光纖通道fc協(xié)議介紹學(xué)習(xí)課件

光纖通道協(xié)議簡介(Fibre

Channel)12FC基礎(chǔ)知識?FC概述?FC優(yōu)勢?FC端口名稱?FC端口類型?FC拓撲結(jié)構(gòu)?FC組網(wǎng)模式25/7/2024FC概述FiberChannel簡稱FC（FiberChannel），是一種高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準（T11），主要應(yīng)用于存儲網(wǎng)絡(luò)。FibreChannel（FC）技術(shù)標(biāo)準是1994年由ANSI標(biāo)準化組織制訂的一種適合于千兆位數(shù)據(jù)傳輸通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。光纖通道用于服務(wù)器共享存儲設(shè)備的連接，存儲控制器和驅(qū)動器之間的內(nèi)部連接。從分層協(xié)議棧的角度看，F(xiàn)C僅僅包含了從物理層到傳輸層的規(guī)范。它的上層定義了把其他協(xié)議作為應(yīng)用層協(xié)議進行封裝的接口，如SCSI或IP協(xié)議。而將SCSI封裝起來后整個協(xié)議，就是FCP（FCProtocol）。FC物理層具有很高的傳輸帶寬，從1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s到8Gb/s、16Gb/s，采用NMb的編碼方式，同步串行方式傳輸。35/7/2024FC的優(yōu)勢通道?

連接業(yè)務(wù)?

物理電路?

可靠的硬件傳輸?

高速?

低延遲?

短距離?

基于硬件網(wǎng)絡(luò)?

無連接?

邏輯電路?

不可靠的傳輸?

高連接?

更高的延遲?

更遠的距離?

基于軟件光纖通道?

電路和分組交換?

可靠性傳輸

—

誤碼率(BER)<10-12?

高數(shù)據(jù)完整性

—

錯誤檢測?

高數(shù)據(jù)傳輸速率

—

800和1600MB/s?

高帶寬，低延遲

—

8Gbps/16Gbps?

高連接數(shù)

—

24位地址?

長距離

—

10公里到100公里45/7/2024IEEE

MAC

地址預(yù)留NAA

IDFC端口名稱?

有多種名稱格式IEEE

名稱、IP名稱、IEEE注冊名稱、IEEE注冊擴展名稱?

所有這些都稱為World

Wide

Name(WWN)，因為它們是唯一的?

例如:

1

0

:

0

0

:

0

0

:

6

0

:

6

9

:

0

0

:

6

0

:

0

2?HBA卡上對應(yīng)的有WWPN號和WWNN號，分別代表端口號和節(jié)點號，端口號和節(jié)點號可以相同，也可以不相同。我們存儲上設(shè)置的是一樣的。55/7/2024FC端口類型E_PortE_Port節(jié)點節(jié)點節(jié)點光纖通道交換機光纖通道交換機節(jié)點節(jié)點NL_PortNL_PortNL_PortFL_PortF_PortF_PortN_PortN_Port65/7/2024N端口：NodePort節(jié)點端口；光纖通道通信的終端；

主機端口、存儲端口，或者開啟AG模式的光纖交換機端口NL端口：NodeLoopPort節(jié)點環(huán)路端口F端口：FabricPort光纖端口；一種交換連接端口FL端口：FabricLoopPort光纖環(huán)路端口；AL設(shè)備提供進入光纖網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的端口E端口：ExpansionPort擴展端口；用于通過ISL（內(nèi)部交換鏈接）連接多個交換機G端口：GenericPort通用端口；可根據(jù)連接方式，在F端口和E端口之間進行切換光纖交換機端口類型75/7/2024FibreChannel有三種拓撲結(jié)構(gòu):點對點(Point-to-Point)–兩個設(shè)備之間互連仲裁環(huán)(ArbitratedLoop)–最多支持126個設(shè)備互連，形成一個仲裁環(huán)交換式Fabric(SwitchFabric)–最多1千6百萬個設(shè)備互連FC拓撲結(jié)構(gòu)

點對點僅2個設(shè)備仲裁環(huán)最多126個設(shè)備交換式FC網(wǎng)絡(luò)（Fabric）最多1600萬個設(shè)備85/7/2024點到點(Point-to-Point)?

‘N’端口光纖通道設(shè)備之間的專用連接?

所有鏈路帶寬都分派給兩個節(jié)點之間的通信?

適用于小規(guī)模存儲設(shè)備的方

案，不具備共享功能節(jié)點

A節(jié)點

BN_PortN_Port發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器95/7/2024仲裁環(huán)

(FC-AL)?

