一、光纖通道基本架構
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
描述：
FC-0:物理層，定制了不同介質，傳輸距離，信號機制標準，也定義了光纖和銅線接口以及電纜指標
FC-1:定義編碼和解碼的標準
FC-2:定義了幀、流控制、和服務質量等
FC-3:定義了常用服務，如數(shù)據(jù)加密和壓縮
FC-4：協(xié)議映射層，定義了光纖通道和上層應用之間的接口，上層應用比如：串行SCSI 協(xié)議，HBA 的驅動提供了FC-4 的接口函數(shù)，F(xiàn)C-4 支持多協(xié)議，如：FCP-SCSI,FC-IP,FC-VI。
二、FCP-SCSI
FCP-SCSI:是將光纖通道設備映射為一個操作系統(tǒng)可訪問的邏輯驅動器的一個串行協(xié)議，這個協(xié)議使得以前基于SCSI 的應用不做任何修改即可使用光纖通道。FC-SCSI 是存儲系統(tǒng)和服務器之間最主要的通信手段。SCSI 擴展了COPY 命令，一個新的ANSI T10 標準，也支持SAN 上存儲系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)遷移應用來直接移動數(shù)據(jù)。
FCP-SCSI 和總線聯(lián)結方式相比的優(yōu)點在存儲局域網(wǎng)上已經(jīng)得到證明，F(xiàn)CP-SCSI 提供更高的性能(100M/sec),更遠的連接距離(每連接最遠達10 公里)，更大的尋址空間(最大16000000 個節(jié)點)。FCP-SCSI 使用幀傳輸取代塊傳輸。幀傳輸以大數(shù)據(jù)流傳輸方式傳輸短的小的事務數(shù)據(jù)，這樣可提高服務質量。FCP-SCSI 支持為了簡化管理和資源存儲的存儲“池”技術的網(wǎng)絡配置。FCP-SCSI 支持提高可靠性和可用性的編碼技術。
三、FC-IP
FC-IP 將光纖通道地址映射到IP 地址，F(xiàn)C-IP 的尋址方式：廣播一個IP 地址，然后從存儲節(jié)點返回一個MAC 地址。如果SCSI 設備不能區(qū)分FCP-SCSI 幀和FC-IP 幀，IP 廣播可能導致錯誤。HDS 系統(tǒng)可通過檢測幀頭來區(qū)分FCP-SCSI 幀和FC-IP 幀，沒有這個能力的存儲系統(tǒng)必須通過別的方法(如switch zoning)來阻止FC-IP 幀被廣播到fibre 端口。
FC-IP 和以太網(wǎng)比有幾個優(yōu)點：可以和類似FCP-SCSI 存儲的內(nèi)部連接架構集成，以節(jié)省使用成本;傳輸速度更快，效率更高。
以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)包最高到1500 字節(jié)。包是以太網(wǎng)中基本校正單元，在每一幀后都會導致消耗CPU 周期的一個中斷。在GB 以太網(wǎng)里負載通常也是一個限制因素，避免占用全部帶寬。而FC-IP 數(shù)據(jù)幀達到2000 字節(jié)，F(xiàn)C-IP 校正基本單元是一個多幀隊列。MTU可以達到64 個幀，比較以太網(wǎng)而言允許光纖通道在主機中斷之間傳輸更多的數(shù)據(jù)。這種MTU可減少需要的CPU 周期和提高傳輸效率。
FC-IP 還有使用光纖通道網(wǎng)絡的優(yōu)點，光纖通道網(wǎng)絡是基于流控制的封閉網(wǎng)絡。以太網(wǎng)設初是考慮到要通過無流控制的公網(wǎng)，它在阻塞發(fā)生時，在一貫時間段之后返回并重發(fā)包，消耗額外的CPU 周期。IP 應用無須修改即可運行于FC-IP，享受光纖通道帶來的高速和大大減少處理中斷。
Emulex 和JNI 是提供FC-IP 驅動的光纖通道HBA 廠商。他們計劃傳遞一個“Combo”以支持FCP-SCSI 和FC-IP。Troika 提供支持FCP-SCSI、FC-IP、FC-IP(QOS)的控制器，QOS 允許網(wǎng)絡管理員分配協(xié)議優(yōu)先權。
四、FC-VI
