第二章 光纤通道协议介绍
机载总线之光纤通道
FL端口在交换机上实现，它作为一个特殊节点加入到光纤环网中；
NL端口位于环结构内，具有N端口和L 端口的双重能力。
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FC网络协议简介
4.光纤通道服务类型
——网络协议
① 光纤通道定义了 6类服务，使用的类别很大程度上依赖所传输的数据类 型。 ② 服务类别之间的主要区别是使用不同的流控制类型。 ③ 如果两个N-Port 之间进行通信或者一个 N-Port 要注册到交换式网络， 则至少需要1类公共服务支持，因为序列和交换需要使用1类服务，且在 交换式网络注册和 N-Port 注册的过程中信息进行了交换。
提高整个环的可靠性。
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FC网络协议简介
2.光纤通道的拓扑结构
④ 交换式
——网络协议
交换式网络在三种拓扑结构中功能最强大、可靠性最高、性能最好、带 宽最大，可以连接多达 1600 万个设备，而且在同一时刻允许多个设备 进行高速通信，但是价格昂贵些。在一条连接通道中，交换机可同时建 立共享连接链路和多条直接连接通道，即可以同时进行分组交换和电路 交换。各终端的端口通过点对点的双向连接与交换机端口互连，每个端 口都可以最大速度与交换机的端口建立连接。
点传送服务器会收集这些链路回应帧并返回一个单独的链路回应帧
给源 N 端口。
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5.光纤通道数据单元
——网络协议
① 光纤通道帧和信令协议定义了 3 种协议数据单元：帧（Frame）、序列 （Sequence）和交换（Exchange），它们之间的层次关系如图所示。
光纤通道fc协议介绍复习进程
SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
DAS组网
•DAS：Direct Attached Storage 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
SAN组网
• 独立于LAN的服务器后端存储专 用网络
光纤通道交换机
E_Port
N_Port 节点 N_Port 节点
光纤交换机端口类型
• N端口：Node Port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：Node Loop Port 节点环路端口 • F端口： Fabric Port 光纤端口；一种交换连接端口 • FL端口：Fabric Loop Port光纤环路端口；AL设备提
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 （FC Protocol）。
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。
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
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World Wide Name(WWN)，因为它们是唯一的 • 例如: 1 0 : 0 0 : 0 0 : 6 0 : 6 9 : 0 0 : 6 0 : 0 2
光纤通道协议书
光纤通道协议书甲方（服务提供方）：_____________________地址：_________________________________法定代表人：_________________________联系电话：____________________________乙方（服务接受方）：_____________________地址：_________________________________法定代表人：_________________________联系电话：____________________________鉴于甲方为专业的光纤通道服务提供商，乙方需要使用光纤通道服务，甲乙双方本着平等自愿、诚实信用的原则，经友好协商，就甲方提供光纤通道服务给乙方一事，达成如下协议：第一条服务内容甲方同意根据本协议的条款和条件，向乙方提供以下光纤通道服务：1.1 甲方将向乙方提供稳定、高效的光纤通道接入服务。
1.2 甲方保证提供的光纤通道带宽、传输速率符合乙方的业务需求。
1.3 甲方负责光纤通道的安装、调试、维护及故障排除。
第二条服务期限2.1 本协议服务期限自________年____月____日起至________年____月____日止。
2.2 如乙方需要延长服务期限，应在本协议到期前____个月向甲方提出书面申请，经甲方同意后，双方可签订补充协议。
第三条服务费用3.1 乙方应按照本协议约定向甲方支付光纤通道服务费用，具体金额为人民币（大写）：____________________元。
3.2 服务费用支付方式为：____________________（如：一次性支付、分期支付等）。
3.3 乙方应在本协议签订之日起____个工作日内支付首期服务费用。
第四条甲方的权利和义务4.1 甲方有权按照本协议约定收取服务费用。
4.2 甲方应保证提供的光纤通道服务符合国家相关法律法规和行业标准。
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FFFFFB
FFFFFC FFFFFD FFFFFE
FFFFFF
名称服务器
• 名称服务器的公认地址为0xFFFFFC
• N _port 把信息注册到名称服务器的数据库中 • N_port 查询数据库获得其它端口的信息
• N_port 可以从名称数据库撤销注册
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World Wide Name(WWN)，因为它们是唯一的
• 例如:
10:00:00:60:69:00:60:02
预留 IEEE MAC 地址
