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FC-Fibre Channel与TCP/IP协议栈的对比与理解?

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发表于 2019-9-19 16:19:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
FC:Fibre Channel网状通道;Fibre/Fiber都有纤维之意,与光纤无关
已经被大多数人误解为Fiber Channel光纤通道。
FC只是适用于SAN(存储区域网络)中的一种传输协议;可以将其看作SAN中的TCP/IP


IBM对Fibre Channel接口定义:“The Fibre Channel (FC) interface is a serial interface (usually implemented with fiber-optic cable).”
FC只是usually使用光纤,还有铜线缆;使用光纤做介质需要GBIC转换光电信号


FC协议栈
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分层解析:
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FC光纤通道:用于计算机设备之间数据传输,传输率达到2G(将来会达到4G)。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。
协议基本架构:
FC-4 Upper Layer Protocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IP
FC-3 common service
FC-2 Framing Protocol /Flow Control
FC-1 Encode/Decode
FC-0 Media:Optical or copper,100MB/sec to 1.062GB/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 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
协议简介:
FCP-SCSI:是将SCSI并行接口转化为串行接口方式的协议,应用于存储系统和服务器之间的数据传输。新的ANSI T10 标准,支持SAN 上存储系统之间通过数据迁移应用来直接移动数据。 FCP-SCSI 提供200MB/s(全双工独占带宽)的传输速率,每连接最远达10 公里,最大16000000 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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FC-0---物理层---->同步串行传输,NMB编码;传输速率:1Gb/s,2Gb/s,4Gb/s,8Gb/s;传输介质:光介质<远距离传输>,铜介质<易受干扰>
链路层----->帧
FC帧格式:
有序集:专用于FC协议的字符集;每个控制字符由4-8位字节(Byte)组成,称为一个“word”。


控制字:K28.5+3个字符
每个控制字开头的第一个字节总是经过8 10 编码之后的00111111010(左旋)或11000000101(右旋),<镜像编码>;这个字符叫K28.5: 因为 8 10b编码前是十六进制的BC,转换为二进制为10111100,低五位为11100:-->28;高三位为101-->5,再加上描述符号K-->控制字符或者D-->数据字符,即为K28.5


每个控制字均由K28.5字符开头,后接3个其他字符,由这4个字符组成的word表示意义:
比如SOF(Start Of Franme)、EOF(End Of Frame)


帧头(帧报头):24B
实际使用14B;功能-->寻址,传输保障;大大减少了以太网中的寻址开销
基于以太网的TCP/IP网络帧格式:14B(以太网帧头)+20B(IP头)+20B(TCP头)/8B(UDP头)=54B/42B
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链路层流量控制:
端--->端 end--end
缓存---->缓存 buffers--buffers
MTU:Maximum Transmission Unit最大传输单元
以太网:1500B
FC:2112B


网络中一些常见链路层协议MTU的缺省数值如下:
FDDI协议:4352字节
以太网(Ethernet)协议:1500字节
PPPoE(ADSL)协议:1492字节
X.25协议(Dial Up/Modem):576字节
Point-to-Point:4470字节


网络层:
拓扑:
FC网络作为高速串行通信网络,支持点到点,仲裁环(FC-AL)交换(Fabric)三种拓扑结构,


仲裁环:仲裁环是将支持仲裁环(Arbitral Loop)功能的FC端口即L_Port(或具备L_Port功能的FC端口)连接起来组成的一个环状串行通信网络,并为任意两个端口提供逻辑上的双向点到点通信链路。结构简单,组网费用低等优点,不需要使用额外的设备就可以完成多个FC设备的互连。但可靠性较低,通信带宽低,数据传输延迟大等缺点。类似以太网的共享总线拓扑.127个可用地址


Fabric:类型以太网的交换网络拓扑。网状交换矩阵,交换结构是使用交换机将需要通信的N_Port连接起来构成的通信网络。该拓扑中连接的设备数最多可达1500万个以上,而且允许多个设备在同一时刻进行高速通信。交换结构是FC拓扑结构中功能最具优势的拓扑结构,优点是通信带宽高、可靠性高、数据传输延迟小和扩展性好。但其结构复杂,且组网费用较高。


寻址:
WWN(World Wide Name):全球唯一名
WWNN(World Wide Node Name):设备/节点全球唯一名
WWPN(World Wide Port Name):FC设备每个端口的全球唯一名
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