深入了解光纤通道(FC)协议

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光纤通道技术详解,单模和多模有哪些不同?

光纤通道技术详解,单模和多模有哪些不同?

光纤通道技术详解,单模和多模有哪些不同?光纤通道技术(Fibre Channel)是一种网络存储交换技术,可提供远距离和高带宽,能够在存储器、服务器和客户机节点间实现大型数据文件的传输。

Fibre Channel (FC) 是一种高速网络互联技术(通常的运行速率有2Gbps、4Gbps、8Gbps 和16Gbps),主要用于连接计算机存储设备。

过去,光纤通道大多用于超级计算机,但它也成为企业级存储SAN中的一种常见连接类型。

尽管被称为光纤通道,但其信号也能在光纤之外的双绞线上运行。

光纤通道协议(Fibre Channel Protocol,FCP)是一种类似于TCP的传输协议,大多用于在光纤通道上传输SCSI命令。

光纤通道广泛用于通信接口,并成为传统I/O接口与网络技术相结合趋势的一部分。

Network运作于一个开放的,非结构化的并且本质上不可预测的环境。

Channels通常运行在一个封闭的、结构化的和可预测的环境,该环境下所有与主机通信的设备都预先已知,任何变更都需要主机软件或配置表进行相应更改。

通道协议如SCSI,ESCON, IPI。

Fibre Channel将这两种通信方式的优势集合为一种新的接口,同时满足network和channel 用户的需求。

Fibre Channel的目标与优势:Fibre Channel要提供的是一个连接计算机和共享外围设备的接口,在这一技术提出之前是通过多种不同的接口来连接的,如IDE,SCSI,ESCON。

Fibre Channel需要提供大量信息的高速传输。

上图显示了2Gbps Fibre Channel与Escon和SCSI同等级下的传送速率对比。

除了速度增长以外,Fibre Channel也需要支持公里级的距离。

通过光纤交换机实现,如下图所示:。

光纤通道fc协议介绍

光纤通道fc协议介绍

外挂存储
Network-Attached Storage 网络接入存储(NAS)
Fabric-Attached Storage 网络存储(FAS)
Storage Area Network 存储区域网络(SAN)
12
FC组网模式
DAS Direct Attached Storage
SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
DAS组网
•DAS:Direct Attached Storage 直接与服务器连接的存储系统
• 通过SCSI或FC接口连接 • 服务器为核心,不直接连入网络
SAN组网
• 独立于LAN的服务器后端存储 专用网络
• 主要利用Fibre Channel protocol(光纤通道协议), 通过FC交换机建立起与服务器
• 高连接数 — 24位地址 • 长距离 — 10公里到100公里
网络
• 无连接 • 逻辑电路 • 不可靠的传输
• 高连接
• 更高的延迟 • 更远的距离
• 基于软件
FC端口名称
• 有多种名称格式
IEEE 名称、IP名称、IEEE注册名称、 IEEE注册扩展名称
• 所有这些都称为World Wide Name(WWN),因为它们是唯一的 • 例如: 1 0 : 0 0 : 0 0 : 6 0 : 6 9 : 0 0 : 6 0 : 0 2
• 每个节点的TX端口连接到邻近 节点的 RX端口,直到形成闭环 为止
• 最大带宽: 800 MB/秒(环路上所 有节点中共享)
• 环路上最多126个节点 • 不是令牌传输方案 -- 不限制设
备保留控制的时间

光纤通道fc协议介绍复习进程

光纤通道fc协议介绍复习进程

SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
DAS组网
•DAS:Direct Attached Storage 直接与服务器连接的存储系统
• 通过SCSI或FC接口连接 • 服务器为核心,不直接连入网络
SAN组网
• 独立于LAN的服务器后端存储专 用网络
光纤通道交换机
E_Port
N_Port 节点 N_Port 节点
光纤交换机端口类型
• N端口:Node Port节点端口;光纤通道通信的终端; 主机端口、存储端口,或者开启AG模式的光纤交 换机端口
• NL端口:Node Loop Port 节点环路端口 • F端口: Fabric Port 光纤端口;一种交换连接端口 • FL端口:Fabric Loop Port光纤环路端口;AL设备提
从分层协议栈的角度看,FC仅仅包含了从物理层到传输层的规 范。它的上层定义了把其他协议作为应用层协议进行封装的接 口,如SCSI或IP协议。而将SCSI封装起来后整个协议,就是FCP (FC Protocol)。
FC物理层具有很高的传输带宽,从1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s到 8Gb/s、16Gb/s,采用NMb的编码方式,同步串行方式传输。
网络
• 无连接 • 逻辑电路 • 不可靠的传输 • 高连接
• 更高的延迟 • 更远的距离 • 基于软件
FC端口名称
• 有多种名称格式
IEEE 名称、IP名称、IEEE注册名称、 IEEE注册扩展名称
• 所有这些都称为World Wide Name(WWN),因为它们是唯一的 • 例如: 1 0 : 0 0 : 0 0 : 6 0 : 6 9 : 0 0 : 6 0 : 0 2

