光纤通道fc协议介绍
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光纤通道协议简介 (Fibre Channewk.baidu.com)
FC基础知识
• FC概述 • FC优势 • FC端口名称 • FC端口类型 • FC拓扑结构 • FC组网模式
FC概述
Fiber Channel简称FC（Fiber Channel），是一种高速网络技术标 准（T11），主要应用于存储网络。
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。
• 环路上的节点数直接影响性能
NL_Port 发送器 接收器 节点 A
NL_Port 发送器 接收器 节点C
NL_Port 接收器
发送器 节点 B
NL_Port 接收器 发送器
节点D
交换机（Fabric）
• 每个端口800/1600 MBps带宽
• 每个端口的成本是 1000–2000美元
• 添加新设备可以增加总 的带宽
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。
点对点
仲裁环
交换式FC网络（Fabric）
仅 2 个设备
最多 126 个设备
最多 1600万个设备
点到点(Point-to-Point)
• ‘N’端口光纤通道设备之间的 专用连接
• 所有链路带宽都分派给两个 节点之间的通信
• 适用于小规模存储设备的方 案，不具备共享功能
N_Port
发送器 接收器
节点 A
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
N_Port
接收器 发送器
节点 B
仲裁环 (FC-AL)
• 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
• 操作顺序:
环路控制仲裁 打开到目标设备的通道 传送数据 关闭
供进入光纤网络服务的端口 • E端口：Expansion Port 扩展端口；用于通过ISL（内
部交换链接）连接多个交换机 • G端口：Generic Port 通用端口；可根据连接方式，
在F端口和E端口之间进行切换
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
• 高达1600多万可能的地 址
• 支持zoning分区功能
N_Port 发送器
接收器 节点 A
N_Port 发送器 接收器 节点C
F_Port F_Port
F_Port F_Port
N_Port 接收器 发送器
节点B
N_Port 接收器 发送器
节点D
FC存储分类
封闭系统的存储
内置存储
开放系统的存储
NAA ID
预留
IEEE MAC 地址
• HBA卡上对应的有WWPN号和WWNN号，分别代表端口号和节点 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。
FC端口类型
节点 NL_Port 节点 NL_Port 节点 NL_Port
FL_Port
E_Port
光纤通道交换机
F_Port F_Port
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
Direct-Attached Storage 直接式存储（DAS）
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
• 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
NAS组网
通过LAN直接接入网络的存储系统。
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
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
FC基础知识
• FC概述 • FC优势 • FC端口名称 • FC端口类型 • FC拓扑结构 • FC组网模式
FC概述
Fiber Channel简称FC（Fiber Channel），是一种高速网络技术标 准（T11），主要应用于存储网络。
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。
• 环路上的节点数直接影响性能
NL_Port 发送器 接收器 节点 A
NL_Port 发送器 接收器 节点C
NL_Port 接收器
发送器 节点 B
NL_Port 接收器 发送器
节点D
交换机（Fabric）
• 每个端口800/1600 MBps带宽
• 每个端口的成本是 1000–2000美元
• 添加新设备可以增加总 的带宽
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。
点对点
仲裁环
交换式FC网络（Fabric）
仅 2 个设备
最多 126 个设备
最多 1600万个设备
点到点(Point-to-Point)
• ‘N’端口光纤通道设备之间的 专用连接
• 所有链路带宽都分派给两个 节点之间的通信
• 适用于小规模存储设备的方 案，不具备共享功能
N_Port
发送器 接收器
节点 A
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
N_Port
接收器 发送器
节点 B
仲裁环 (FC-AL)
• 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
• 操作顺序:
环路控制仲裁 打开到目标设备的通道 传送数据 关闭
供进入光纤网络服务的端口 • E端口：Expansion Port 扩展端口；用于通过ISL（内
部交换链接）连接多个交换机 • G端口：Generic Port 通用端口；可根据连接方式，
在F端口和E端口之间进行切换
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
• 高达1600多万可能的地 址
• 支持zoning分区功能
N_Port 发送器
接收器 节点 A
N_Port 发送器 接收器 节点C
F_Port F_Port
F_Port F_Port
N_Port 接收器 发送器
节点B
N_Port 接收器 发送器
节点D
FC存储分类
封闭系统的存储
内置存储
开放系统的存储
NAA ID
预留
IEEE MAC 地址
• HBA卡上对应的有WWPN号和WWNN号，分别代表端口号和节点 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。
FC端口类型
节点 NL_Port 节点 NL_Port 节点 NL_Port
FL_Port
E_Port
光纤通道交换机
F_Port F_Port
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
Direct-Attached Storage 直接式存储（DAS）
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
• 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
NAS组网
通过LAN直接接入网络的存储系统。
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
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