Introdução Redes SAN. Fabio Marchiori

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1 Introdução Redes SAN Fabio Marchiori

2 Agenda Mercado FibreChannel Tecnologia FibreChannel Aplicações de Teste Soluções de teste JDSU Demonstração 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 2

3 Mercado Fibre Channel

4 Introdução O que é Fibre Channel? Velocidade Gigabit usados na rede storage - SAN Padrões- T11 Committee (ANSI/INCITS in 1994) Suportado pelo Fibre Channel Industry Association (FCIA) O desenvolvimento do Fibre Channel começou em 1988, e praticamente custo não muito alto e utilizando cabos ópticos para dispositivos de armazenagem JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 4

5 Fibre Channel Onde está direcionado? FC é a topologia de escolha nos ambientes SAN Conectividade Remote Economia de integração/integração de TI das redes corporativas Remote Storage redes baseadas em grandes datacenters Aplicações estão cada vez mais crescentes Redes 1Gbps substituidas para 10Gigabit backbones, Custo do FC similar ao Ethernet e tem custo de instalação de um SDH Infonetics preve no ultimo ano que o preço da porta 10GigE, cairá por volta de 50% nos próximos 2 anos JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 5

6 Aplicações Fibre Channel Storage Area Networks (SAN) Data Warehousing/Mining Database Replication, Backup & Disk Mirroring Imagem Medica Video Streaming & Storage Virtualização de servidores Interconexão Alta velocidade e baixa latencia Weather Forecasting Modelamento Molecular Aviação On-Line Transaction Processing - Banking - Video on Demand 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 6

7 Equipamentos Fibre Channel Host Bus Adapters (HBAs) Conecta computer a rede Directors/Switches Interconecta dispositivos Fibre Channel Bridges/Adapters Traduz para os dispositivos legados Conecta FC a redes IP Gateways/Routers Conecta redes telecom Provê multifunções & interconexões 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 7

8 Descrições: Suporte a 4G e 10G FC Background Redes Fibre Channel over DWDM circuitos ponto a ponto Redes são protocolos independentes cuidado sobre as taxas de bit 75%-80% dos desenvolvimentos FC são baseadas em 4G/8G & 10G FC Mercado SAN crescendo de = 9% a 15% Descrição Teste desempenho de BERT na camada 1 Geração e analise das compatibilidades do quadro 4G, 8G e 10G FC Suporte aos quadros baseados aos padrões (CRPAT, CSPAT, CJPAT) Realizar testes RFC 2544-como testes automatizado Permitir capacidade de buffer crediting por testes controle de fluxo Mainframe DWDM Mux DWDM Mux DISK DISK FC Switch Metro FC Switch TAPE 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 8

9 Fibre Channel over CWDM Transmitir Fibre Channel over CWDM circuit Usado para Storage Area Networks Garantia de QoS Mesmo Ethernet over DWDM, somente a diferença de protocolo Location A Nortel Optera 5100 CWDM Optical Network Central Office Hard Loop Location B Nortel Optera 5200 or Como testar Gerar tráfego Loopback pode ser feito com a família MTS utilizando hard loop 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 9

10 Tecnologia Fibre Channel Pontos abordados: Topologia de Rede Protocolo e camadas Estrutura do quadro Fibre Channel

11 Fibre Channel : voce sabia? 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 11

12 Porque Fibre Channel? 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 12

13 Fibre Channel Background Caracteristicas Fibre Channel 1000MB/s High Speed Communications Suporte a Cobre ou Fiber Suporte a Multiplos Protocolos Baixa Latencia, suporte a longas distancias Bastante confiável (Baixa taxa de erro bit) Adotado para sistemas Storage Adotado para sistemas Tempo Real (video) Comunicação Serial Características Fibre Channel Comunicação confiável Redes escaláveis Alta disponibilidade Mensagens baixa latencia Tranferencia alta velocidade Backup de dados rapido 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 13

14 Channel e Network dentro de FC Serviço conectado Circuitos Físicos Transferencias confiáveis Alta velocidade Baixa latencia Curta distancias Channel Fibre Channel Network Serviço nao orientado a conexao Circuitos lógicos Transferencias nao confiáveis Alta conectividade Alta latencia Longas distancias 1. Comutação Circuito & Pacotes 2. Transferencias confiáveis 3. Alta integridade nos dados 4. Altas taxas 5. Baixa latencia 6. Alta conectividade 7. Longa distancia Fibre Channel : transporte dados de sistemas storage & protocolos 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 14

15 Mercado principal de Fibre Channel é SAN 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 15

16 Tecnologias concorrentes InfiniBand Switched fabric I/O focus Popular em conexoes de servidores Baixo Volume/Muito Caro iscsi SCSI over IP Crescendo unindo com 10GigE NAS NFS, AFS ou SMB/CIFS Small SMB Facil Implementação Outros HyperSCSI AoE 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 16