fc协议中class1与class3的差异

fc协议中class1与class3的差异

FC协议,即光纤通道(Fibre Channel)协议,是一种高速、高效率的通信协议,主要用于存储网络和设备间的高速数据传输。

在FC协议中,Class 1和Class 3是两种不同的访问控制类别,它们在功能和应用上存在一些差异。

Class 1是低速设备类,适用于简单的存储网络环境,通常由低端设备如硬盘和打印机组成。

Class 3是高速设备类,适用于更复杂的存储网络环境,通常由高端设备如服务器和存储设备组成。

Class 3相较于Class 1,提供了更高的性能和更广泛的功能。

首先,Class 3设备具有更高的性能。

它支持更高的数据传输速率,通常可以达到数Gbps或更高。

这种高速性能使得Class 3设备在处理大量数据传输时更为出色,例如在数据库存储、大型文件传输和实时视频流等场景中。

相比之下,Class 1设备由于其较低的传输速率,在处理这些任务时可能面临性能瓶颈。

其次,Class 3设备提供了更广泛的功能。

它支持多种数据传输模式,如SCSI-3、SCSI-2和FCP 等,这些模式提供了更高的数据可靠性和灵活性。

此外,Class 3设备还支持更高级别的安全性功能,如加密和身份验证,这些功能对于保护数据安全至关重要。

这些高级功能使得Class 3设备在需要高度可靠性和安全性的环境中更具优势。

再者,Class 3设备的应用场景更为广泛。

由于其高速性能和广泛的功能,Class 3设备适用于各种应用场景,包括企业级存储网络、医疗保健、数据中心和云计算等。

相比之下,Class 1设备的应用场景相对有限,通常仅适用于简单的存储网络环境。

然而,需要注意的是,虽然Class 3具有更高的性能和更广泛的功能,但它也相对更为复杂和昂贵。

因此,在选择FC协议的设备时,应根据具体的应用需求和预算进行权衡。

综上所述,Class 1和Class 3在功能和应用上存在差异。

Class 3作为高速设备类,提供了更高的性能和更广泛的功能,适用于更复杂的存储网络环境。

光纤通道协议介绍

光纤通道协议介绍

FFFFFB
FFFFFC FFFFFD FFFFFE
FFFFFF
名称服务器
• 名称服务器的公认地址为0xFFFFFC
• N _port 把信息注册到名称服务器的数据库中 • N_port 查询数据库获得其它端口的信息
• N_port 可以从名称数据库撤销注册
FC端口名称
• 有多种名称格式
IEEE 名称、IP名称、IEEE注册名称、 IEEE注册扩展名称
• 所有这些都称为World Wide Name(WWN),因为它们是唯一的
• 例如:
10:00:00:60:69:00:60:02
预留 IEEE MAC 地址
NAA ID
• HBA卡上对应的有WWPN号和WWNN号,分别代表端口号和节点号, 端口号和节点号可以相同,也可以不相同。我们存储上设置的是 一样的。
• 与F_port建立一条对话
PLOGI — 端口登录(Port Login)
• 建立与N_port的对话
• 协商服务参数,如EE_Credits
• 在两个 N_ports之间创建一个对话
• 在PLOGL成功之前,无上层操作
PRLI — 进程登录(Process Login)
• 可选
• 通信进程级别的服务参数
Fabric-Attached Storage 网络存储(FAS)
Storage Area Network 存储区域网络(SAN)
12
FC组网模式
DAS Direct Attached Storage SAN Storage Area Network NAS Network Attached Storage
FC拓扑结构
Fibre Channel有三种拓扑结构: 点对点(Point-to-Point) – 两个设备之间互连 仲裁环(Arbitrated Loop) – 最多支持126个设备互连,形成一个仲裁环 交换式Fabric(Switch Fabric) – 最多1千6百万个设备互连