NAA ID
• 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。
• 与F_port建立一条对话
PLOGI — 端口登录(Port Login)
• 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
PRLI — 进程登录(Process Login)
• 可选
• 通信进程级别的服务参数
Fabric-Attached Storage 网络存储（FAS）
Storage Area Network 存储区域网络（SAN）
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FC组网模式
DAS Direct Attached Storage SAN Storage Area Network NAS Network Attached Storage
FC拓扑结构
Fibre Channel有三种拓扑结构: 点对点(Point-to-Point) – 两个设备之间互连 仲裁环(Arbitrated Loop) – 最多支持126个设备互连，形成一个仲裁环 交换式Fabric(Switch Fabric) – 最多1千6百万个设备互连
光纤通道fc协议介绍
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
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4
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World Wide Name(WWN)，因为它们是唯一的 • 例如: 1 0 : 0 0 : 0 0 : 6 0 : 6 9 : 0 0 : 6 0 : 0 2
封闭系统的存储
内置存储
开放系统的存储
Direct-Attached Storage 直接式存储（DAS）
外挂存储
Network-Attached Storage 网络接入存储（NAS）
Fabric-Attached Storage 网络存储（FAS）
Storage Area Network 存储区域网络（SAN）
精选课件
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SAN组网
• 独立于LAN的服务器后端存储专 用网络
• 主要利用Fibre Channel protocol（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
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NAS组网
NAA ID
预留
IEEE MAC 地址
• HBA卡上对应的有WWPN号和WWNN号，分别代表端口号和节点 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。
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FC端口类型
节点 NL_Port 节点 NL_Port 节点 NL_Port
FL_Port
E_Port
光纤通道fc协议介绍
交换机与路由器等网络设备
网络连接与扩展
交换机和路由器等网络 设备用于构建和扩展光 纤通道网络，实现主机 、存储设备等资源的互 联。
数据交换与路由
网络设备支持数据在FC 网络中的交换和路由， 确保数据能够准确、高 效地传输到目标设备。
网络管理与安全
网络设备提供网络管理 和安全功能，如访问控 制、流量监控、故障隔 离等，保障FC网络的稳 定运行和数据安全。
服务质量
传输层还提供服务质量（QoS）保障机制，能够根据不同应用的需求分配不同的带宽和资源，确保关键应用的性能和 质量。
应用接口
应用层提供了与上层应用程序的接口，使得光纤通道FC协议能够支持各种不同类型的应用和服务，如文 件传输、数据库访问、视频流传输等。
03 光纤通道FC协议 关键技术
流量控制机制
FC协议在存储领域应用
1 2 3
存储网络
FC协议是构建高性能、高可靠性存储区域网络（ SAN）的主要技术之一，支持服务器与存储设备 之间的高速数据传输。
数据备份与恢复
利用FC协议的高带宽和低延迟特性，可以实现快 速、高效的数据备份和恢复，提高数据保护能力 。
远程复制与容灾
FC协议支持远程复制和容灾解决方案，确保数据 在异地备份中心的安全性和可用性。
光纤通道fc协议介绍
汇报人：XX 2024-01-24
目 录
• 光纤通道FC协议概述 • 光纤通道FC协议体系结构 • 光纤通道FC协议关键技术 • 光纤通道FC协议设备与应用场景 • 光纤通道FC协议性能评估与优化方法 • 光纤通道FC协议发展趋势与挑战
01 光纤通道FC协议 概述
FC协议定义与发展
THANKS
感谢观看
与以太网协议比较
光纤通道fc协议介绍
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 （FC Protocol）。
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。
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3
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
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
独立于LAN的服务器后端存储专 用网络
• 主要利用Fibre Channel protocol（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
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FC组网模式
DAS Direct Attached Storage
SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
