專題7-8.《FC硬盤介紹》

1、WDT審查及測試基礎知識介紹硬件鑒定測試部王梅 04853FCFC硬盤介紹硬盤介紹 作者：謝才東工號：02182課程培訓目的課程培訓目的了解了解FCFC接口基本原理接口基本原理掌握掌握FCFC接口硬盤基本指標接口硬盤基本指標掌握掌握FCFC接口硬盤的應用接口硬盤的應用目目 錄錄 FCFC接口概述接口概述 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性 FCFC接口硬盤參數(shù)指標介紹接口硬盤參數(shù)指標介紹 FCFC接口硬盤應用接口硬盤應用 1 1、FCFC接口名稱定義接口名稱定義2 2、FCFC拓樸結構介紹拓樸結構介紹 FCFC接口概述接口概述 FCFC接口概述接口概述FC（Fibre Cha

2、nnel）在邏輯上是一個雙向的、點對點的、為實現(xiàn)高性能而架構的串行數(shù)據(jù)通道。光纖通道協(xié)議其實是對一組標準的稱呼，這組標準定義了通過銅纜或光纜進行串行通信,從而將網絡上各節(jié)點相連接所采用的機制。光纖通道標準由美國國家標準協(xié)會（American National Standards Institute，ANSI）開發(fā)，為服務器與存儲設備之間提供高速連接。光纖通道接口是一種為提高多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈活性而設計的高性能接口。FC硬盤定位于高端存儲應用，可靠性和性能高，F(xiàn)C硬盤一般都同時提供兩個FC接口，可同時使用或互為備份。FCFC接口概述接口概述 FC標準委員會：美國國家標準學會(America

3、n National Standards Institute; ANSI)IT標準國家委員會(National Committee for IT Standards; NCITS)存儲網絡產業(yè)協(xié)會(Storage Networking Industry Association; SNIA)光纖通道產業(yè)協(xié)會(Fibre Channel Industry Association; FCIA)分布式管理工作小組(Distributed Management Task Force; DMTF)Internet工程工作小組(Internet Engineering Task Force; IETF)FC

4、FC接口概述接口概述光纖通道有以下優(yōu)點：連接設備多，最多可連接126個設備 ；低CPU占用率 ；支持熱插拔;實現(xiàn)光纖和銅纜的無縫連接 ；高帶寬;通用性強 ；低延遲；連接距離大，連接距離遠遠超出其它同類產品；超級錯誤檢測功能。 1 1、FCFC接口名稱定義接口名稱定義2 2、FCFC拓樸結構介紹拓樸結構介紹 FCFC接口概述接口概述 FCFC拓樸結構介紹拓樸結構介紹點對點點對點只能連接只能連接 2個設備個設備(直接連接直接連接)交換式交換式 Fabric最多支持最多支持1千千6百萬個設備百萬個設備(光纖通道交換機光纖通道交換機)Arbitrated Loop (仲裁環(huán)仲裁環(huán))最多支持最多支持12

5、6個設備個設備(光纖集線器光纖集線器)普及普及!FCFC拓樸結構介紹拓樸結構介紹Fabric節(jié)點 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port節(jié)點N_Port交換機交換機 2交換機交換機 1節(jié)點NL_Port節(jié)點NL_PortU_Port目目 錄錄 FC FC接口概述接口概述 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性 FCFC接口硬盤參數(shù)指標介紹接口硬盤參數(shù)指標介紹 FCFC接口硬盤應用接口硬盤應用 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性1 1、硬盤、硬盤FCFC接口連接器類型接口連接器類型2 2、硬盤、硬盤FCFC接口信號介紹接口信號介

6、紹3 3、FCFC接口互連接口互連硬盤硬盤FCFC接口連接器類型接口連接器類型FC硬盤一般采用如下圖所示的接口，為一個40針的公頭插座：硬盤硬盤FCFC接口連接器類型接口連接器類型1、光纖通道接口存在于硬盤PCB板上，并同時出兩個FC接口，可互為備份，并為硬盤提供電源和控制系統(tǒng)內部所有硬盤上數(shù)據(jù)的輸入和輸出。2、FC硬盤接口采用電纜連接，而不是光纖，采用銅軸電纜的光纖通道有著銅媒介一樣的老毛?。簜鬏斁嚯x短（30米，取決于具體的線纜）傳輸帶寬受限制易受電磁干擾（EMI）影響 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性1 1、硬盤、硬盤FCFC接口連接器類型接口連接器類型2 2、硬盤、硬

7、盤FCFC接口信號介紹接口信號介紹3 3、FCFC接口互連接口互連硬盤硬盤FCFC接口信號介紹接口信號介紹1、FC硬盤提供兩個獨立的FC接口。2、兩個FC接口可以任何順序連接到同一個FC-Loop里，或是連接到不同的FC-Loop里： 若連接到不同F(xiàn)C-Loop里，兩個接口可同時接收數(shù)據(jù)。 若連接到不同F(xiàn)C-Loop里，兩個接口可使用相同的Loop地址。 若連接到相同F(xiàn)C-Loop里，其中一個接口必須設置一個軟件地址 以防止地址沖突硬盤硬盤FCFC接口信號介紹接口信號介紹硬盤硬盤FCFC接口信號介紹接口信號介紹 提供兩個獨立的FC接口，收發(fā)信號采用差分信號 供電電源：12V、5V Fault