光纤通道fc协议介绍

光纤通道fc协议介绍

交换机与路由器等网络设备
网络连接与扩展
交换机和路由器等网络 设备用于构建和扩展光 纤通道网络,实现主机 、存储设备等资源的互 联。
数据交换与路由
网络设备支持数据在FC 网络中的交换和路由, 确保数据能够准确、高 效地传输到目标设备。
网络管理与安全
网络设备提供网络管理 和安全功能,如访问控 制、流量监控、故障隔 离等,保障FC网络的稳 定运行和数据安全。
服务质量
传输层还提供服务质量(QoS)保障机制,能够根据不同应用的需求分配不同的带宽和资源,确保关键应用的性能和 质量。
应用接口
应用层提供了与上层应用程序的接口,使得光纤通道FC协议能够支持各种不同类型的应用和服务,如文 件传输、数据库访问、视频流传输等。
03 光纤通道FC协议 关键技术
流量控制机制
FC协议在存储领域应用
1 2 3
存储网络
FC协议是构建高性能、高可靠性存储区域网络( SAN)的主要技术之一,支持服务器与存储设备 之间的高速数据传输。
数据备份与恢复
利用FC协议的高带宽和低延迟特性,可以实现快 速、高效的数据备份和恢复,提高数据保护能力 。
远程复制与容灾
FC协议支持远程复制和容灾解决方案,确保数据 在异地备份中心的安全性和可用性。
光纤通道fc协议介绍
汇报人:XX 2024-01-24
目 录
• 光纤通道FC协议概述 • 光纤通道FC协议体系结构 • 光纤通道FC协议关键技术 • 光纤通道FC协议设备与应用场景 • 光纤通道FC协议性能评估与优化方法 • 光纤通道FC协议发展趋势与挑战
01 光纤通道FC协议 概述
FC协议定义与发展
THANKS
感谢观看
与以太网协议比较

光纤通道fc协议介绍

光纤通道fc协议介绍
Fibre Channel (FC)技术标准是1994年由ANSI标准化组织制订 的一种适合于千兆位数据传输通信的网络技术。光纤通道用于 服务器共享存储设备的连接,存储控制器和驱动器之间的内部 连接。
从分层协议栈的角度看,FC仅仅包含了从物理层到传输层的规 范。它的上层定义了把其他协议作为应用层协议进行封装的接 口,如SCSI或IP协议。而将SCSI封装起来后整个协议,就是FCP (FC Protocol)。
FC物理层具有很高的传输带宽,从1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s到 8Gb/s、16Gb/s,采用NMb的编码方式,同步串行方式传输。
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3
FC的优势
通道
• 连接业务 • 物理电路 • 可靠的硬件传输 • 高速
• 低延迟 • 短距离 • 基于硬件
光纤通道
• 电路和分组交换 • 可靠性传输 — 误码率(BER)<10-12 • 高数据完整性 — 错误检测 • 高数据传输速率 — 800和1600MB/s • 高带宽,低延迟 — 8Gbps/16Gbps • 高连接数 — 24位地址 • 长距离 — 10公里到100公里
独立于LAN的服务器后端存储专 用网络
• 主要利用Fibre Channel protocol(光纤通道协议), 通过FC交换机建立起与服务器 和存储设备之间的直接连接
• 400MB/S、800MB/S、 1600MB/S的速率消除了带宽上 的瓶颈
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FC组网模式
DAS Direct Attached Storage
SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
精选ppt
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fc和roce原理

fc和roce原理

fc和roce原理
FC和RoCE都是网络通信协议,它们在以太网和光纤通道之间的差异如下:
1. FC(Fiber Channel)协议是一种面向连接的协议,它使用8B/10B编码方式,支持2Gbps、4Gbps和10Gbps的传输速率,并且可以在光纤通道上传输数据。

