comme les datacenters. Lorsque le NVMe est déployé avec un réseau Fibre Channel, on parle de NVMe/FC.
- Remote Direct Memory Access (RDMA) effectue des transmissions entre deux machines sans passer par le système d’exploitation. Les protocoles RDMA comprennent notamment Infiniband et RDMA over Converged Ethernet (RoCE). Lorsque le NVMe est déployé avec Infiniband, on parle de NVMe/IB. Lorsque le NVMe utilise un réseau Ethernet convergent, on parle de NVMe/RoCE.
- Transmission Control Protocol (TCP) est une norme de transmission de paquets de données sur un réseau, généralement Internet. Lorsqu’il est configuré avec le NVMe, on parle de NVMe/TCP.
La norme qu’une entreprise choisit d’utiliser dépendra de ses protocoles réseau existants ainsi que de son architecture et de ses besoins en matière de datacenter.
Avantages du NVMe-oF
Le NVMe over Fabrics offre plusieurs avantages aux entreprises capables de le mettre en œuvre avec succès, notamment une dépendance réduite vis-à-vis des fournisseurs, une grande flexibilité réseau et des débits de transfert élevés.
Flexibilité vis-à-vis des fournisseurs et du réseau
Les entreprises pouvant choisir différents protocoles réseau et baies de stockage pour une configuration NVMe, le risque de dépendance vis-à-vis d’un fournisseur est moindre. Le NVMe over Fabrics offre une grande flexibilité aux entreprises qui souhaitent prendre en charge différents réseaux et solutions de stockage, à condition d’être correctement configuré.
Vitesses de transfert des données
De par sa conception, le NVMe est plus rapide que ses prédécesseurs, notamment SAS et SATA. Le NVMe-oF est capable de traiter les données stockées à des débits adaptés aux applications critiques et de répondre aux exigences de traitement des datacenters, comme la récupération rapide de données stockées sous forme d’objets.
Parallélisme
Grâce à la profondeur de file d’attente importante du NVMe, celui-ci peut traiter de nombreuses requêtes simultanément. Ce parallélisme est particulièrement avantageux pour les entreprises qui exécutent plusieurs applications gourmandes en mémoire. Pour les entreprises disposant de réseaux locaux largement distribués, le NVMe over Fabrics étend ce parallélisme à l’ensemble du réseau, plutôt qu’à un seul serveur prenant en charge une seule application.
Alternatives au NVMe-oF
Le NVMe over Fabrics étant une technologie récente, ses alternatives sont principalement d’anciens protocoles de mise en réseau du stockage, comme iSCSI et ISER, qui ne prennent pas en charge le NVMe. Les entreprises peuvent les préférer au NVMe parce que leur technologie existante les prend en charge ou parce que leur personnel informatique les maîtrise davantage.
iSCSI est un protocole réseau qui permet à SCSI de fonctionner avec une connexion Ethernet. Son principal avantage réside dans sa large adoption. Les équipes chargées du stockage et du réseau qui ne connaissent pas le NVMe over Fabrics sont probablement plus expérimentées avec iSCSI et, contrairement au NVMe-oF, les entreprises disposent peut-être déjà de la technologie nécessaire à iSCSI. Le principal inconvénient d’iSCSI est sa vitesse : il est plus lent que le NVMe-oF.
De même, la norme iSCSI Extensions for RDMA, ou ISER, permet à iSCSI d’utiliser RDMA. Elle offre une bande passante supérieure et évite la surcharge des processus TCP/IP standard, mais, comme iSCSI, elle ne prend pas en charge le NVMe.
En résumé : le NVMe over Fabrics
Le NVMe-oF est une spécification de stockage et de transfert qui apporte des débits élevés à l’ensemble des réseaux d’entreprise, plutôt qu’à des machines individuelles. Il est particulièrement avantageux pour les entreprises qui exécutent plusieurs applications critiques et ont besoin d’un stockage à chaud. Bien que le NVMe-oF soit une technologie prometteuse, son déploiement doit être cohérent et fiable. Avant de pouvoir véritablement profiter aux entreprises et apporter de la valeur à leurs infrastructures de stockage existantes, les équipes chargées du stockage doivent comprendre son fonctionnement et déterminer s’il répond à leurs besoins.
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