fc光纤通道 协议总结

1 FC结构和概念

1.1 概述

FC逻辑上是一个高性能的双向点到点的串行数据传输通道，在物理上它可

以通过交换网互联连接多个通讯节点也就是N端口，也可以以点到点的形

式连接。FC协议由一系列的功能层组成，FC-PH由相关的功能层FC-0，FC-1，

FC-2组成。

➢FC-0层（物理层）由传输介质、发送机和接收机及接口组成。物理层规定了多种介质在不同速率下工作的驱动接收能力。

➢FC-1层（编码层）进行8B10B编码。

➢FC-2规定了端到端数据块的传输机制。FC-2层协议应管理下列内容：

a)交换的激活和终止

b)序列的启动和终止

c)X_ID分配和重新分配

d)序列主动权

e)SEQ_ID的分配

f)分段和重组

g)序列

h)帧的序列计数SEQ_CNT

i)帧序列错误的检测

j)帧序列错误的报告（3类服务除外）

➢FC-3层提供了一组FC节点上多个N端口的通用服务（基本链路服务，扩展的链路服务，F4层链路服务）

➢FC-4层ULP到FC的映射组成FC-4层，是FC中的最高层

FC节点

一个FC节点node如上图所示，节点可支持一个或多个N端口和一个

或多个FC-4层协议，每个N端口包括FC-0，FC-1，FC-2层的功能，

FC-3层选择性的为多个N端口和FC-4层提供通用服务。

1.2 拓扑结构

点到点结构

交换网结构

仲裁环结构

NL端口：具有仲裁功能的N端口

FL端口：具有仲裁功能的F端口

1.3 交换网

交换网的主要功能是从源N端口中接收帧，并按帧中给出的地址标识符寻

找目的N端口。每个N端口通过链路连接到交换网上。每个N端口都有一

个唯一的N端口地址标识符。FC-2层定义了交换网与所连接的N端口间的

协议。

交换网包括两个或更多的F端口，每个F端口可连接到一个N端口上。

连接交换子网用于在F端口间和F端口与N端口间建立专用连接。

无连接交换子网用于在F端口间和F端口与N端口间进行多路复用。

1.4 构造块

FC-2层中定义的构造块有：帧，序列，交换，协议。

序列由一个或多个数据帧及其响应组成。交换由一个或多个序列组成。交换

可以单向的，也可以是双向的。ULP使用FC进行数据交换之前须完成登录，

登录完成后，ULP就可以使用FC直到登录实效为止。

➢帧：分为数据帧和链路控制帧

➢序列：由一组数据帧和链路控制帧组成，序列单向发送。序列级的错误恢复由FC-2层以上的层完成。每个序列都分配了一个SEQ_ID。

➢交换：由一个或多个非并发序列组成。交换可以在一个1类专用连接中完成，也可以跨多个1类连接。交换的双方都分配了一个交换标识符

OX_ID ,RX_ID。

➢协议：提供的协议如下

a)原语序列协议

b)交换网登录协议

c)N端口登录协议

d)数据传输协议

e)N端口登出协议

2 FC-0/FC-1层

2.1 FC-0

FC-0层包括多种介质及能以不同速度工作的发送机和接收机。

100 – SM – LL - L

速度

100 50 25 12100MB/S 50MB/S 25MB/S 12MB/S

介质

SM M5 M6 TV 单模

多模50微米

多模62.5微米视频电缆

MI TP 细电缆

TP

距离

L

I

S

长距离

中距离

短距离

发送机

LL

SL

LE

EL

长波长激光

短波长激光

长波LED

电

FC-0层发送机接口

FC-0层接收机接口

2.2 FC-1

FC-1层为编码层，FC采用8b10b编码，编码后产生传输字符。

数据流转换示意图

3 有序集

FC-1层使用8b10b编码，通过光纤发送的信息应把一组8位数据转换为10

位传输字符。数据值可以统一的表示为DX.Y或KX.Y，其中D表示为数据代

码，K表示为特殊的命令代码。传输字由4个连续传输字符组成，这四个字

符传输前和接收后应视为一个整体。

把4个特定的传输字符进行组合形成有序集，有序集由4个专用字符和数据

字符组成，FC-PH 定义了如下有特殊意义的有序集：

➢帧定界符：放在帧内容之前或之后的有序集。SOF是放在帧内容之前的有序集；EOF是放在CRC之后的有序集，表示序列内容的结束。

➢原语信号：

Idle 表示端口已做好帧传输和接收的准备。在没有发送数据帧、R_RDY或原语序列是应发送Idle。

R_RDY:表示收到一个1类服务请求帧、2类或3类帧，而且还可以接收更多的帧。R_RDY之前和之后应至少有2两个Idle，帧之间应至少有6个原语信号。

➢原语序列：原语序列是一个连续重复发送的序列集，当端口或一个端口的接收机逻辑遇到了特殊情况，应发送原语序列。当条件存在，原语序列应不断地发送。当收到一组原语序列，应根据端口的状态，回送相应的原语或Idle。原语序列识别需要连续检测3个同样的原语序列，原语序列之间不能有其他数据。原语序列协议规定如下：

a)链路初始化

b)在线到离线转换

c)链路失效

d)链路复位