FC协议的主要特点是可靠性高、延迟小、可扩展性强等。

2. RoCE(RDMA over Converged Ethernet)协议是一种基于以太网的远程直接数据存取协议,它可以在以太网上实现类似于InfiniBand的数据中心网络互联。

RoCE协议的主要特点是低延迟、高吞吐量和低CPU负载等。

总的来说,FC和RoCE协议在以太网和光纤通道之间的差异主要体现在传输速率、可靠性和延迟等方面。

FC协议详解

FC协议详解

FC协议详解FC 协议简介开发于1988年,最早是用来提高硬盘协议的传输带宽,侧重于数据的快速、高效、可靠传输。

到上世纪90年代末,FC SAN开始得到大规模的广泛应用。

FC协议其实并不能翻译成光纤协议,只是FC协议普遍采用光纤作为传输线缆而不是铜缆,因此很多人把FC称为光纤通道协议。

在逻辑上,我们可以将FC看作是一种用于构造高性能信息传输的、双向的、点对点的串行数据通道。

在物理上,FC是一到多对应的点对点的互连链路,每条链路终结于一个端口或转发器。

FC的链路介质可以是光纤、双绞线或同轴电缆。

FC协议栈FC-0:连接物理介质的界面、电缆等;定义编码和解码的标准。

FC-1:传输协议层或数据链接层,编码或解码信号。

FC-2:网络层,光纤通道的核心, 定义了帧、流控制、和服务质量等。

FC-3:定义了常用服务,如数据加密和压缩。

FC-4:协议映射层,定义了光纤通道和上层应用之间的接口,上层应用比如:串行SCSI协议,HBA卡的驱动提供了FC-4 的接口函数。

FC-4 支持多协议,如:FCP- SCSI,FC-IP,FC-VI。

光纤通道的主要部分实际上是FC-2。

其中从FC-0到FC-2被称为FC-PH,也就是“物理层”。

光纤通道主要通过FC-2来进行传输,因此,光纤通道也常被成为“二层协议”或者“类以太网协议”。

在此重复:光纤通道并不是SCSI的替代;一般而言SCSI是光纤通道的上层。

光纤通道一般是指FC-PHY层:FC0-FC2。

术语FCP,即光纤通道协议,是指对SCSI的界面协议或FC-4层映射。

我们这里讨论的是光纤通道的内在工作原理,而不是指光纤通道协议。

光纤通道的数据单元叫做帧。

即使光纤通道本身就有几个层,大部分光纤通道是指第2层协议。

一个光纤通道帧最大是2148字节,而且光纤通道帧的头部比起广域网的IP和TCP来说有些奇怪。

光线通道只使用一个帧格式来在多个层上完成各种任务。

帧的功能决定其格式。

iSCSI协议、FC协议、FCOE协议

iSCSI协议、FC协议、FCOE协议
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iSCSI协议、FC协议、FCOE协议
内容提要
iSCSI协议 FC协议 FCOE协议
DAS存储的局限性
扩展性差 资源浪费 管理分散 异构化问题 数据备份问题
服务器 SCSI
LAN SCSI
存储阵列设备
存储阵列设备
SAN的概念
存储区域网络(Storage Area Networks,SAN):是一个用在服务器和存储资源之间的、专 用的、高性能的网络体系。它为了实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。
FC-4层提供了光纤通路到已存在的更上层协议的映射,这些协议包括IP、SCSI协议、HiPPI等。例如,串行 SCSI必须将光纤通道设备映射为可被操作系统访问的逻辑设备。对于主机总线适配器,这种功能一般要由厂 商提供的设备驱动器程序来实现。
光纤通道帧格式(1/2)
FC协议数据帧及数据包的发送和接收是在FC-2层实现的。
3-TCP 层
4- IP 层
传输帧结构
以太网帧头
IP包头
TCP段头
数据(iSCSI)
FCS
源端口
目的端口
序列号
确认号
位移 预留 旗标
窗口大小
校验和
紧急指针
选项和填充
基本报头分段 (BHS) 附加报头分段(AHS)
报头校验 数据分段 数据校验
iSCSI传输示意图
iSCSI架构是基于C/S模型进行数据传输的。
应用服务器
网络
FC-SAN IP-SAN
存储系统
FC SAN概念
光纤通道协议(Fibre Channel,FC)可以提高硬盘传输带宽,侧重于数据的快速、高效、 可靠传输。

