FC-therotical培训教材电子互联

第一章：

第二网交换技术详解第一章内容简介第二网的概念了解光纤通道基本原理第二网核心硬件概览Brocade交换机

初始化安装及调试步骤网络技术的演进网络建成了信息传输、共享和处理的平台网络技术继续发展，致力于提供更好的服务，更高的带宽、和利用率；我们始终期待有更好的解决方案能够提供同时有高度的扩展能力和更安全性的环境光纤技术证明了自身是更高效、更安全的网络基础现有的网络技术状况当信息转换成关键数据时，

网络必须进一步扩展来满足

这一新的需要:爆炸性的数据增长动态高速的数据迁移安全的数据存放和读取基于TCP/IP技术的网络能实现这一切，然而:数据迁移一只能以异步方式进行必须消耗大量的主机CPU资源导致应用软件信息传输的中断和阻塞久而久之，企业用户期待更好的解决方案…数据传输网络技术优点劣势连接能力，超强路由低速及高负载管理能力强烈的软件需求远距离错误检测能力SAN(存储区域网络)的定义SAN=StorageAreaNetwork(存储区域网络)是一种基于光网的特殊的后台数据存取网络提供了一个性能稳定的数据高速存取平台关键概念:支持前台企业信息处理网络(例如：Ethernet及TCP/IP）

有助于减轻关键工作量和增加应用性能及高可用性成为一种有灵活同时有扩展性的数据平台来解决现有的数据迁移和数据共享瓶颈问题基于NCITST11:光纤通道(FibreChannel)标准I/O接口(X3.230-1994)我们也可以称呼这个新的后台数据网络为“第二网”第二网的脉搏:光纤通道的特性光纤通道的优点为一个新的多用途网络信息基础结构,用于连接开放系统存储,网络,视频应用和服务器集群应用.为上层协议(SCSI,IP，ATM，IEEE802.2等)提供一个通用硬件传输平台高速:现在可以提供2Gbit(200MB)/秒的数据传输速率,全双工专有连接,未来可升级至10Gbit/秒串行的,无阻塞(non-blocking)数据传输最大10公里连接距离(通过扩展器可连接上千公里,适于灾难恢复应用)多平台系统支持

(包括AIX,NT,Solaris,HP/UX,UNIX,LINUX,Novell,等)支持传统环境和应用光纤通道的技术能力不存在无线电信号散射(RFI),从而消除了电磁信号串行数据传输,每传输一位需要0.94纳秒(极小的时间延迟)使用8b/10b编码方式将8位转换为10b格式进行串行传输

(内置时钟信号)先进的流控制系统保证数据按顺序传输.最多可以连接1千6百万个节点(交换Fabric模式)帧大小可调整,支持128MB的批量数据传输强大的错误更正能力(位错误率=1x10-12),比原有铜连接网络强大1,000倍光纤通道=

是SANFabric的基础

为存储系统提供一个网络连接模式客户机LAN(局域网)广域网存储区域网（第二网）Fabric=第二网“Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络,这一数据网络可以提供企业级的性能,扩展能力,可管理能力,可靠性和可用能力服务器存储子系统第一网了解光纤通道基本原理光纤通道协议映射ATMFC-ATMIPFC链路封装

FC-LE高层协议(ULPs)

支持现有协议对于操作系统是透明的不做更改+新的能力SCSI-3SCSI–3命令集映射IPI-3命令集映射(IPI-3STD)FC-4FC-AL-2FC-3通用服务FC-0FC-1FC-2光纤物理与信号接口(FC-PH,FC-PH2,

FC-PH3)物理变换编码/解码 结构协议FC-AL8b/10b编码铜,光连接光纤通道的拓扑结构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点对点交换式FabricArbitratedLoop

(仲裁环)光纤通道基础概念节点(Nodes)–通过一个或几个端口传送和接受信号，有自己的节点名称端口(Ports)–分为传送(tx)和接受(rx)两部分–有一个唯一的节点名称Tx

