Os aplicativos nativos da nuvem têm necessidades de armazenamento diferentes dos aplicativos herdados ou do software tradicional hospedado na nuvem. Para funcionar com eficiência, eles exigem armazenamento de alto desempenho e baixa latência. Na prática, a recomendação é usar flash NVMe local, independentemente da plataforma de orquestração.

Um aplicativo nativo da nuvem é um software projetado para ser executado em uma nuvem privada ou pública. Ele foi desenvolvido para aproveitar os recursos inatos do modelo de entrega de software de computação em nuvem. Do ponto de vista de um arquiteto de infraestrutura, quanto mais desempenho disponível do armazenamento, mais será possível dimensionar aplicativos nativos da nuvem sem exigir nenhuma alteração no sistema de armazenamento. Isso é especialmente verdadeiro se o armazenamento for desagregado (não conectado diretamente aos servidores). Nesse caso, os arquitetos podem adicionar mais servidores a mais e mais aplicativos sem precisar dimensionar o armazenamento em conjunto. Nesse contexto, o armazenamento flash NVMe conectado à rede é ideal para oferecer alto desempenho e requisitos de baixa latência

Comparando protocolos NVMe-oF para aplicativos nativos de nuvem

O NVMe over Fabrics (NVMe-oF) oferece as melhores características de armazenamento para aplicativos nativos da nuvem, estendendo as características de baixa latência e alto desempenho do NVMe em uma rede para dispositivos remotos. Existem várias opções de transporte para NVMe-oF. No entanto, os mais comumente usados são NVMe-oF sobre Remote Direct Memory Access (RDMA), NVMe-oF sobre Fibre Channel e NVMe-oF sobre Transport Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). Todos os três permitem a criação de uma solução de armazenamento NVMe de ponta a ponta com alto desempenho e baixa latência.

   NVMe-oF sobre RDMA — oferece uma maneira de trocar informações entre as memórias principais de dois computadores em uma rede sem envolver o processador do sistema operacional (SO) ou o cache de qualquer máquina.

   NVMe sobre Fibre Channel — transfere dados entre storage arrays e servidores usando o protocolo Fibre Channel (FC) padrão, que dá suporte ao acesso a flash NVMe compartilhado.

   NVMe sobre TCP/IP — usa o protocolo de transporte TCP para transferir dados através de redes IP (Ethernet).

A tabela acima compara NVMe-oF sobre RDMA, NVMe-oF sobre FC e NVMe-oF sobre TCP/IP como protocolos de transporte de armazenamento para aplicativos nativos de nuvem. Em termos de custo indireto, o NVMe-oF sobre FC surge como o mais caro dos três. Isso ocorre porque o canal de fibra requer uma rede dedicada que requer adaptadores de barramento de host FC (HBAs). O protocolo também precisa de switches FC. Esses itens contribuem para um custo mais alto para canais de fibra versus RDMA ou TCP.

Dos três, o NVMe-oF sobre RDMA vem com custos indiretos que estão entre os de Fibre Channel ou TCP. O RDMA não requer uma rede dedicada, mas o protocolo precisa de comutadores RDMA especiais. Por outro lado, o NVMe-oF sobre TCP/IP não precisa de seus próprios switches, adaptadores ou rede. É, portanto, a opção de menor custo na maioria dos casos.

As taxas de RDMA e de canal de fibra são menores que as de TCP em termos de complexidade de infraestrutura, facilidade de uso e escalabilidade. O RDMA enfrenta limites de escalabilidade devido à necessidade de switches RDMA. O canal de fibra é igualmente complexo devido aos requisitos para switches FC, HBAs e uma rede dedicada. É um processo complexo para escalar além de um único rack de armazenamento RDMA ou FC usando um único switch. As limitações de roteamento também se apresentam nesse cenário.

NVMe sobre TCP é comparativamente simples. Ele é executado apenas em uma rede Ethernet TCP/IP padrão. Não há necessidade de adaptadores ou switches de rede especiais. Além disso, é mais altamente escalável e roteável — fácil de escalar em várias rotas e redes diferentes. Essa diferença também está relacionada à acessibilidade do armazenamento. Os aplicativos nativos da nuvem são relativamente menos acessíveis ao armazenamento RDMA e FC quando comparados ao TCP. O NVMe-oF sobre TCP/IP é acessível a aplicativos nativos da nuvem em qualquer lugar.