fc协议工作原理

fc协议工作原理

fc协议工作原理FC协议工作原理FC协议是一种用于光纤通信的协议,全称为Fibre Channel Protocol。

它是一种高速、可靠的数据传输协议,常用于存储网络和计算机网络中。

FC协议的工作原理主要涉及到帧封装、链路层协议和交换机的工作方式。

FC协议的帧封装是其工作的基础。

在数据传输中,FC协议将数据分割成一个个的帧,并在每个帧中添加控制信息。

这些控制信息包括帧的起始和结束标志、帧的类型、帧的序列号等。

通过在帧中添加这些控制信息,FC协议能够保证数据在传输过程中的完整性和可靠性。

FC协议在链路层上定义了一套协议来管理帧的传输。

链路层协议主要包括帧的发送和接收规则、错误检测和纠正机制等。

在发送端,FC协议需要根据链路层协议将数据帧发送到目标设备。

在接收端,FC协议需要根据链路层协议解析接收到的帧,并将数据传递给上层应用。

FC协议还需要依靠交换机进行数据的路由和转发。

交换机是FC网络中的核心设备,它能够根据帧中的目标地址将数据转发到正确的目标设备。

交换机通过建立光纤通道来连接多个设备,从而实现设备之间的高速数据传输。

在交换机中,FC协议使用交换表来记录设备的地址信息,并根据这些信息将数据帧转发到相应的目标设备。

总结起来,FC协议的工作原理是通过帧封装、链路层协议和交换机的协同工作来实现高速、可靠的光纤通信。

帧封装保证了数据的完整性和可靠性,链路层协议定义了帧的传输规则和错误处理机制,交换机则负责数据的路由和转发。

这些组成部分共同构成了FC协议的工作原理,为光纤通信提供了强大的支持。

通过了解FC协议的工作原理,我们可以更好地理解其在存储网络和计算机网络中的应用。

FC协议的高速和可靠性使其成为存储网络中常用的传输协议,能够满足大规模数据传输和高性能存储的需求。

同时,FC协议也广泛应用于计算机网络中,提供高速的数据传输和可靠的通信连接。

随着技术的不断发展,FC协议将继续发挥重要作用,推动光纤通信技术的进步和应用的广泛发展。

FCEB

FCEB

光纤通道(FC)协议分析光纤通道协议(简称 FC 协议)是美国国际信息技术标准委员会(INCITS)于 1998 年开始制定一种高速串行通信协议。

该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。

FC 协议发展至今,已经能够支持很多上层协议和指令集,例如:MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集。

支持光纤和铜缆等多种物理介质。

FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。

FC 协议的基本特点是:灵活的拓扑结构、高带宽、高可靠性、低迟延、开放性。

光纤通道分层结构类似于 OSI 的七层模型结构和 TCP/IP 的四层模型结构,FC协议具有五层模型结构。

FC-0:接口与媒体层,用来定义物理链路及特性;FC-1:传输协议层,定义了编码/解码方案、字节同步和有序集;FC-2:链路控制层,定义了传送成块数据的规则和机制;FC-3:通用服务层;FC-4:协议映射层,定义高层协议映射到低层协议的方法。

FC-0 接口与媒体层研究FC-0 接口与媒体层即为光纤通道协议的物理层。

该部分主要涉及的是传输介质以及使用的收发器等,即从物理组成方面来定义光纤通道协议的要素。

1.光纤通信原理光纤通信采用光纤作为传输介质,光作为信息的载体。

它首先要在信号发射端将需要发送的电话、电报、图像和数据等电信号进行光电转换,即将电信号变成光信号,再通过光纤传输到接收方的端口,接收端将接收到的光信号转变成电信号,继而还原成原信号。

