FC协议学习笔记

 

一 .FC 协议(FCP)

（FC0）物理

1.     在速度上，有 1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s、8Gb/s

 

（FC1）传输协议

1.     根据 ANSI X3 T11标准,规定了8B/10B的编码方式和传输协议,包括串行编码、编码规则、特殊字符和错误控制。

 

（FC2）数据链路

 1.在数据帧上， FC协议为24字节的帧头（以太网帧为14字节），在这24字节中，包括寻址、传输保障功能。网络和传输的逻辑都用着24字节来传递。以太网TCP/IP协议开销：14帧头+20 IP头+20TCP头（或8字节的UDP头）。

 2.FC协议定义了 2种流控策略，a、端到端的流控；b、缓存到缓存的流控。a比b要上层和高级，如FC终端给另外一个FC终端发送数据帧，它需要先经历缓存-缓存的流控（端-FC交换机），然后再经历缓存-缓存的流控（FC交换机-端），最终到达另外一个终端。端到端的流控实现，是由多个Buffer-Buffer的流控组成的。

 3.MTU，以太网 MTU为1500字节，FC－２的MTU可以到2112字节(该2112为负载大小,整个数据帧包括:帧起始EOF\帧头Frame Header\负载\CRC\帧结束,整个帧为2148字节)。

 

（FC2）网路层

 1.拓扑，包括 2种模式，分别为a、FC-AL和Fabric

       FC-AL：类似于共享总线拓扑，连接方式为一条仲裁环路，每个 FC-AL设备首尾相连构成环路，每环路最多128个节点。

       Fabric： (Fabric-网状构造)类似交换拓扑,是个网状交换矩阵。其转发效率比FC-AL要高，矩阵中All节点均可点到点通信，此架构总带宽为All端口带宽之和.

 2.寻址，和 Ethernet端口MAC地址类似，每个FC网中设备自身都有个WWNN（该地址在世界范围内是唯一的）。每个FC交换机上的端口都有自己的WWPN地址。FC交换机要处理到FC协议的最上层。

       WWNN:每个 FC设备都被赋予一个WWNN

       WWPN:地址长度为 64位；在路由上，FC协议给每个连接到FC中的接口分配了Fabric ID,用ID来嵌入链路帧中作路由(WWPN与ID类似于MAC与IP关系)，该ID长为24位，高8位是Domain区分，中8是Area(地区)区分，低8是PORT区分。

       DomainID:区分交换机本身，该 ID为主交换自动分配，主交换为WWPN最小者

       AreaID:区分同台交换机的不同端口组

       PoreID:区分同个 Area中不同的Port

 3.寻址过程 :

    1).地址映射 :

              a.接入 FC中时,端口发起登录注册动作;

              b.FC Switch收到登录帧后分配 FabricID,并做WWPN与ID的映射;

              c.之后该端口中的帧不会携带 WWPN,而是用ID作为地址。

    2).寻址机制 :

              FC网络中自动分配 \管理各种地址.FC设备会向特定目的ID(这个像WINS)发注册帧,之后,该特定ID将它知道的所有节点信息告知该接口设备.

              ZONE:即分区的意思。同区的节点可以通信，不同区则不可以通信。软 ZONE是FC名称服务不通告的ID就不连接。硬ZONE为底层硬件隔离，即使知道ID也无法连接。

              FC服务 (Fabric):FC Control Service(向FFFFFD-SCR帧,将整个Fabric的变动信息发送给注册该服务的节点);其他的还有时间服务、别名服务等。

 FC的链路层和网络层被合并为一层——“ FC2”

 

(FC3) 公共服务

 1.端口间的结构协议和流动控制 ,有3个服务:条带化(Striping:多端口多连接并行传输)\搜索组(Hunt Group:是一个节点上一组端口来响应同一地址,降低单个端口的占线概率,)\多播(Multicast:将信息传递到多个目的地址).

 2.一个节点只有一个 FC-3层,它为同节点上的多个上层提供服务,它利用FC2层(可能是多个基于端口的FC2层)实现公共服务.

 3.HDS说该层还包含数据加密和压缩

4. FC-3 层为可以跨端口定义功能

 

(FC4) 映射层

 1.为 FC协议最高层,规定上层协议到FC协议的映射,当前映射有:HBA的接口(FC-VI);IO通道-SCSI\IPI3\HIPPI\SBCCS;网络-802.2\IP\ATM.

