从技术层面认识真实的光纤信道

当我们更深入SAN技术时，就需要了解一下光纤信道方面的知识。自从它在25年前在协议竞争中取胜之后，光纤信道或者说是FC就一直是如今的所有SAN技术的基础层技术。

如果FC上层没有SCSI技术的话，那么它是没什么用处的。FC是传输数据的低层基础，但是主机之间通常是通过SCSI技术来通信的。 SAN中的集线器、交换机和主机总线适配器都是通过FC进行通信的，而使用SAN存储器的应用软件则继续使用各种常见的协议比如SCSI。

FC背后的想法是创建一个高吞吐量、低时滞、可靠的和可缩放的协议。以太网不会因为高度可用的存储器需求而使用FC。 FC现在的上传速度可以达到10GB/s，标准主机连接的速度为4GB/s。FC还提供了小连接器。 SCSI线缆越来越难以控制，一小段一小段的光纤线缆肯定更容易管理一些。需要连接到FC SAN的设备是相当昂贵的，这也是为什么SAN技术花了这么长时间才得到广泛采用的原因。

集成电路布局技术

实际上，FC协议是由两种不同的协议或者集成电路布局技术组成的。FC支持所有的集成电路布局技术，但是协议的性能会因为采用不同的集成电路布局技术而不同。 下面是FC支持的三种集成电路布局技术：

• PTP（点对点）：通常被用来配置DAS。

• FC-AL（FC判优环路）：交换机上的光纤环路端口或者FL端口以及主机总线适配器上的NL_Ports（节点环路端口）支持环路操作。

• FC-SW（FC交换机）：在交换的SAN上操作时的模式。

有用的术语

• HBA：主机总线适配器

• Fibre Channel：光纤信道

• SCSI

• DAS

FC-AL运作有其自己的问题，但是通常一款设备不支持FC-SW运作时，用户就没有选择余地了。集线器就别无选择，必须在FC-AL模式下运行，因此必须配备附属主机。 当一台设备连接到FC-AL或者发生错误或者重启时，环路都必须重新预置。在这期间，所有的通信都暂时停止，因此它可能会导致某些应用程序出错。 由于寻址机制的限制，FC-AL理论上的最大节点数不能超过127个，但是实际上不能超过20个。FC-AL常见于小规模使用，包括但不限于内部磁盘阵列通信和高端服务器中的内存储器。

FC交换机可以连接到任何你想连接的设备，因为FC协议避免了出现自然环路的可能性。以太网就没有这么好的运气了。 但是寻找方案使得交换机的数量限制在239个以内。FC交换机使用FSPF协议以确保不出现环路以及保证连接的有效性，FSPF是一种类似于IP连网中的OSPF的连接状态协议。

FC网络通常是用下列两种方法来设计的，要么是一个大星形，要么是一个挂接了边缘交换机的大星形。它们就是通常所说的core-only和core-edge结构。 通常一个SAN将包含两个网络，每个主机的总线适配器或者存储设备的控制器都是相互连接在一起的。由于采用了FC-AL集成电路布局技术，因此没有必要将这些网络分离开来，而且即便采用FC-SW设计，它也可以保证完全隔离，从而保证一个网络结构中的问题不会影响另一个网络结构。 例如，一个FSPF重算可能会导致服务发生短暂的中断。

端口

正如前面所说，SAN中有很多不同的端口，人们通常为此感到迷惑。让我们看看这方面的术语吧。

• N_Port：节点端口，指的是节点连接点，它是FC传输的终端。

• F_Port：光纤端口，指的是连接着交换机的端口，即两个N_Ports端口之间的中点。

• NL_Port：节点环路端口，它们通过其他NL_Ports端口与其他端口相连，或者通过一个FL_Port端口与交换机光纤相连，或者采用NL_port连接F_Port，再连接F_Port，再连接N_Port的方式相连。

• FL_Port：光纤环路端口，连接到AL设备光纤的共享输入点，例如NL_Port端口连接FL_Port，再连接F_Port，再连接N_Port。

• E_Port：扩展端口，通常被用来通过ISL将多个交换机连接在一起。

• G_Port：通用端口：可以根据它连接的方式发挥出F_Port或者E_Port的作用。

• TE_Port：主干扩展端口，连接多个E_Ports端口以获得更高的信息吞吐量。

一般情况下，你在一台SAN交换机上只能看见F_Ports端口和FL_Ports端口，了解这两种端口之间的差异是很有帮助的。FL意味着你指的是FC-AL，它是指附属连接了一台设备。 如果附属连接的设备是环路型设备，端口就会自动将自己配置成FL_Port端口，否则它就会配置成F_Port端口。值得一提的是，有些品牌的FC交换机不允许你将端口用作E_Port端口，除非你支付更高的专利许可证费才行。 如果你曾经考虑过将多个交换机连接在一起，你就必须了解这一点。

FC层

FC有其自己的层组，因此，实际上将它称为“类似于以太网”的说法并不是很准确，那么说只是为了让它便于被人们理解。那些层包括：

• FC-0：连接到物理媒介，线缆等。

• FC-1：传输协议或者数据链接层，主要用来对信号进行编码和解码。

• FC-2：网络层，FC的核心层。

• FC-3：常用服务，比如查询组。

• FC-4：所有其他东西。 SCSI协议映射、iSCSI、FCP、IP及其他。

FC的主要成分是FC-2。FC-PH是指FC-0到FC-2层，它也被人们奇怪地称作物理层。FC也拥有其自己的命名和寻址机制，它们关系到之前提到的FC-AL和FC-SW集成电路布局技术的限制。下一次，我们将讨论FC-2的头格式以及FC地址分配和命名解决方案。

简要说明

• FC是一种传输机制，SCSI或者IP都是位于FC之上的。

• FC-AL是一个环路，所有相连的设备都可以看见对方，重新初始化将在整个SAN层面进行。

• 端口类型表明实际上发生了什么事，了解它们代表的意义有助于在查看交换机结构时形象地弄清集成电路布局情况。

(本文不涉密)
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