每個節(jié)點的TX端口連接到鄰近

節(jié)點的

RX端口，直到形成閉環(huán)

為止?

最大帶寬:

800

MB/秒(環(huán)路上所有節(jié)點中共享)?

環(huán)路上最多126個節(jié)點?

不是令牌傳輸方案

--

不限制設(shè)備保留控制的時間?

操作順序:環(huán)路控制仲裁打開到目標(biāo)設(shè)備的通道傳送數(shù)據(jù)關(guān)閉?

環(huán)路上的節(jié)點數(shù)直接影響性能節(jié)點

A節(jié)點

BNL_PortNL_Port

發(fā)送器接收器

NL_Port接收器發(fā)送器接收器發(fā)送器

節(jié)點DNL_Port發(fā)送器

接收器節(jié)點C105/7/2024?

每個端口800/1600

MBps帶寬?

每個端口的成本是

1000–2000美元?

添加新設(shè)備可以增加總的帶寬?

高達1600多萬可能的地

址?

支持zoning分區(qū)功能交換機（Fabric）F_PortF_PortF_PortF_Port節(jié)點B

N_Port接收器發(fā)送器N_Port節(jié)點D接收器發(fā)送器N_Port節(jié)點C接收器節(jié)點

AN_Port

發(fā)送器接收器發(fā)送器115/7/2024FC存儲分類12封閉系統(tǒng)的存儲開放系統(tǒng)的存儲內(nèi)置存儲外掛存儲Direct-AttachedStorage直接式存儲（DAS）Fabric-AttachedStorage網(wǎng)絡(luò)存儲（FAS）Network-AttachedStorage網(wǎng)絡(luò)接入存儲（NAS）StorageAreaNetwork存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）2024/5/7FC組網(wǎng)模式DASDirectAttachedStorageNASNetworkAttachedStorageSANStorageAreaNetwork135/7/2024DAS組網(wǎng)DAS：DirectAttachedStorage

直接與服務(wù)器連接的存儲系統(tǒng)通過SCSI或FC接口連接服務(wù)器為核心，不直接連入網(wǎng)絡(luò)145/7/2024獨立于LAN的服務(wù)器后端存儲專用網(wǎng)絡(luò)主要利用FibreChannelprotocol（光纖通道協(xié)議），通過FC交換機建立起與服務(wù)器和存儲設(shè)備之間的直接連接400MB/S、800MB/S、1600MB/S的速率消除了帶寬上的瓶頸SAN組網(wǎng)155/7/2024NAS組網(wǎng)“NetworkAttachedStorage”一個經(jīng)過特殊優(yōu)化的，在混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供文件服務(wù)的設(shè)備。NAS直接連接到網(wǎng)絡(luò)中，直接為client提供存儲服務(wù)。其軟件經(jīng)過高度的優(yōu)化直接連接到網(wǎng)絡(luò)，安裝和管理過程簡單，無網(wǎng)絡(luò)中斷,安裝快捷無需安裝其它操作系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及IP地址NAS能為我們做什么？在文件服務(wù)器上能實現(xiàn)的任何功能，NAS都能實現(xiàn)在不同的網(wǎng)絡(luò)平臺間共享數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)的集中管理）備份個人電腦和便攜式電腦中的數(shù)據(jù)為您的服務(wù)器數(shù)據(jù)提供一個隨時可以訪問的備份從防火墻緩沖數(shù)據(jù)為您的WEB服務(wù)器和Email服務(wù)器提供存儲空間通過LAN直接接入網(wǎng)絡(luò)的存儲系統(tǒng)。165/7/2024FC協(xié)議?FC協(xié)議棧?FC協(xié)議標(biāo)準?FC幀格式?FC會話管理?FC數(shù)據(jù)交換?FC通用服務(wù)器?FC流量控制175/7/2024FC協(xié)議棧

FC-3

(通用服務(wù))

FC-2

(幀結(jié)構(gòu)、流量控制、服務(wù)類別)

FC-1(8b/10b

編碼，鏈路控制)FC-0

(物理接口、

光纖和電路線纜、連接器等)FC-4ULPFC-SNMPSCSI-3ESCONSNMP802.2

LLCSCSI-FCPFC-LEFC

單字節(jié)指令集185/7/2024FC協(xié)議標(biāo)準?

FC-PH

/FC-PI定義FC-0、FC-1和FC-2的級別(物理上)?

FC-FS

說明FC幀格式和光纖通道的基本控制特性?

FC-GS

定義多種與服務(wù)器類似的功能?