图 3-1 为光纤通信系统,可将其分为三个基本组成单元:光发射器、光纤和光接收器。

光发射器由将传输信号进行电光变换的转换装置和将光信号送入光纤的传输装置组成。

光源是其核心部件,由半导体发光二极管 LED 或者激光二极管 LD 组成。

光纤在使用系统中一般以光缆的形式存在。

光接收器由光检测器、放大电路和具有信号恢复功能的解调电路组成。

光发射器和光接收器也称为光端机。

fc协议栈分析

fc协议栈分析

fc协议栈分析协议名称:FC协议栈分析协议1. 背景介绍FC协议栈是一种用于光纤通信的协议栈,用于实现高速、可靠的数据传输。

本协议旨在对FC协议栈进行详细的分析,包括协议栈的结构、功能模块、通信过程等方面的内容。

2. 协议栈结构FC协议栈由多个层次组成,每个层次负责不同的功能。

以下是FC协议栈的基本结构:2.1 物理层物理层负责将数字信号转换为光信号,并进行光纤的传输。

它包括光纤传输介质、光纤传输速率、光模块等组成部分。

2.2 数据链路层数据链路层负责将数据分割成帧,并添加帧头、帧尾等控制信息,以确保数据的可靠传输。

它包括帧同步、帧检错、流控制等功能。

2.3 网络层网络层负责寻址和路由功能,将数据从源地址传输到目的地址。

它包括IP地址分配、路由选择、数据包分组等功能。

2.4 传输层传输层负责数据的分段、重组和传输控制。

它包括TCP、UDP等协议,用于确保数据的可靠传输。

2.5 应用层应用层负责处理特定的应用程序数据,例如文件传输、电子邮件等。

它包括FTP、SMTP等协议。

3. 协议栈功能模块FC协议栈包含以下功能模块:3.1 帧封装与解封装帧封装模块负责将数据分割成帧,并添加帧头、帧尾等控制信息,以便在接收端进行解封装。

解封装模块负责从接收到的数据中提取出有效的信息。

3.2 帧同步与帧检错帧同步模块负责保持发送端和接收端的帧同步,以确保数据的正确传输。

帧检错模块负责检测帧中的错误,并进行纠正或丢弃。

3.3 流控制与拥塞控制流控制模块负责控制数据的传输速率,以避免接收端缓冲区溢出。

拥塞控制模块负责监测网络拥塞情况,并采取相应的措施以保证传输的可靠性。

3.4 IP地址分配与路由选择IP地址分配模块负责为每个设备分配唯一的IP地址,以便进行网络通信。

路由选择模块负责选择最佳的传输路径,以确保数据的快速传输。

3.5 数据分段与重组数据分段模块负责将大数据包分割成小的数据段,以便在网络中传输。

数据重组模块负责将接收到的数据段重新组装成完整的数据包。

FC-AE-1553B

FC-AE-1553B

光纤通道(FC)协议分析光纤通道协议(简称 FC 协议)是美国国际信息技术标准委员会(INCITS)于 1998 年开始制定一种高速串行通信协议。

该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。

FC 协议发展至今,已经能够支持很多上层协议和指令集,例如:MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集。

支持光纤和铜缆等多种物理介质。

FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。

FC 协议的基本特点是:灵活的拓扑结构、高带宽、高可靠性、低迟延、开放性。

⏹光纤通道分层结构类似于 OSI 的七层模型结构和 TCP/IP 的四层模型结构,FC协议具有五层模型结构。

FC-0:接口与媒体层,用来定义物理链路及特性;FC-1:传输协议层,定义了编码/解码方案、字节同步和有序集;FC-2:链路控制层,定义了传送成块数据的规则和机制;FC-3:通用服务层;FC-4:协议映射层,定义高层协议映射到低层协议的方法。

⏹FC-0 接口与媒体层研究FC-0 接口与媒体层即为光纤通道协议的物理层。

该部分主要涉及的是传输介质以及使用的收发器等,即从物理组成方面来定义光纤通道协议的要素。

1.光纤通信原理光纤通信采用光纤作为传输介质,光作为信息的载体。

它首先要在信号发射端将需要发送的电话、电报、图像和数据等电信号进行光电转换,即将电信号变成光信号,再通过光纤传输到接收方的端口,接收端将接收到的光信号转变成电信号,继而还原成原信号。

图 3-1 为光纤通信系统,可将其分为三个基本组成单元:光发射器、光纤和光接收器。

光发射器由将传输信号进行电光变换的转换装置和将光信号送入光纤的传输装置组成。

光源是其核心部件,由半导体发光二极管 LED 或者激光二极管 LD 组成。

光纤在使用系统中一般以光缆的形式存在。

光接收器由光检测器、放大电路和具有信号恢复功能的解调电路组成。

光发射器和光接收器也称为光端机。

光纤通道

光纤通道

光纤通道(Fibre Channel,简称FC)作为一项成功的技术解决了许多与高性能数据块传输相关的难题。

毕竟,光纤通道是一种模拟数据中心大型机环境的传输架构。

大多的传输通道往往都是以高带宽和低负荷为手段,在最大程度上实现数据中心环境中大量数据的高效传输。

为了保持稳定一致的性能,光纤通道借助包括Buffer-to-buffer Credit等在内的内部机制来降低网络阻塞的潜在影响。

如果丢失一个帧,光纤通道不会像TCP一样马上停止直到恢复丢失的帧,而是以数千兆的传输速率重新发送整个序列的帧。

光纤通道拥有一系列领先的存储机制,例如自动寻址、设备发现、光纤架构和状态变更通知等,这些机制为主机(服务器)和目标设备(存储系统)之间的交换处理提供了便利。

FCoE(Fibre Channel over Ethernet )协议希望能在现有光纤通道的成功基础上,借助于以太网的力量重新保持自身在数据中心存储局域网中的霸主地位。