17 Tecnologias complementares ifcp FCIP FCoE FC Layer 4 FCP over IP Protocolo Gateway-to-Gateway Útil ma extensao de transferencia de blocos sobre WAN Tuneis Fibre Channel Over IP Complementa todo protocolo FC Layer 4 WAN Deployment Emergente Segue ideia de comutação versus roteamento Intenção no uso é reduzir custo do 10G Ethernet 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 17

18 Topologias FC

19 Topologias FC FC-P2P Point-to-Point FC-AL Arbitrated Loop FC-SW Switched Fabric 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 19

20 Topologias Fibre Channel Point to point N N Serviços para multiplas portas em um nó Consiste de dois dispositivos FC conectados Banda full o tempo todo N L N L N L N L Arbitrated Loop Até 127 portas em uma unica rede Banda é dividida entre os nós Quando um nó quer enviar trafego, ele ganha o controle do loop Quando mais de um nó quer enviar, ele analisa a informação de endereçamento para determinar a prioridade. Algoritmo que proibe um dispositivo tomar o controle novamente até que outro tenha chance de transmitir Fabric ou Switch N N F F FL NL NL NL Circuit-switching Conecta dispositivos que trabalham com diferentes taxas Conecta até 2 24 dispositivos em uma configurção cross-point Pode supoertar protocolos que nao sejam Fibre Channel layer FC-4 N_ Port: Node Port F_Port: Fabric Port NL_Port: LoopPort 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 20

21 Opções de mídia FC e Camadas

22 FC Nomenclaturas SM - LL - L Speed Distance 1000 L Long Distance 200 I Intermediate Distance 100 S Short Distance Media Transmitter Technology SM Single Mode LL Long Wave laser M5 Multi Mode 50um SL Short Wave (OFC) Laser M6 Multi Mode 62.5um SN Short Wave (non-ofc) Laser MI Miniature Cable LE Long Wave LED TV Video Cable EL Electrical TP Twisted Pair 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 22

23 Opções de Media FC 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 23

24 Camadas FC FC0 FC1 FC2 FC3 FC4 Camada Física Inclui cabos, fibras opticas, conectores, transmissores e receptores Codificação 8B/10B Manutenção de enlace Formato e topologia do Frame Gerenciamento do enlace & Login/Logout Classe de Serviço & Segmentação e recuperação do frame Serviços comuns Sempre de dificil implementação Mapping to ULP IP, SCSI, ESCON, FICON, VI, AV 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 24

25 Arquitetura FC Camadas de Protocolo IPI: Intelligent Peripheral Interface HIPPI: High Performance Parallel Interface SCSI: Small Computer System Interface SBCCS: Single Byte Command Code Set Mapping 802.2: LLC, HDLC Other FC-4 Layer: FICON 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 25

26 FC-0 Camada Física FC-1 Safety system with OFC Open Fiber Control 8B10B En/De-coder Parallel / Serial Converter FC-0 define a camada física do sistema, incluindo especificação da mídia (fibra, conector), assim como a parte óptica ou elétrica do transmissor e receptor além de parâmetros para uma variedade de taxa de dados. O/E Converter or Electrical Line Driver FC-0 SFP & regular GBIC Copper FC, CS connectors 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 26

27 FC-1 8B/10 Encoding Parallel Data Byte Byte Clock Parallel Byte Data Byte Clock MUX / DEMUX FC-1 define o protocolo de transmissão incluindo caracteres de codificação decodificação incluindo o 8B/10B e controle de erro FC-1 FC-1 codifica 8bit de informação em caracteres de 10bit. Balanceamento DC é suficiente para recuperação de tráfego FC-0 8B10B En/De-coder To Parallel/Serial Converter Benefícios do código 8B/10B: transição do sinal de clock é recuperado melhora na detecção de erros (bit errors) Permite transmissão de caracteres especificas Contem palavra de alinhamento 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 27

28 FC-2: Cabeçalho Quadro de dados 4 Bytes Start of Frame 24 Bytes Frame header 2112 Bytes Data Field 64 Bytes Optional header 2048 Bytes Payload 4 Bytes CRC 4 Bytes End of Frame CTL Sources address Destin. address Type Seq_Cnt Seq_ID Exchange_ID Quadro Controle 4 Bytes Start of Frame 24 Bytes ACK; Busy; Reject 4 Bytes CRC 4 Bytes End of Frame Cabeçalho opcional: Aumenta o numero de endereços, diminui o payload Address: Frame Length: WWN address Variable from 24 to 2148 Bytes JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 28