FCP-SCSI

定義使用光纖通道接口的SCSI-3指令協(xié)議的操作?

FC-FG

定義光纖通道交換架構(gòu)的常見特性?

FC-SW

描述光纖通道交換架構(gòu)的交換組件?

FC-AL

是仲裁環(huán)路拓撲結(jié)構(gòu)標(biāo)準?

FC-LS詳細介紹了光纖通道擴展鏈路服務(wù)195/7/2024空閑空閑?

所有FC幀都遵循通用幀格式，如下所示

通用

FC幀格式

幀內(nèi)容0–528個傳輸字EOF

(4)CRC

(4)數(shù)據(jù)字段

(0–2112)幀報頭

(24)SOF

(4)FC

幀格式205/7/20240781516232431字符D_ID

24位目的地址

S_ID

24

位源地址

R_CTL

路由CS_CTL

8

位

類說明類型

8

位

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)SEQ_ID

8

位DF_CTL

8位

數(shù)據(jù)字段F_CTL

24

位幀控制SEQ_CNT

8

位

序列計數(shù)OX_ID

16

位

原始交換

ID

RX_ID

8

位

反饋交換

ID專用于幀類型的參數(shù)012345幀報頭215/7/2024?

路由控制(R_CTL)是一個字節(jié)字段，它包括兩個四位的子字段路由信息路由控制

--

R_CTL28

27

24

信息類0000

=

未分類的信息0001

=

請求的數(shù)據(jù)0010

=

未請求的控制0011

=請求的控制0100

=

未請求的數(shù)據(jù)0101

=

數(shù)據(jù)描述符0111

=

指令狀態(tài)其它

=

未規(guī)定

31

路由0000

=

Device_Data

幀0010

=

Extended

Link_Data

幀0011

=

FC-4

Link_Data

幀0100

=

Video_Data

幀1000

=

Basic

Link_Data

幀1100

=

Link_Control

幀其它=

預(yù)留225/7/2024可選報頭有效負載FIL數(shù)據(jù)字段

(0–2112)字節(jié)(0–64)字節(jié)(0–2048)字節(jié)(1–3)字節(jié)

L通常

MTU

0–2048最小

128

字節(jié)數(shù)據(jù)字段235/7/2024FC-LS鏈路服務(wù)--會話管理?

登錄

FLOGI

—

交換機登錄(Fabric

Login)

PLOGI

—

端口登錄(NodePort

Login)

PRLI

—

進程登錄(Process

Login)?

登出LOGO/PRLO245/7/2024會話管理登錄/登出節(jié)點-A節(jié)點-B流程-A1流程-A2流程-B1流程-B2FLOGIFLOGI接收接收tPLOGI

接收PRLI

接收交換架構(gòu)交換機-A交換機-B255/7/2024FC會話登錄抓包265/7/2024FLOGI

—

交換機登錄(Fabric

Login)?

確定交換機是否存在?

協(xié)商操作參數(shù)，如最大幀長度、BB_Credit?

與F_port建立一條對話275/7/2024PLOGI

—

端口登錄(Port

Login)?

建立與N_port的對話?

協(xié)商服務(wù)參數(shù)，如EE_Credits?

在兩個

N_ports之間創(chuàng)建一個對話?

在PLOGL成功之前，無上層操作285/7/2024PRLI

—

進程登錄(Process

Login)?

可選?

通信進程級別的服務(wù)參數(shù)295/7/2024FC數(shù)據(jù)交換序列幀…SEQ_IDSEQ_CNT…幀…應(yīng)用12n信息單元

交換

…OX_ID

和

RX_ID信息單元

交換…序列305/7/2024服務(wù)類別(Class

of

Service)?

Class

1

兩個N_port之間的專用連接，要求

ACK當(dāng)數(shù)據(jù)對時間/延遲敏感，如話音或視頻時使用端到端控制?

Class

2無連接要求，要求ACK

(最佳效果)端到端或緩沖區(qū)到緩沖區(qū)控制?

Class

3

只使用緩沖區(qū)到緩沖區(qū)控制最佳效果服務(wù)，無需ACK使用高層協(xié)議對幀丟失作出反應(yīng)?

Class

4

使用虛電路來創(chuàng)建專用連接?

Class

5

本質(zhì)上要求同步，實際上較少應(yīng)用?

Class

6與第1類非常類似，除了通過交換架構(gòu)來支持多點廣播服務(wù)以外多點廣播服務(wù)器和N_ports之間的端到

端流量控制?

Class

F用于交換機到交換機通信要求ACK3