8、LED Out：用于指示兩個端口或硬盤內部錯誤 Active LED Out：用于指示硬盤工作狀態(tài) EPBS：控制硬盤的Bypass功能 Motor Start Control：控制硬盤的上電 SEL_ID：設置硬盤物理地址硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性1 1、硬盤、硬盤FCFC接口連接器類型接口連接器類型2 2、硬盤、硬盤FCFC接口信號介紹接口信號介紹3 3、FCFC接口互連接口互連FCFC接口互連接口互連FCFC接口互連接口互連下面是下面是FCFC硬盤的一個連接電路圖：硬盤的一個連接電路圖：目目 錄錄 FC FC接口概述接口概述 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接

9、口類型及電氣特性 FCFC接口硬盤參數(shù)指標介紹接口硬盤參數(shù)指標介紹 FCFC接口硬盤應用接口硬盤應用 FCFC硬盤基本功能特性硬盤基本功能特性 支持雙端口并可同時工作支持雙端口并可同時工作 可熱插拔可熱插拔 支持在線升級支持在線升級FirmwareFirmware 支持支持128128個隊列深度，支持個隊列深度，支持3232個個InitiatorsInitiators 可管理的邏輯塊重分配機制可管理的邏輯塊重分配機制 上電自診斷功能上電自診斷功能 1 1：1 interleave1 interleave 硬盤自檢測功能（硬盤自檢測功能（DSTDST） 后臺盤面掃描（后臺盤面掃描（BGMSBGM

10、S） S.M.A.R.TS.M.A.R.T 低噪聲低振動低噪聲低振動接口指標介紹接口指標介紹1）硬盤接口功能序號序號接口類型接口類型FCFC1 1接口類型串行,2Gbps/4Gbps2 2尋址能力16 million3 3連接器銅軸電纜和光導纖維4 4雙通道yes5 5拓撲結構環(huán)路、交換網絡6 6雙工全雙工7 7最大設備127-loop ,2*24 fabric8 8線纜長度30m(銅軸電纜) 10km(光纖)9 9熱插拔支持1010應用高端工作站接口指標介紹接口指標介紹2）硬盤基本參數(shù) 序序號號接口類型接口類型( (系列系列) )FCFC單位單位1 1容量/Max300GB2 2緩存大小8M

11、B3 3最高外部傳輸率200MB/s4 4主軸轉速15,000RPM5 5平均潛伏時間2.00ms6 6平均讀/寫尋道3.5/4.0ms7 7道至道讀/寫時間0.2/0.4ms8 8內部傳輸率6851,142Mb/s9 9持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率80MB/s接口指標介紹接口指標介紹3）硬盤可靠性指標 序號序號指標描述指標描述FCFC1 1上電時間247小時2 2工作負荷Full Duty Cycle3 3不可恢復的讀錯誤/被讀位數(shù)1/10154 4MTBF(小時) 1,400,0005 5年失效率（AFR）0.626 6壽命5年接口指標介紹接口指標介紹4）總結 性能非常高，提供各類硬盤中最好的吞吐量 可

12、靠性高，支持全天候24小時不間斷工作 不提供大容量，目前最大容量為300GB,不適用于海量存儲 支持冗余雙端口 最大支持127個設備 支持各種增強型功能，適應多硬盤應用環(huán)境 價格貴各接口硬盤指標差異比較各接口硬盤指標差異比較硬盤接口功能比較:接口類型接口類型PATAPATASATASATASCSISCSISASSASFCFC接口類型接口類型并行串行并行串行串行串行尋址能力尋址能力211612816 million16 million連接器連接器40 pin7pin68pin/80pin14pin銅軸電纜和光導銅軸電纜和光導纖維纖維雙通道雙通道nonoyesyesyesyes拓撲結構拓撲結構總線

13、點對點總線用擴展器實現(xiàn)的點對點環(huán)路、光纖環(huán)路、光纖雙工雙工半雙工半雙工半雙工全雙工全雙工全雙工最大設備最大設備21 or 15 with port multiplier164096(用連接器)127-loop127-loop2 2* *24 fabric24 fabric線纜長度線纜長度0.4 m1m12m10m30m(30m(銅軸電纜銅軸電纜) )10km(10km(光纖光纖) )熱插拔熱插拔不支持支持支持支持支持支持應用應用普通PC機低端工作站中高端工作站中高端工作站高端工作站高端工作站各接口硬盤指標差異比較各接口硬盤指標差異比較硬盤基本參數(shù)比較 接口類型接口類型( (系列系列) )PAT

14、APATASATASATASCSISCSISASSASFCFC容量容量(GB)/Max(GB)/Max500750300300300緩存大小緩存大小(MB)(MB)8, 168, 16888最高外部傳輸率最高外部傳輸率(MB/s)(MB/s)133300320(Ultra 320 SCSI)300(全雙工600)200主軸轉速（主軸轉速（RPMRPM）7200720015,00015,00015,000平均潛伏時間平均潛伏時間(ms)(ms)4.164.162.002.002.00平均讀平均讀/ /寫尋道寫尋道(ms)(ms)8.0/9.08.0/9.03.5/3.43.5/3.43.5/4.