29 Login e Controle de Fluxo

30 Controle de Fluxo com Buffer to Buffer Credits Controle de fluxo Buffer to Buffer : T X Pronto para receber N quadros BB_Credito Valor = N BB_Credito Valor = M Pronto para receber M quadros T X Cobre enlaces: entre duas portas N entre portas N e F Sinalização: Troca de informação de creditos durante o Login Constant Buffer Credit Control é incrementado e decrementado 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 30

31 Controle de Fluxo com Buffer to Buffer Credits T X Pronto para receber 4 Frames BB_Credito Valor = 4 BB_Credito Valor = 4 Pronto para receber 4 frames T X 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 31

32 Controle de Fluxo com Buffer to Buffer Credits 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 32

33 Controle de fluxo em FC Fabric Controle de fluxo em FC Fabric Sequence Sender Data Frame Fabric Sequence Recipient R_RDY ACK R_RDY BB_C BB_C EE_C = Transmit Buffers = Receive Buffers 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 33

34 Classes de Serviços em FC Classe 1 Conexão dedicada Entrega dos quadros em ordem Controle de fluxo Fim-a-Fim Classe 2 Notificação de entregas não orientada a conexão Não aarantia de entrega In-Order Classe 3 Controle de fluxo Buffer-to-Buffer Serviço de datagrama Classe 4 Serviço Classe 1 com circuitos virtuais Existente somente en Switched Fabric Classe 6 Serviços Multicast Similar a Classe JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 34

35 Aplicações e Testes

36 Teste FC - Preparação Caracteristicas dos serviços FC Transparente (over DWDM) ou Comutado(Fabric no caminho)? Distancia em km? Existe Buffer Credits nos equipamentos? Service Level Agreements no serviço? Limite de quadros perdidos ou descartados? Limite de quadros errados? Limite da latencia RTT? Limite de erros de bits? Desenvolver um teste automatizado para determinar o tamanho mínimo de buffer size para um throughput desejado 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 36

37 Testes FC Testes ativação dos serviços FC FC-0 over 850nm & 1310nm FC-1 (8B/10B unframed) BERT tests FC-2 cabeçalho com Payload verificando parametros de SLA _Port MAN/WAN _Port Testes ativação dos serviços transparentes de FC Verificação do controle de fluxo com funcionalidade de Buffer Crediting Emulação do processo de Login e controle de Buffer E_Port MAN/WAN E _Port 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 37

38 Quadros FC e a latencia com a distancia Exemplo: Quadros FC com 2K dados, gerando com taxa completa" FC SAN FC Distancia maior que alguns km WAN FC SAN (DWDM, Multi Service SOF Frame Header Data Field CRC EOF Frame Bytes Geração com 1,0625 GBaud/s e 8b/10B Code 9.41ns/Byte Duração do quadro 19.6 us/frame com 2 Idles de 4 bytes (min 2, typ. 6): aprox. 20 us / frames Transferencia do vidro no comprimento da luz aprox. 5 ns/m = 5us/km 20 us por quadro e 5 ns/m (20us/5ns) * m = 4000 m Quadro de 2048 byte cobre uma distancia optica de 4000 metros 1 Credito por 4000 metros é necessário para Controle de fluxo FC 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 38

39 Testes Fibre Channel End to end service Extender FC WAN (DWDM, Multi Service) FC Extender Serviços Transparentes FC O que precisa ser testado? Conectividade Qualidade da conexão FC OK Camada física Desenvolver emulação protocolo com FC? OK Throughput Qual Throughput FC de acordo com SLA? OK Round Trip Delay Mais importante para serviços FC OK 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 39

40 FC Testing - Conectividade End to end network FC WAN (DWDM, Multi Service) FC Proposta: Verificar a disponibilidade da conexão Procedimento: Conectar o testador, Configurar o Setup, ligar o laser ON Verificar: O Sinal está OK? Sinal optico OK O alarme SYNC está OK? 8B/10B Code OK O link ativo LINK ACTIVE? Idle Traffic OK Resultado: Connectividade OK 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 40

41 Teste FC L1 BERT FC End to end network WAN (DWDM, Multi Service) FC Proposta: Verificar a transferencia de bit na rede, Verificar se a rede esta de acordo com os parametros Procedimento: Configurar teste Layer 1 BERT, escolher padrão de teste, iniciar teste Verificar: LEDs L1 BER Statistics Error Statistics Resultado: Verificar L1BER 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 41

42 Testes FC L2 BERT FC End to end network WAN (DWDM, Multi Service) FC Proposta: Verificar desempenho na rede emulando camada FC-2, testando BER Test Payload Procedimento: Configurar aplicações tráfego em teste L2, configurar campos relevantes (Addresses, Sequence IDs, Flow Control, etc), escolher TX Payload BERT Pattern, iniciar o teste Verificar: LEDs por teste L2 BER Statistics Error Statistics Summary Resultado: Verificar L2 BER BER: Bit Error Rate 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 42