一些业内分析人士表示,FCoE是光纤通道厂商与iSCSI阵营进行竞争的新尝试。

毕竟iSCSI也是通过以太网传输数据存储块。

然而当我们拿FCoE与iSCSI做比较时会发现,实际上这两个协议解决是完全不同的问题。

iSCSI通过TCP/IP协议在可能产生损耗或阻塞的局域网和宽带网上传送数据存储块。

相比之下,FCoE则只是利用了以太网的拓展性,并保留了光纤通道在高可靠性和高效率方面的优势。

届时这些优势还将在10G以太网上有更好的体现。

我们目前暂且将其称为CEE(Converged Enhanced Ethernet)。

FCoE并不是要代替传统的光纤通道技术,而是在不同连接传输层上对光纤通道进行拓展。

正如图1所示,FCoE的价值在于在同样的网络基础体系上用户有权利选择是将整个逻辑网络全部当成传输存储数据与信号的专用局域网,或是作为混合存储数据、信息传送、网络电话、视频流以及其它数据传输的共用网络。

FCoE的目标是在继续保持用户对光纤通道SAN所期望的高性能和功能性的前提下,将存储传输融入以太网架构。

云计算技术与应用专业《FC(光纤通道)协议》

云计算技术与应用专业《FC(光纤通道)协议》

1.1.1.1 FC〔光纤通道〕协议
FC光纤通道:用于计算机设备之间数据传输,传输率到达2G〔将来会到达4G〕。

光纤通道用于效劳器共享存储设备的连接,存储控制器和驱动器之间的连接。

此图需要更换
协议根本架构:
FC-4 Umon service
FC-2 Framing edia:OB/sec to sec
协议层说明:
FC-0:物理层,定制了不同介质,传输距离,信号机制标准,也定义了光纤和铜线接口
以及电缆指标
FC-1:定义编码和解码的标准
FC-2:定义了帧、流控制、和效劳质量等
FC-3:定义了常用效劳,如数据加密和压缩
FC-4:协议映射层,定义了光纤通道和上层应用之间的接口,上层应用比方:串行SCSI 协议,HBA 的驱动提供了FC-4 的接口函数,FC-4 支持多协议,如:FCB/s〔全双工独占带宽〕的传输速率,每连接最远达10 公里,最大个节点。

FCP-SCSI 使用帧传输取代块传输。

帧传输以大数据流传输方式传输短的小的事务数据。

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理解光纤通道(FC)的核心,包括其命名格式和位址机制,可以帮助人更好的理解SAN。