15、0道至道讀道至道讀/ /寫時間寫時間(ms)(ms)0.8/1.00.8/1.00.2/0.50.2/0.40.2/0.4最大內部傳輸率最大內部傳輸率(MB/s)(MB/s)9595143143143持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率(MB/s)(MB/s)6565809680各接口硬盤指標差異比較各接口硬盤指標差異比較硬盤可靠性指標比較 接口類型接口類型( (系列系列) )PATASATASCSISASFC不可恢復的讀錯誤不可恢復的讀錯誤/ /被讀位數(shù)被讀位數(shù)1/10141/10141/10151/10151/1015MTBF(MTBF(小時小時) ) 600,0001,000,0001,200,

16、0001,400,0001,200,000年失效率（年失效率（AFRAFR）0.620.620.620.620.62壽命壽命5年5年5年5年5年年目目 錄錄 FC FC接口概述接口概述 硬盤硬盤FCFC接口類型及電氣特性接口類型及電氣特性 FCFC接口硬盤參數(shù)指標介紹接口硬盤參數(shù)指標介紹 FCFC接口硬盤應用接口硬盤應用 簡介簡介 當前提供最高性能的硬盤都采用了質量最好的組件,可以滿足最苛刻的測試環(huán)境,并提供最可靠和最高性能的解決方案,FC硬盤就是其中之一, FC接口被認為是最先進的接口類型,它通過內置的冗余性提供了非常快的串行數(shù)據(jù)傳輸率,所以FC硬盤在企業(yè)存儲領域受到了大多數(shù)用戶的青睞。 F

17、C硬盤每GB價格近似于傳統(tǒng)IDE硬盤的4倍,導致此類硬盤的價格最為昂貴，但是，其性能及可靠性卻是IDE硬盤無法企及的。FCFC硬盤生產廠家及型號硬盤生產廠家及型號目前市場上FC硬盤主要廠家有兩家:希捷和日立,占了市場的大部份份額,下表是兩個供應商推出的部份FC硬盤型號: 供應商供應商型號型號容量容量（GB）緩存緩存（MB）轉速轉速（RPM）希捷希捷ST3146707FC146810,000希捷希捷ST3300007FC300810,000日立日立HUS151414VLF200 1461615,000日立日立HUS103030FLF210 3001610,000光纖通道存儲特性光纖通道存儲特性S

18、CSISCSI- - 命令集命令集- - 物理傳輸物理傳輸光纖通道光纖通道第一代第一代Arbitration LoopArbitration Loop光纖通道光纖通道第二代第二代交換式交換式FabricFabric節(jié)點連接能力節(jié)點連接能力15126 (28)(光纖通道集線器)1 1千千6 6百萬個百萬個 (224)(光纖通道交換機)距離限制距離限制25 米10公里10公里 (可擴展)最大帶寬最大帶寬160MB/秒 (半雙工共享帶寬)100MB/秒(全雙工共享帶寬)200MB/200MB/秒秒(全雙工獨占帶寬)多協(xié)議支持多協(xié)議支持否是是管理支持能力管理支持能力否(非熱插拔)是先進先進(telne

19、t, SES, SNMP, GUI, API)錯誤隔絕錯誤隔絕否最低程度是光纖通道磁盤陣列光纖通道磁盤陣列 利用FC作為磁盤陣列有如下優(yōu)點： 磁盤和系統(tǒng)連在同一個網絡上，所有系統(tǒng)都可以以光纖通道的速率直接和磁盤通信，有效消除文件服務器的瓶頸限制，這個特點在視頻服務器應用中是非常有用的。 性能：FC磁盤轉速高，提供優(yōu)異的讀寫性能；由于采用FC-Loop模式，當需要更好的性能時，用戶可以添加一臺控制器，然后將硬盤分布在控制器上即可，但是如果需要額外的容量，就需添加硬盤。 利用光纖通道，系統(tǒng)的經濟成本和性能要求就完全可以由用戶掌握 。 遠程在線存儲。Point to Point 主機ProcessorMemoryI/O BusN_Port 0BridgeTXRX200 MB/sRXTXN_Port1控制器Transmit (TX) 信號發(fā)射Receive (RX) 信號接收Fibre Channel Arbitrated Loop TXRXNL_port 0TXRXNL_port 3RXTXNL_port 1RXTXNL_port 2最大連接126的節(jié)點FC-ALPronounced “F-kal”Switched Fabric FabricTXRXN_port 0TX