저자 소개 : 클라우드 컴퓨팅 네트워크 운영 및 유지 관리 인력으로 네트워크 및 운영 및 유지 관리에 대한 기술과 건조물을 매일 공유합니다.
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목차
조기 검토
머리말
이 장에서는 클라우드 컴퓨팅 가상화의 네트워크 아키텍처에 대해 설명합니다.
1. NIC 가상화
1. NIC 가상화 방법:
(1) 소프트웨어 NIC 가상화:
각 가상 머신이 동일한 물리적 네트워크 카드를 공유하는 것은 주로 소프트웨어 제어를 통해 실현됩니다. 소프트웨어로 가상화된 네트워크 카드는 별도의 MAC 주소와 IP 주소를 가질 수 있습니다.
모든 가상 머신의 가상 네트워크 카드는 가상 스위치와 물리적 네트워크 카드를 통해 물리적 스위치에 연결됩니다. 가상 스위치는 물리적 네트워크 포트에서 가상 머신의 데이터 패킷을 전달하는 역할을 합니다.
가상 머신 - "가상 네트워크 카드 - "가상 스위치 - "물리적 스위치
(2) 하드웨어 네트워크 카드 가상화
주로 사용되는 기술은 I/O Pass-Through 기술인 단일 루트 I/O 가상화(Single Root I/O Virtulization, SR-IOV)이며, 하드웨어의 도움으로 가상 머신은 별도의 경로를 거치지 않고 물리적 장치에 직접 액세스할 수 있습니다
. VMM. 이 기술은 128-512 네트워크 카드를 직접 가상화할 수 있으므로
가상 머신이 독립적인 네트워크 카드를 얻고 I/O 리소스를 직접 사용할 수 있습니다. SR-IOV를 사용하면 네트워크 전송이
소프트웨어 시뮬레이션 계층을 우회하고 가상 머신에 직접 배포할 수 있으므로 소프트웨어 시뮬레이션 계층의 I/O 오버헤드가 줄어듭니다.
2. 가상화된 소프트웨어 스위치
OVS(Open vSwitch) 개방형 가상화 소프트웨어 스위치는 소프트웨어 기반의 오픈소스 가상 이더넷 스위치로 오픈소스 Apache2.0 라이센스 계약을 사용하며 주로 가상머신 VM 환경에서 사용된다.
많은 오픈 소스 가상화 플랫폼(Xen, KVM 및 VirtualBox 다중 가상화 기술 지원)과 통합하면 두 가지 주요 기능이 있습니다.
- 가상 머신 간에 트래픽을 전달합니다.
- 가상 머신과 외부 네트워크 간의 통신을 실현합니다.
3. 가상화의 네트워크 아키텍처
가상화의 네트워크 아키텍처는 일반적으로 가상 스위치를 사용하여 가상 머신과 물리적 스위치를 연결하여 가상 머신 간의 통신을 구현합니다.
4. 가상화의 주요 네트워크 리소스
가상화의 주요 네트워크 리소스는 대략 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
- 물리적 리소스: 물리적 서버(물리적 네트워크 카드 제공) 물리적 스위치(물리적 네트워크 제공)
- 가상 리소스: 가상 머신(가상 네트워크 카드 제공), 가상 스위치(가상 스위칭 포트(그룹) 및 업링크 제공)
가상 스위치는 가상화된 네트워크에서 연결 역할을 합니다.
5. 가상화의 데이터 전달 경로
- 동일한 포트 그룹에 있는 서로 다른 서버의 가상 머신 간 통신은 물리적 네트워크를 통과해야 합니다.
- 동일한 포트 그룹에 있는 동일한 서버의 가상 머신 간 통신은 물리적 네트워크를 통과할 필요가 없습니다.
- 서로 다른 포트 그룹을 사용하는 동일한 서버의 가상 머신 간 통신은 물리적 네트워크를 통과해야 합니다.
6. 가상 네트워크
1. 가상 네트워크 기술
링크 가상화: 가상 링크 집합
VPC 가상 링크 집합은 가장 일반적인 계층 2 가상화 기술입니다.
링크 통합은 여러 물리적 포트를 하나로 묶어 하나의 논리적 포트로 가상화합니다. 그러나 기존의 Link Aggregation은 장치를 교차할 수 없지만 VPC는 이 문제를 매우 잘 해결하며 장치를 교차할 수 있을 뿐만 아니라 링크 대역폭을 늘리고 링크 계층의 고가용성을 달성합니다.
링크 가상화: 터널 가상화
터널링 프로토콜은 터널링 프로토콜을 통해 서로 다른 프로토콜을 사용하는 여러 네트워크를 상호 연결하는 것을 말합니다. 터널을 통과하는 데이터는 데이터 프레임이거나 다양한 프로토콜의 패킷일 수 있습니다. 터널은 데이터 흐름을 특정 주소로 강제하고, 중간 노드의 네트워크 주소를 숨기고, 필요에 따라 데이터를 암호화하는 기능을 제공할 수 있습니다.