编码并串行传送数据Rx收到信号后，解码恢复端口(Device设备)种类：节点：N_Port,NL_Port交换机:F_Port,FL_Port,G_Port,E_Port连接(Link)–端口通过连线连接到FC网络它使用一根电缆来传送二进制的1和0使用连接协议来控制数据传输连接(1001100010101)光纤通道地址OSI模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层以太网和TCP/IP应用层

(i.e.POP3,SMTP,DNS,DHCP,FTP,

WWW协议)TCP/UDP动态

IP地址

7固定

MAC地址x‘00-00-0E-21-17-6B’物理接口光纤通道高层协议(ULP)FC-4:ULPMappingFC-3:通用服务动态

Native地址(8/24-bits)固定

World-WideName(64-bits)FC-1:8b/10b编码FC-0:物理接口光纤通道在FC-2可以没有任何高层协议支持的条件下生成所有网络地址(固定与动态)WorldWideName(WWN)定义Fabric是指一个或几个可以使用目的标示来传输数据帧的交换机。Fabric通常可以被认作是一个“云团”，也可以当作是一个虚拟连接。每一个设备的唯一标示就是WorldWideName(就像一个人的身份证，终身使用并不会修改)

10:00:00:60:69:00:60:02

生产厂商选择的16进制字符(Brocade选择1)FC标准预留IEEE定义生产厂商定义使用的设备:交换机,磁,磁带机/库,HBA卡NodeWWN:

20:00:00:60:69:00:60:02

PortWWN:生产厂商选择的16进制字符使用的设备有一个或多个端口:交换机,磁,磁带机/库,HBA卡节点N_PortFabric端口类型及动态地址FabricF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port节点N_Port交换机2交换机1节点NL_Port节点NL_PortU_PortDomainID8BitsAreaID8BitsPort

ID8Bits24位地址空间动态地址(8/24-位)本地生成(类似于家庭住址)注册到光纤通道网络时动态获得

FC-AL=8-位(例如x‘E0’)

=126AL_PA地址

FC-SW=24-位

=16,000,000Fabric地址

24-位N_Port/F_Port可用范围:x‘010000’到x‘EFEFFF’光纤通道的帧格式帧SOF4数据载荷最大2112EOF4CRC4帧头242148字节一个帧是在光纤通道连接中数据包的最小单位(对上层协议是透明的)光纤通道逻辑结构传输规则:FibreChannel使用Exchange来传送Sequences和FramesExchange来管理transaction–包含一系列的相关的SequenceSequences存在于Exchange，包含一系列的Frame。Frame包含header和payload，最大2148字节每一个帧(Frame)必须是一个序列(Sequence)或交换(Exchange)的一部分序列是传输的单位,最多可以包含64000个帧(批量传输128MB)

=映射高层协议信息单位交换是一组非并发相关序列,同时只能有一个序列处于工作状态Command1Command2Command3命令1FC-2命令2命令3命令1命令2命令31234FC-0123高层协议信息交换多个序列帧端口信息单元信息单元信息单元FC-4映射Fabric网络服务作为智能网络，Fabric可以提供多种服务其中包括，他们各自占有固定的Fabric地址：x‘FFFFF5’—

多路发送服务器x‘FFFFF6’—

时钟同步服务器x‘FFFFF7’—

安全密匙分发服务器x‘FFFFF8’—

别名服务器x‘FFFFF9’—

服务质量推动者x‘FFFFFA’—

管理服务器x‘FFFFFB’—

时间服务器x‘FFFFFC’—

名称服务器x‘FFFFFD’—Fabric控制器x‘FFFFFE’—Fabric登录服务器x‘FFFFFF’—

广播地址Fabric服务Fabric网络设备注册过程如果设备为Fabric模式，将会由设备首先向注册服务器(FFFFFE)发送注册申请(FLOGI)，由注册服务器应答(如通则发送端口地址)获得许可和Fabric地址后向名称服务器发送端口注册请求，由名称服务器决定，获得许可的同时将同时收到可访问设备列表(主动设备)Fabric名称服务器

(x‘FFFFFC’)注册服务器