要全面了解所有有关协议的知识才能够快速浏览问题并找出问题所在。

虽然通过图形界面,鼠标点击和有限的知识也可能解决问题,但是这显然并不是好方法。

因此我们在这里学习一下光纤通道协议。

在此重复:光纤通道并不是SCSI的替代;一般而言SCSI是光纤通道的上层。

有些跑题,现在进入正题。

光纤通道一般是指FC-PHY层:FC0-FC2,在我们的上一篇文章已经有过简短提及。

术语FCP,即光纤通道协议,是指对SCSI的界面协议或FC-4层映射。

我们这里讨论的是光纤通道的内在工作原理,而不是指光纤通道协议。

光纤通道的数据单元叫做帧。

即使光纤通道本身就有几个层,大部分光纤通道是指第2层协议。

一个光纤通道帧最大是2148字节,而且光纤通道帧的头部比起广域网的IP和TCP来说有些奇怪。

光线通道只使用一个帧格式来在多个层上完成各种任务。

帧的功能决定其格式。

相比我们在IP世界中的概念,光纤通道帧格式是奇特而且奇妙的。

光纤通道帧起始于帧开始(SOF)标志,随后是帧头部,这个一会进行描述。

数据,或光纤通道内容,紧随其后,然后是帧结束(EOF)。

这样封装的目的是让光纤通道可以在需要时被其他类似于TCP的协议所承载。

图1. 光纤通道封装帧头
光纤通道帧本身,在大小上颇有不同。

在图1你可以看到我们之前提到过的SOF和EOF。

光纤通道帧头奇特之处是它是字导向的,而且一个光纤通道字是4字节。

在2148字节容量下,最多允许537字节。

帧头的组成部分,以及可选部分,列示如下:
SOF(1字):帧开始.
帧头(24字节):帧头决定使用何种协议,以及来源和目的地地址。

其变量取决于所使用
的协议。

可选ESP帧头(8字节):提供编码;包括SPI和ESP序列号
可选网络帧头(16字节):这样你可以将FC-SAN连接到非FC网络
可选关联帧头(32字节):不是光纤通道协议使用的,但可用于确定节点内的流程
可选设备帧头(最多64字节):不是光纤通道协议使用的,用于特定应用程序
载荷:数据,最多可达2048字节
可选填写字节(可变):用于保证数据载荷的大小不超过字节界限
可选ESP尾(可变):包含ESP检验值
CRC(4字节):一个帧头CRC(循环冗余校验)和光纤通道数据字段
帧结束(4字节):帧结束,并且表示是否是序列的最后一位
图 2. 光纤通道帧头
光纤通道帧格式包含光纤通道专有信息,包括来源地和目的地。

希望这里可以明白为什么光纤通道具有这么强的灵活性,以及为什么它也给我们带来令人头痛的这么多的基于光纤通道的协议
路由控制(1字节):路由部分表示是否是数据帧或链路控制帧(ACK或链路回复),信息部分表示数据类型
目的地ID(3字节):目的地光纤通道地址
类专用控制/优先级(1字节):服务质量
来源地ID(3字节):来源地节点的光纤通道地址
类型(1字节):除非R_CTL表示为控制帧,否则表示下个协议(在数据载荷中)
帧控制(3字节):各种光纤通道选项,例如序列信息以及在发生问题的情况下的反应
序列ID(1字节):序列号,就像IP那样
数据字段控制(1字节):表示是否有可选头部,以及其大小
序列计数(2字节):在一个序列中所传输的帧的数量
发送人交换ID(2字节):由发起人进行指定,用于组合相关的序列
回复人交换ID(2字节):同发送人交换ID相同,但是是由目标节点所指定
参数(4字节):大部分作为序列的"相关偏移量",很类似IP中的偏移量
的确,相对于IP世界,这些是很复杂,而且还有很多新术语。

我们将继续在存储基础系列文章里面提到这些头部。

在举出一些真实世界的例子后,这些字段和它们的用处将变得清晰起来。

需要掌握的下一个重要概念是光纤通道命名的方式。

注意光纤通道帧头中的D_ID和S_ID 字段只允许24字节。

每个HBA(主机总线控制器)被分配一个WWN(全球名称),而其上的每一个端口被赋予一个端口WWN,或PWWN。

这些WWNs的长度是64字节,因此大于光纤通道中的24字节。

ANSI T11技术委员会的地址标志符格式规定FCID由三个部分组成,分别是域ID,地区ID和端口ID。

光纤通道网络被动态的分成上下几层。

当一个光纤架构通过域ID分配过程连接到网络上时,每个交换机都被分配一个域ID。

一般来说,域ID是被强制设置的。

域ID,地区ID(第二层级),以及端口ID(由交换机分配)共同构成一个光纤通道节点的地址。

因此在SAN路由情况下,WWN并不能代表什么。

域ID由主交换机分配,保证每个人都能获得正确的信息。

简而言之,在第一次节点连接时,FCID是完全随机的,除非一个管理员手动设置它。

一些域ID被保留用于组播或其他目的,但是这些并不是我们这里讨论的范围。

需要更多细节请参照ANSI T11 FC-SW-3手册。

小知识
一个2148字节的光纤通道帧由封装帧头和光纤通道帧所组成。

光纤通道地址是FCIDs,由交换机根据其内部端口的情况进行分配。

每个节点都标志为一个8字节的端口ID。

域是SAN架构中的层级结构的最上层,而地区是第二层。

地区用于一个交换机的一组端口,而不能跨交换机。

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原文地址:/storage-tech/Fibre-Channel-xieyi.html。

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