일반적인 터널링 프로토콜:
- GRE (일반 라우팅 캡슐화) 일반 라우팅 캡슐화.
- IPsec (인터넷 프로토콜 보안) 인터넷 프로토콜 보안입니다.
2. 가상 네트워크
가상 네트워크: 가상 링크로 구성된 네트워크입니다.
가상 네트워크 노드 간의 연결은 물리적 케이블이 아닌 특정 가상화 링크를 통해 연결됩니다.
일반적인 가상 네트워크에는 다음이 포함됩니다.
- 적층 네트워크(가상 레이어 2 확장 네트워크)
- VPN 네트워크
3. 캐스케이드 네트워크
오버레이 네트워크: 기존 네트워크를 기반으로 또 다른 네트워크를 구축합니다.
계단식 네트워크를 사용하면 목적지가 IP 주소로 식별되지 않는 호스트로 정보가 라우팅될 수 있습니다.
계단식 네트워크는 기존 리소스를 최대한 활용하고 비용 증가 없이 더 많은 서비스를 제공할 수 있습니다. (예를 들어 ADSL 인터넷 접속 회선은 기존 PSTN 망을 기반으로 구현됩니다.)
4.VXLAN
VXLAN (Virtual eXtensible Local Area Network) 가상 확장 근거리 통신망(Virtual Extended Local Area Network): 기존 VLAN 기술이 대규모 레이어 2 네트워크의 요구 사항을 충족할 수 없는 문제를 해결합니다.
VXLAN 기술은 대규모 레이어 2 가상 네트워크 기술입니다.
원칙은 UDP 형식의 외부 터널을 데이터 링크 계층으로 도입하고 원본 데이터 메시지의 내용이 터널의 페이로드로 전송되는 것입니다.
5. 가상사설망
VPN(Virtual Private Network) : 중소기업과 대기업 간 또는 그룹 간 사설망을 연결하는데 흔히 사용되는 통신 방식이다.
인트라넷 정보는 인터넷과 같은 공통 네트워크 인프라를 통해 전달됩니다.
암호화된 터널 프로토콜은 기밀성, 단말 인증, 정보 정확성 등의 보안 효과를 달성하기 위해 사용됩니다. 이 기술은 안전하지 않은 네트워크를 통해 안정적이고 안전한 정보를 전송할 수 있습니다.
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최근 몇 년 동안 국가는 반도체 산업을 적극적으로 지원하고 자주적인 혁신을 장려했으며 중국의 SSD 기술과 산업은 건전하게 발전했으며 산업 체인은 끊임없이 개선되고 국제 제조업체와의 격차는 점차 좁아지고 있습니다. 그러나 업계의 발전 추세로 볼 때 SSD 관련 기술에는 여전히 상당한 개선의 여지가 있으며 SSD 관련 기술은 실제로 지속적으로 발전하고 있습니다. 플래시 메모리 칩 제조 공정의 발전과 적층 레이어 수의 증가로 인해 SSD는 플래시 메모리의 대용량 페이지 문제, 쓰기 증폭으로 인한 성능 문제, 3D 스택으로 인한 신뢰성 문제에 직면해 있습니다. 여전히 핵심 기술을 극복해야 하며, 소프트웨어 및 하드웨어 협력과 같은 다양한 방법을 통해 증가하는 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있도록 SSD의 성능과 수명을 향상할 수 있습니다.
SSD 기술 측면에서 중국은 국제적 개척에 직면하고 기업 R&D와 독립적인 혁신을 강화해야만 핵심 경쟁력을 점진적으로 확립하고 더 높은 시장 점유율을 차지할 수 있습니다.
"In-Deep SSD" 초판은 2018년에 출시되자마자 연구원, 설계자, 생산자, 사용자 등 SSD 실무자가 SSD의 작동 원리와 기술을 이해할 수 있도록 돕는 베스트셀러 도서가 되었습니다. 거의 5년이 지났고 SSD 기술은 지속적으로 발전하고 있으며 표준도 지속적으로 업데이트되고 있습니다.Computable Storage, ZNS, NVMe 프로토콜 표준, NVMe over Fabrics, NAND 새로운 프로토콜 표준, 등등. 그래서 이 책이 탄생했다. 이 책은 초판을 기반으로 새로운 내용을 많이 추가해 더욱 폭넓은 범위를 다루고 있다. 이 책의 저자 팀은 여전히 솔리드 스테이트 스토리지 업계의 기술 엘리트 출신으로 다년간의 경험을 갖고 있으며 전문적이고 대중적이며 이해하기 쉬운 스타일로 책을 집필했습니다. 독자들은 좋은 경험을 하고 SSD 기술과 산업의 발전을 돕습니다.
간략한 소개
이 책은 고전 베스트셀러의 업그레이드판으로 초판을 바탕으로 많은 새로운 지식(플래시 메모리, UFS, 테스팅, 파일 시스템 등)을 추가하고, 오래되었거나 적용할 수 없는 많은 내용을 다시 쓰거나 삭제했다. 총 수정금액이 60%를 초과합니다. 이 책은 SSD 기술 커뮤니티인 SSDFans의 핵심 팀원들과 SSD 관련 산학계 전문가들이 공동으로 완성한 책으로, 초판에 비해 내용이 더욱 포괄적이고 업데이트되었으며 깊이가 더해졌습니다.