FC-VI 是在光纖通道上實現(xiàn)VI 架構，它允許數(shù)據(jù)在光纖通道接點的內(nèi)存地址之間快速遷移。FC-VI 是VI 架構的光纖通道應用，一個intel,Compaq,100 多家廠商和組織為了減少服務器通信等待的協(xié)議標準。VI 設計的初衷是為了達到集群計算機之間通信等待減少和高帶寬的效果。在光纖通道網(wǎng)絡里，通過和另一節(jié)點接口的HBA 的緩沖區(qū)和應用內(nèi)存之間直接訪問(DMA)的方法，這個目標完成了VI 架構建立了內(nèi)存注冊機制，實質上就是限制用戶內(nèi)存的內(nèi)存地址并支持數(shù)據(jù)從用戶內(nèi)存直接傳輸?shù)紿BA 的緩存，然后這個數(shù)據(jù)可以通過外部介質傳輸?shù)搅硪粋�服務器應用內(nèi)存的指定位置(注冊)。如果要使用VI，應用、數(shù)據(jù)庫或操作系統(tǒng)必須從www.viarch.org 獲得相應的API。DB2 6.1 和Oracle8.1 都在他們的數(shù)據(jù)庫集群應用中使用了VI 架構。
IP over Ethernet 的延遲包括TCP 棧(CPU 負荷)和以太傳輸延遲。100BaseT 的最大傳輸速率為100Mbit/sec，F(xiàn)C-IP 減少了以太相關的延遲并以光纖通道的速度傳輸，提供比IP over Ethernet 更好的吞吐能力，但仍然避免不了TCP/IP 的軟件延遲。FC-VI 去掉了TCP棧并提供了應用內(nèi)存和HBA 之間的DMA。FC-VI 饒過了系統(tǒng)內(nèi)核，避免了操作系統(tǒng)上下文轉換和緩沖改變，實現(xiàn)了更高的傳輸速率。
FC-VI 需要一個支持VI 架構的光纖通道HBA，F(xiàn)C-VI HBA 和支持SCSI I/O 的光纖通道HBA 有本質上的不同。Troika 和Finisar 都提供支持VI 架構的光纖通道HBA。Finisar 出售一種基于PCI 的支持VI 架構的光纖通道HBA，支持點對點連接或交換形式。Troika 出售一種基于PCI 的智能控制器?D?DSAN 2000 系列控制器，這種控制器支持FC-SCSI，F(xiàn)C-IP，點對點FC-VI，F(xiàn)C-AL 和交換拓撲。Troika 控制器提供多種管理選項和特征，比如協(xié)議優(yōu)先權配置和在負載均衡的path 變換。
五、多協(xié)議結構
所有的這三種協(xié)議(FC-SCSI，F(xiàn)C-IP，F(xiàn)C-VI)可以備組合成一個光纖通道結構。盡管這些協(xié)議也能在FC-AL 里工作，但相應的帶寬共享和仲裁消耗忽略掉了FC-IP 和FC-IP 的性能優(yōu)點。建議使用Fabric交換，這是因為Fabric交換提供服務器之間和服務器與存儲設備之間的多個無阻塞的100M/sec 的通路。
HDS 公司開發(fā)了一個模擬使用FC-SCSI，F(xiàn)C-IP，F(xiàn)C-VI 交換結構的多協(xié)議商業(yè)智能解決方案。使用Ancor、Brocade 或一起使用這兩家的Fabric交換機，這個方案于1999 年11 月的計算機分銷商展覽會和2000 年6 月的Gartner 集團存儲2000 年會議上得到驗證。在這個方案里的Fabric交換集成了全部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的集中管理并提供了無限的可擴展性(隨服務器和存儲系統(tǒng)節(jié)點的增加)。Fabric交換的使用犧牲了一些完全可以忽略的性能損耗，在多數(shù)情況下，F(xiàn)CP-SCSI 通過交換所消耗不超過2%。
當越來越多的應用為VI 架構而修改或開發(fā)時，我們會看到越來越多數(shù)據(jù)網(wǎng)絡集成到光纖通道上。出現(xiàn)的市場機遇如EAI(企業(yè)應用交換)需要提供異平臺和異種數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)實時傳輸和交換，F(xiàn)C-VI 使得服務器之間高速數(shù)據(jù)交換成為可能。現(xiàn)存的應用如NAS 通過使用VI sockets 可以光纖通道的速度運行他們的網(wǎng)絡文件系統(tǒng)。
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