 2.它还有一个角色是分割 ,ULP(上层)发过来的包,被FC4分割成"信息单元",然后交给下层,下层会把分割好的Unit赋予序列ID.

 3.HDS说 ,FC-4主要协议为FC-SCSI(SCSI-3),IPI-3命令集映射,FC链路封装（FC-LE），FC-ATM,FC-VI(HBA驱动下的FC4接口函数).

关于 FCP可参考赵文辉的"网络存储技术",那里写的比较详细.

 

FCP 综述:每个服务器 \交换机\存储设备本身被视为节点,连接的端口(HBA)就是N端口,一个节点中可能有多个端口,其中FC-3、FC-4的实现是在节点上,且只有一个FC-3\FC-4实现，FC-0、FC-1、FC-2的实现是在每一个端口上实现的，一个节点可能有多个FC-0\FC-1\FC-2实现.

二.FCP中的7个端口——终端(N、L、NL);交换机(F、FL、E、G);

 1.N端口和 F端口:基于Fabric,;N-Node为终端节点一端的接口;F-Fabric为对应的交换机端的接口.

              (FC终端 )N——F(FC交换机).

 2.L端口 :基于FC-A;L口是AL中ALL-Node的端口类型(LOOP).

              私有环 _封闭的、不能与环外通信.

              开放环 _开放的、可以和环外通信.

 3.NL端口和 FL端口:基于FC-AL开放环;NL有N、L口的双重能力;FL是连接Fabric和AL的中介口.

              只有 NL口-Node才能和环外通信.

              NL与环外通讯时 ,不需MAP,只要Tunnel过程即可

              L口与环外通讯时 ,需要MAP映射(N与L,Fabric与AL)

 4.E端口 :交换机和交换机的端口连接专用.

 5.G端口 :万能口,可转变为以上任何一种口,方式为自动协商.

端口编址 :N\NL\L 的FC ID均为24位(3字节)长.

 6.端口：分为传送 (TX)和接受(RX)两部分，有一个唯一的节点名称。

三.FC协议中的保留地址

 

地址	作用
000000	未定义N_Port 标识。
FFFFFA	管理服务器（Management Server）。
FFFFFB	时间服务器。
FFFFFC	目录服务器或名称服务器（Name Server）。用于让设备查询 FC网络中其他设备的存在
FFFFFD	Fabric 控制器（Fabric Controller）。通过发送RSCN 让设备了解网 络中的变化 (设备加入\离线\ZONE变化)。
FFFFFE	Fabric 登录服务器预留地址。接收 FLOGI。分配地址(ID),并作好WWN与ＩＤ的映射
FFFFFF	广播地址。如果支持这一可选功能, Fabric 就会将所有传输到这一地 址的帧发送到所连接的所有N_Port。

 

 

 

 

附录：

   FCoE

　　FCoE：Fibre Channel over Ethernet　以太网光纤通道（参考自　中国高新技术产业报 2007.05.07　第C02版）

　　FCoE是去年４月份由数家IT厂商向美国国家标准协会（ANSI）T11委员会提交的一种新技术标准的提案。该提案目前还未获得最终批准，但于今年２月份取得了突破性进展，在今年６月份就会有正式符合标准的FCoE产品出现。

　　FCoE技术标准可以将光纤通道地映射到以太网，从而可以在以太网上传输SAN数据。它能够保护客户在现有FC-SAN上的投资（如FC-SAN的各种工具、员工的培训、已建设的FC-SAN设施及相应的管理架构）的基础上，提供一种以FC存储协议为核心的I/O整合方案。

　　当前的FCoE技术标准提案可以使用任何速度的网卡，但需要网卡支持802.3x PAUSE机制。

　　FCoE面向的是10G以太网，其应用的优点是在维持原有服务的基础上，可以大幅减少服务器上的网络接口数量（同时减少了电缆、节省了交换机端口和管理员需要管理的控制点数量），从而降低了功耗，给管理带来方便。此外它还提高了系统的可用性。

　　根据FCoE的路线图，FCoE标准将在今年批准，10G的FCoE产品可望在2009年出现。

　　当前已知的开源FCoE项目是Open-FCoE，其地址为：www.open-fcoe.org

　　更多的信息请参考：

　　http://www.fibrechannel.org

　　http://www.fcoe.com

  

 

附录2：WWN定义

 

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附录3：FC协议——网络服务