43 Teste FC - Utilização FC End to end network WAN (DWDM, Multi Service) FC Proposta: Verifica a utilização de banda de serviço FC Procedimento: Configurar L2 aplicação trafego, campos relevantes (Addresses, Sequence IDs, Flow Control, etc), escolha o padrão TX Payload BERT Pattern, Definir perfil RX, Iniciar o teste Verificar: LEDs para todas as camadas Link Statistics Link Counts Error Statistics Filter Statistics Result: Assegurar Utilização % encontra SLA Perform this test with different frame sizes and traffic profiles 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 43

44 Teste FC - Latencia FC End to end network WAN (DWDM, Multi Service) FC Proposta: Checar o Round Trip Delay (RTD) para que fique conforme SLA Procedimento: Configurar aplicação tráfego L2, escolha o TX Profile (Pattern Acterna ), Iniciar Verificar: LEDs para todas camadas Link Statistics Link Counts Error Statistics Filter Statistics Resultados: Round Trip Delay (Max/Avg/Min) Delay = ½ RTD 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 44

45 Troubleshooting Dual-port No modo troubleshoot em serviço, família MTS permite aos tecnicos a possibilidade de monitorar tráfego em ambas as direções dos circuitos sem disrupção de serviços MSPP MSPP 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 45

46 Fibre Channel Teste Automatizado como RFC Metodologia de teste RFC 2544 adaptada para circuitos Fibre Channel Permite rotinas de teste automatizadas e analise de resultados Permite o usuário salvar configurações específicas Selecionar tamanho quadro por teste Selecionar rotinas de teste 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 46

47 Fibre Channel Script Estimativa do Buffer-to-buffer Teste Buffer Credit Descobre o valor para voce! Encontra o tamanho ótimo do buffer: grande o suficiente para não perder dados, pequeno suficiente para o enlace não ficar lento Calcula o minimo tamanho do buffer credit para o throughput de cada quadro (Fig. 1) Mede o throughput em varios tamanhos de buffer credit averiguando a saude do enlace (Fig. 2) 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 47

48 Soluções de teste JDSU para FC

49 Famílias MTS & ONT MTS Mais compacto testador com capacidade até 10G Ethernet. - Ideal para instalação e troubleshooting MTS 6000A - Mais compacto testador para PDH, SDH, Eth, PMD e OTDR - Equipamento modular MTS Plataforma escalável para serviços PDH, SDH, Eth, PMD e OTDR - Escalável para serviços de alta velocidade (40G e 100G) ONT - Mais completa ferramenta para desenvolvimento em laboratório - Suporta bibliotecas para automatização de testes 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 49

50 MTS 5800: O mais compactor testador 10G para Metro Ethernet, PDH e SDH - Garante a evolução das redes Carrier Ethernet e Mobile Backhaul - Configurável de acordo com a necessidade do cliente - Ferramenta não modular - Testes RFC Teste TrueSpeed (RFC 6349) - SAIBA MAIS clicando aqui! Turn-up Related Problem RFC2544 Y.1564sam TrueSpeed TM, RFC 6349 Single Service, Layer 2/3 SLA Issues (loss, jitter, etc.) X X N/A Multi-service, Layer 2/3 SLA Issues (service prioritization, loss, jitter, etc.) Demonstrate the effect of End customer TCP Window size on throughput (CPE issue) Inadequate device buffers to handle bursty customer applications Policing effects to TCP performance X N/A X X X 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 50

51 MTS 6000/6000A: Pequeno Mainframe para testes de Fibra & Transporte - Unico slot para encaixar módulos de fibra e transporte - Módulos de Fibra -OTDR -CD/PMD/SA (OMD) -CWDM OTDR - Módulos de Transporte - E1/E3/STM1/2/4/16/64-10/100/1000 & 10GigE -Testes SDH com alarmes, configuração de overhead e erros; -Testes Ethernet com suporte à MPLS/VPLS, Scrips RFC-2544, Multiplas Streams e IPTV - Testes statefull (testes camada 4) - Wireshark integrado e modo captura de até 10G -J-Complete (testing made easier) Módulos intercambiáveis com o MTS JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 51

52 MTS-8000 Flexibilidade Modularidade Até 06 módulos Expansibilidade dos módulos em campo Portátil e leve Gerenciamento versátil no consumo das baterias de longa duração Teste de aplicações como OC-768/ STM-256 down to STS-1/VC-3 OTU3 ODU1 and ODU2 muxing RTD & APS 40/100G Ethernet Plataforma otimizada Linux OS, I/O interfaces Funções ópticas integradas 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 52

53 Portifólio de testes MTS Criado para simplificar os testes na rede utilizando as mesmas GUI UMA NOVA OPÇÂO DE TESTE Métodos de teste e procedimentos iguais para a família MTS Não necessita treinamento adicional 2012 JDS Uniphase Corporation JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 53

54 Thank you!