光纤通道fc协议介绍ppt课件

.,1,光纤通道协议简介(FibreChannel),.,2,FC基础知识,FC概述FC优势FC端口名称FC端口类型FC拓扑结构FC组网模式,.,3,FC概述,FiberChannel简称FC（FiberChannel），是一种高速网络技术标准（T11），主要应用于存储网络。FibreChannel（FC）技术标准是1994年由ANSI标准化组织制订的一种适合于千兆位数据传输通信的网络技术。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。从分层协议栈的角度看，FC仅仅包含了从物理层到传输层的规范。它的上层定义了把其他协议作为应用层协议进行封装的接口，如SCSI或IP协议。而将SCSI封装起来后整个协议，就是FCP（FCProtocol）。FC物理层具有很高的传输带宽，从1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s到8Gb/s、16Gb/s，采用NMb的编码方式，同步串行方式传输。,.,4,FC的优势,通道,连接业务,物理电路,可靠的硬件传输高速,低延迟短距离基于硬件,网络,无连接,逻辑电路,不可靠的传输高连接,更高的延迟更远的距离基于软件,光纤通道,电路和分组交换可靠性传输误码率(BER)10-12,高数据完整性错误检测高数据传输速率800和1600MB/s高带宽，低延迟8Gbps/16Gbps高连接数24位地址长距离10公里到100公里,.,5,IEEEMAC地址,预留,NAAID,FC端口名称,有多种名称格式,IEEE名称、IP名称、IEEE注册名称、IEEE注册扩展名称,所有这些都称为WorldWideName(WWN)，因为它们是唯一的,例如:10:00:00:60:69:00:60:02,HBA卡上对应的有WWPN号和WWNN号，分别代表端口号和节点号，端口号和节点号可以相同，也可以不相同。我们存储上设置的是一样的。,.,6,FC端口类型,E_Port,E_Port,节点,节点,节点,光纤通道交换机,光纤通道交换机,节点,节点,NL_Port,NL_Port,NL_Port,FL_Port,F_Port,F_Port,N_Port,N_Port,.,7,N端口：NodePort节点端口；光纤通道通信的终端；主机端口、存储端口，或者开启AG模式的光纤交换机端口NL端口：NodeLoopPort节点环路端口F端口：FabricPort光纤端口；一种交换连接端口FL端口：FabricLoopPort光纤环路端口；AL设备提供进入光纤网络服务的端口E端口：ExpansionPort扩展端口；用于通过ISL（内部交换链接）连接多个交换机G端口：GenericPort通用端口；可根据连接方式，在F端口和E端口之间进行切换,光纤交换机端口类型,.,8,FibreChannel有三种拓扑结构:点对点(Point-to-Point)两个设备之间互连仲裁环(ArbitratedLoop)最多支持126个设备互连，形成一个仲裁环交换式Fabric(SwitchFabric)最多1千6百万个设备互连,FC拓扑结构,点对点,仅2个设备,仲裁环,最多126个设备,交换式FC网络（Fabric）,最多1600万个设备,.,9,点到点(Point-to-Point),N端口光纤通道设备之间的,专用连接,所有链路带宽都分派给两个,节点之间的通信,适用于小规模存储设备的方案，不具备共享功能,节点A,节点B,N_Port,N_Port,发送器,接收器,接收器,发送器,.,10,仲裁环(FC-AL),每个节点的TX端口连接到邻近,节点的RX端口，直到形成闭环为止最大带宽:800MB/秒(环路上所,有节点中共享),环路上最多126个节点,不是令牌传输方案-不限制设,备保留控制的时间,操作顺序:,环路控制仲裁,打开到目标设备的通道传送数据关闭,环路上的节点数直接影响性能,节点A,节点B,NL_Port,NL_Port发送器,接收器,NL_Port接收器,发送器,接收器,发送器节点D,NL_Port,发送器,接收器节点C,.,11,每个端口800/1600MBps带宽,每个端口的成本是10002000美元,添加新设备可以增加总,的带宽,高达1600多万可能的地址,支持zoning分区功能,交换机（Fabric）,F_Port,F_Port,F_Port,F_Port,节点B,N_Port接收器,发送器,N_Port,节点D,接收器,发送器,N_Port,节点C,接收器,节点A,N_Port发送器,接收器,发送器,.,12,FC存储分类,封闭系统的存储,开放系统的存储,内置存储,外挂存储,Direct-AttachedStorage直接式存储（DAS）,Fabric-AttachedStorage网络存储（FAS）,Network-AttachedStorage网络接入存储（NAS）,StorageAreaNetwork存储区域网络（SAN）,.,13,FC组网模式,.,14,DAS组网,DAS：DirectAttachedStorage直接与服务器连接的存储系统通过SCSI或FC接口连接服务器为核心，不直接连入网络,.,15,独立于LAN的服务器后端存储专用网络主要利用FibreChannelprotocol（光纤通道协议），通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直接连接400MB/S、800MB/S、1600MB/S的速率消除了带宽上的瓶颈,SAN组网,.,16,NAS组网,“NetworkAttachedStorage”一个经过特殊优化的，在混合网络环境中提供文件服务的设备。