Seminar simplyblock NVMe/TCP, NVMe/RDMA und Storage-Netzwerke

Das Seminar behandelt die Netzwerkseite des simplyblock Datenpfads. NVMe over Fabrics, NVMe/TCP, NVMe/RDMA über RoCEv2, Multipathing, MTU, VLANs, Routing, CPU- und NUMA-Nähe sowie Fehlersuche werden praxisnah verbunden.

Ziel ist ein Storage-Netzwerk, das nicht nur erreichbar, sondern vorhersehbar, redundant und messbar ist. Auswahl zwischen TCP und RDMA, Pfadtrennung, Bandbreitenplanung und Störungsdiagnose erfolgen anhand klarer technischer Kriterien.

Inhaltsübersicht

1. Zielgruppe
2. Voraussetzungen
3. Seminarziele
4. NVMe over Fabrics Grundlagen
5. NVMe/TCP einsetzen
6. NVMe/RDMA über RoCEv2 einsetzen
7. Netzwerkdesign und Segmentierung
8. MTU, Bandbreite und Oversubscription
9. Multipathing und Pfadredundanz
10. CPU, NUMA und NIC-Zuordnung
11. Messung und Fehleranalyse
12. Netzwerk-Abnahmetest
13. Praxisübungen
14. Methodische Umsetzung

Zielgruppe

Netzwerk- und Storage-Administratoren, Infrastrukturarchitekten, Plattformingenieure und Performance-Spezialisten

Voraussetzungen

Sichere TCP/IP- und Ethernet-Kenntnisse, Grundlagen von Linux-Netzwerkdiagnose und Block Storage

Seminarziele

• NVMe-oF-Datenpfad und Protokollrollen verstehen
• NVMe/TCP und NVMe/RDMA sachgerecht auswählen
• Redundante Storage-Netze und Multipathing entwerfen
• MTU, VLAN, Routing, CPU und NUMA aufeinander abstimmen
• Latenz-, Verlust- und Pfadprobleme systematisch diagnostizieren

Seminarinhalte

Schritt 1: NVMe over Fabrics Grundlagen

Initiator, Subsystem, Namespace, Transport und Queue-Modell. Ablauf von Discovery, Connect, I/O und Disconnect im verteilten Block-Storage.

Schritt 2: NVMe/TCP einsetzen

Transport über Standard-Ethernet, Anforderungen an Kernelmodule, Routing, Latenz, Paketverlust und CPU-Verarbeitung. Geeignete Einsatzfelder und Grenzen.

Schritt 3: NVMe/RDMA über RoCEv2 einsetzen

RDMA-Datenpfad, NIC- und Treibervoraussetzungen, Priorisierung, Congestion Control und verlustarme Netzgestaltung. Abgrenzung zu TCP.

Schritt 4: Netzwerkdesign und Segmentierung

Trennung von Management- und Datenverkehr, Adressierung, VLANs, Routing, Firewall-Regeln und Sicherheitszonen. Vermeidung unnötiger gemeinsamer Fehlerdomänen.

Schritt 5: MTU, Bandbreite und Oversubscription

Ende-zu-Ende-MTU, Link-Geschwindigkeit, Bündelung, Switch-Uplinks und Spitzenlast. Berechnung realistischer nutzbarer Bandbreite.

Schritt 6: Multipathing und Pfadredundanz

Mehrere aktive Pfade, primäre und sekundäre Ziele, Pfadüberwachung, Failover und Wiederaufnahme. Prüfung asymmetrischer oder nur einseitig erreichbarer Pfade.

Schritt 7: CPU, NUMA und NIC-Zuordnung

Nähe zwischen NVMe-Gerät, NIC, CPU-Kern und Speicherbereich. Vermeidung unnötiger Cross-NUMA-Zugriffe und unkontrollierter Ressourcenkonkurrenz.

Schritt 8: Messung und Fehleranalyse

Latenz, Paketverlust, Retransmits, Queue-Auslastung, Durchsatz und Pfadstatus. Diagnose von Discovery-, Connect-, Timeout- und Performance-Problemen.

Schritt 9: Netzwerk-Abnahmetest

Definition von Sollwerten, Pfadausfalltests, Lasttests und Dokumentation der Topologie einschließlich Ports, VLANs, MTU und Verantwortlichkeiten.

Praxisübungen

• NVMe-oF-Verbindungsablauf anhand einer Laborumgebung nachvollziehen
• TCP- und RDMA-Variante anhand eines Kriterienkatalogs bewerten
• Redundantes Storage-Netz mit getrennten Pfaden entwerfen
• MTU- und Routingfehler diagnostizieren
• Multipath-Failover und Wiederaufnahme testen
• Netzwerk-Abnahmeprotokoll erstellen

Methodische Umsetzung

Fachliche Erläuterungen werden unmittelbar mit Demonstrationen und geführten Übungen verbunden. Jeder Arbeitsschritt umfasst Vorbedingungen, Durchführung, Kontrolle, typische Fehlerbilder und dokumentierte Rückfallpunkte. Die Übungen erfolgen an einer vorbereiteten Laborumgebung und werden in neutral formulierten Checklisten festgehalten.