이 책은 제품, 기술, 응용이라는 세 가지 차원에서 확장하여 개발 역사, 제품 형태, 작동 원리, SSD의 전체 구조는 물론 각 기능 모듈의 원리와 사용법을 전면에서 포괄적이고 자세하게 설명합니다. SSD의 최종 인터페이스 프로토콜부터 FTL 알고리즘, 그리고 백엔드 플래시 메모리와 오류 수정, 테스트까지 모두 이 책에서 다루고 있습니다. 이 책은 독자들이 빠르게 시작하는 데 도움이 되는 입문서로 활용될 수 있으며, 필요할 때 독자들이 참고할 수 있는 참고서로도 활용될 수 있습니다.
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제품 시장 장: SSD와 HDD의 비교, SSD의 개발 이력 및 제품 형태, 솔리드 스테이트 스토리지 시장, NAND 제조업체의 역학 및 플래시 메모리 개발 동향, 컴퓨팅 스토리지 및 항공우주 스토리지 제품을 소개합니다. , 등.
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핵심 기술: 주요 제어 내부 모듈의 구성 및 작동 원리, 구현 원리, 실제 적용, 플래시 메모리의 특성 및 데이터 무결성, FTL 매핑 관리, 웨어 레벨링, 가비지 수집, 불량 블록 관리 및 기타 기능에 중점을 둡니다. LDPC 디코딩 원리 등
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프로토콜 기사: 구현 원리, 실제 적용, 개발 동향 등 다차원에서 NVMe, PCIe, UFS 등을 심층적으로 해석하여 독자가 해당 내용과 이유를 모두 이해할 수 있도록 합니다.
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테스트 장: SSD와 관련하여 일반적으로 사용되는 테스트 소프트웨어, 테스트 프로세스, 장비, 산업 인증 및 전문 테스트 표준에 대해 자세히 설명합니다.
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확장: 기존의 EXT4 파일 시스템부터 플래시 메모리에 더 친숙한 F2FS 파일 시스템까지 완벽하게 해석되었습니다.
저자 소개
SSDFans는 Dandan(Longsys의 최고 소프트웨어 엔지니어 Duan Xinghui), Duan(Zhao Zhanxiang, Yunxiu Capital의 파트너 겸 CTO), Marx(Wang Sheng, CNEXLABS의 펌웨어 개발 수석 관리자) 및 SSD Siege Lion이 2014년에 설립했습니다. 공통의 꿈과 추구가 함께 모입니다. SSDFans의 원래 의도는 솔리드 스테이트 스토리지에 대한 지식을 대중화하고 조국의 솔리드 스테이트 스토리지 사업에 기여하는 것이었습니다. SSDFans는 중국은 물론 전 세계 중국계에서도 영향력 있는 SSD 솔리드 스테이트 드라이브 기술 커뮤니티입니다.
Hu Bo는 화중과기대학교 제어학과를 졸업하고 솔리드 스테이트 스토리지 업계에서 15년간 근무했으며 현재 Solidigm에서 엔터프라이즈급 SSD 관련 업무를 담당하고 있습니다. R&D, PM, 마케팅, 영업, 품질을 담당하는 Dell, Maxio 등, AE/FAE 등 관련 제품에는 NAND, DRAM, SSD, UFS, 컨트롤러 등이 포함됩니다. 여가 시간에는 글쓰기와 공유에 열중하며, 국내 솔리드 스테이트 스토리지 생태계 발전과 기술 발전에 기여하고자 합니다.
Shi Liang 은 상하이의 "과학 기술 스타"인 화동 사범 대학의 교수/박사 지도교수입니다. 연구 방향에는 저장 매체 신뢰성, 저장 제어 알고리즘, 저장 파일 시스템, 시스템 전반의 소프트웨어 및 하드웨어 협업 기술이 포함됩니다. FAST, ATC, MICRO, HPCA 등 주요 국제 학회에 많은 논문을 게재했습니다. 그는 스토리지 분야에서 학문적, 기업적으로 높은 공헌을 했습니다.
Cen Biao, Shanghai Luanqi Technology 설립자, Fudan BI MBA. 그는 AMD, Seagate(LSI), CNEXLABS 및 기타 회사에서 근무했으며 현재 Shanghai Luanqi Technology는 스토리지 제품 테스트 장비 개발에 주력하는 기술 회사입니다. SSD 마스터 제어 및 모듈 테스트 분야에서 10년 이상의 경험을 갖고 있는 그는 중국에서 SSD 연구 및 개발에 참여한 최초의 엔지니어 중 한 명입니다. 그가 참여한 제품에는 SandForce의 SATA 마스터 제어, CNEXLABS PCIe 시리즈 마스터 제어, DPU 및 다른 제품들. SSD 제품 테스트 경험.
만들기 쉽지 않네요 관심과 좋아요, 수집, 감사합니다~