NAS直接连接到网络中，直接为client提供存储服务。其软件经过高度的优化直接连接到网络，安装和管理过程简单，无网络中断,安装快捷无需安装其它操作系统利用网络协议及IP地址NAS能为我们做什么？在文件服务器上能实现的任何功能，NAS都能实现在不同的网络平台间共享数据（数据的集中管理）备份个人电脑和便携式电脑中的数据为您的服务器数据提供一个随时可以访问的备份从防火墙缓冲数据为您的WEB服务器和Email服务器提供存储空间,通过LAN直接接入网络的存储系统。,.,17,FC协议,FC协议栈FC协议标准FC帧格式FC会话管理FC数据交换FC通用服务器FC流量控制,.,18,FC协议栈,FC-3(通用服务)FC-2(帧结构、流量控制、服务类别)FC-1(8b/10b编码，链路控制)FC-0(物理接口、光纤和电路线缆、连接器等),FC-4,ULP,FC-SNMP,SCSI-3,ESCON,SNMP,802.2LLC,SCSI-FCP,FC-LE,FC单字节指令集,.,19,FC协议标准,FC-PH/FC-PI定义FC-0、FC-1和FC-2的级别(物理上),FC-FS说明FC帧格式和光纤通道的基本控制特性,FC-GS定义多种与服务器类似的功能,FCP-SCSI定义使用光纤通道接口的SCSI-3指令协议的操作,FC-FG定义光纤通道交换架构的常见特性,FC-SW描述光纤通道交换架构的交换组件,FC-AL是仲裁环路拓扑结构标准,FC-LS详细介绍了光纤通道扩展链路服务,.,20,空闲,空闲,所有FC帧都遵循通用帧格式，如下所示通用FC帧格式帧内容,0528个传输字,EOF(4),CRC(4),数据字段(02112),帧报头(24),SOF(4),FC帧格式,.,21,0,7,8,1,5,1,6,2,3,2,4,3,1,字符,D_ID24位目的地址S_ID24位源地址,R_CTL路由CS_CTL8位类说明,类型8位数据结构,SEQ_ID8位,DF_CTL8位数据字段,F_CTL24位,帧控制,SEQ_CNT8位序列计数,OX_ID16位原始交换ID,RX_ID8位反馈交换ID专用于帧类型的参数,01,2,3,45,帧报头,.,22,路由控制(R_CTL)是一个字节字段，它包括两个四位的子,字段,路由信息,路由控制-R_CTL,2827,24信息类0000=未分类的信息0001=请求的数据0010=未请求的控制0011=请求的控制0100=未请求的数据0101=数据描述符0111=指令状态其它=未规定,31路由0000=Device_Data帧0010=ExtendedLink_Data帧0011=FC-4Link_Data帧0100=Video_Data帧1000=BasicLink_Data帧1100=Link_Control帧其它=预留,.,23,可选报头,有效负载,F,IL,数据字段(02112)字节,(064)字节,(02048)字节,(13)字节,L通常MTU02048最小128字节,数据字段,.,24,FC-LS链路服务-会话管理,登录FLOGI交换机登录(FabricLogin)PLOGI端口登录(NodePortLogin)PRLI进程登录(ProcessLogin)登出LOGO/PRLO,.,25,会话管理登录/登出,节点-A,节点-B,流程-A1,流程-A2,流程-B1,流程-B2,FLOGI,FLOGI,接收,接收t,PLOGI接收,PRLI接收,交换架构,交换机-A,交换机-B,.,26,FC会话登录抓包,.,27,FLOGI交换机登录(FabricLogin),确定交换机是否存在协商操作参数，如最大帧长度、BB_Credit与F_port建立一条对话,.,28,PLOGI端口登录(PortLogin),建立与N_port的对话协商服务参数，如EE_Credits在两个N_ports之间创建一个对话在PLOGL成功之前，无上层操作,.,29,PRLI进程登录(ProcessLogin),可选通信进程级别的服务参数,.,30,FC数据交换,序列,帧,SEQ_ID,SEQ_CNT,帧,应用,1,2,n,信息单元交换,OX_ID和RX_ID,信息单元交换,序列,.,31,服务类别(ClassofService),Class1两个N_port之间的专用连接，要求ACK,当数据对时间/延迟敏感，如话音或视频时使用端到端控制,Class2,无连接要求，要求ACK(最佳效果)端到端或缓冲区到缓冲区控制,Class3只使用缓冲区到缓冲区控制,最佳效果服务，无需ACK使用高层协议对帧丢失作出反应,Class4使用虚电路来创建专用连接,Class5本质上要求同步，实际上较少应用Class6,与第1类非常类似，除了通过交换架构,来支持多点广播服务以外多点广播服务器和N_ports之间的端到,端流量控制ClassF,用于交换机到交换机通信要求ACK,.,32,FC数据交换实例,.,33,通用服务,FC-PH为特殊功能定义了多个地址：24位地址空间的高位16个地址常用的公认地址,地址值FFFFF0-FFFFF9FFFFFAFFFFFBFFFFFCFFFFFDFFFFFEFFFFFF,说明预留管理服务器时间服务器名称/目录服务器交换机控制器登录交换机使用广播,.,34,名称服务器,名称服务器的公认地址为0 xFFFFFC,N_port把信息注册