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fc协议zone
竭诚为您提供优质文档/双击可除fc协议zone篇一：第二章光纤通道协议介绍第二章光纤通道协议介绍2.1光纤通道协议簇Fc协议簇中与交换机相关的主要协议包括:Fc-Fs、Fc-ls、Fc-sw、Fc-gs。
Fc-Fs协议对Fc协议层次中Fc-0、Fc-1、Fc-2层的功能进行了详细描述。
各层的主要内容见2.2节。
Fc-ls详细描述了Fc扩展链路服务（els），包括各个els请求的功能、帧格式及可能的els响应。
Fc-sw协议主要定义了交换机端口模型及其操作、内部链路服务、交换网配置、路径选择、分布式服务，以及zone 的交换与合并等。
其中，交换机端口模型及其操作定义了Fl、F、e、b端口的物理模型及操作；内部链路服务详细定义了在交换网配置过程中用到的各种链路服务帧（F类）；交换网配置过程分为：交换机端口初始化、主交换机选择、domain_id分配、zoning合并以及路径选择五个部分；分布式服务定义了交换网为n端口提供的服务。
Fc-gs协议详细描述了Fc协议所支持的一般类服务（genericservice），并定义了用于支持这些一般类服务的辅助功能和服务。
所描述的服务包括名字服务，管理服务，发现服务，时间服务和别名服务。
2.2光纤通道协议模型和帧格式Fc协议由一系列功能层次组成，如图2-1所示图2-1Fc协议功能层次Fc-0层描述两个端口之间的物理链路，包括传输介质、连接器、发射机、接收机及其各自特性的规范。
Fc-1层描述了8b/10b编码/解码方案。
采用8b/10b数据编码传送信息可以保证在低成本的电路上实现10-12比特误码率；可以维持总的dc平衡；编码比特流中不存在5个以上的相同比特，以减少直流分量有利于时钟恢复；可以从传送的编码数据中区分数据字和控制字。
Fc-2层为帧协议层，规定了数据块传送的规则和机制，包括服务类型、通信模型、分段重组、差错检测以及协调端口间通信所需要的注册/注销服务。
Fc-3层提供了一套对一个Fc节点上的多个n端口都通用的服务，实现一对多的通信。
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第二章光纤通道协议介绍2.1 光纤通道协议簇FC协议簇中与交换机相关的主要协议包括: FC-FS、FC-LS、FC-SW、FC-GS。
FC-FS协议对FC协议层次中FC-0、FC-1、FC-2层的功能进行了详细描述。
各层的主要内容见2.2节。
FC-LS详细描述了FC扩展链路服务（ELS），包括各个ELS请求的功能、帧格式及可能的ELS响应。
FC-SW协议主要定义了交换机端口模型及其操作、内部链路服务、交换网配置、路径选择、分布式服务，以及Zone的交换与合并等。
其中，交换机端口模型及其操作定义了FL、F、E、B端口的物理模型及操作；内部链路服务详细定义了在交换网配置过程中用到的各种链路服务帧（F类）；交换网配置过程分为：交换机端口初始化、主交换机选择、Domain_ID 分配、Zoning合并以及路径选择五个部分；分布式服务定义了交换网为N端口提供的服务。
FC-GS协议详细描述了FC协议所支持的一般类服务（Generic Service），并定义了用于支持这些一般类服务的辅助功能和服务。
所描述的服务包括名字服务，管理服务，发现服务，时间服务和别名服务。
2.2光纤通道协议模型和帧格式FC协议由一系列功能层次组成，如图2-1所示图2-1 FC协议功能层次FC-0层描述两个端口之间的物理链路，包括传输介质、连接器、发射机、接收机及其各自特性的规范。
FC-1层描述了8B/10B编码/解码方案。
采用8B/10B数据编码传送信息可以保证在低成本的电路上实现10-12比特误码率；可以维持总的DC平衡；编码比特流中不存在5个以上的相同比特，以减少直流分量有利于时钟恢复；可以从传送的编码数据中区分数据字和控制字。
FC-2层为帧协议层，规定了数据块传送的规则和机制，包括服务类型、通信模型、分段重组、差错检测以及协调端口间通信所需要的注册/注销服务。
FC-3层提供了一套对一个FC节点上的多个N端口都通用的服务，实现一对多的通信。
FC-4层定义了光纤通道结构到已存在的上层协议如IP、SCSI等的映射。
2.3 在线调试在协议处理机中的应用由于光纤通道协议处理机的复杂性、灵活性，使得协议处理机的调试变得非常困难。
基于这种原因，光纤通道协议处理机除了完成光纤通道协议规定的功能以外，还应能够提供有效方便的验证和调试环境，包括监视交换机的工作状态，控制交换机工作到指定的状态等。
鉴于光纤通道协议簇非常庞大，由于时间的关系，作者只完成了FC-FS(帧与信号)和FC-SW(交换)协议处理的监控设计。
对FC-FS协议处理的监控主要通过F端口回环自检和各种部件状态的监视这两种手段来实现。
F端口的回环自检又包括检测帧序列的定义，和自检状态机的设计。
而处理机的状态统计包括CRC校验状态、信用状态、链路状态和超时差错检测状态监视。
FC-FS协议处理主要包括端口间的同步，帧对FC协议层次中FC-0、FC-1、FC-2层的功能进行了详细描述。
其中，FC-0层描述了两个端口之间物理链路的规范；FC-1层描述了8B/10B编码/解码方案，并规定了端口接收机和发射机的状态；FC-2层规定了数据块传送的规则和机制，包括协调端口间通信所需要的登录/登出服务，可能支持的服务类及不同服务类中的连接和信用管理规则，帧的格式、类型及不同类型的帧的响应，确保链路和数据完整性的差错检测和超时管理；此外，该协议还对光纤通道中的部分一般类服务做了简单介绍。
2.4 snmp网络管理协议2.4.1概述简单网络管理协议（SNMP）是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议。
为不同种类的设备、不同厂家生产的设备、不同型号的设备定义一个统一的接口和协议，使得管理员可以使用统一的外观对这些需要管理的网络设备进行管理。
SNMP使用的管理信息结构（SMI）和管理信息库（MIB）提供了一组监控网络元素的最小的，但功能强大的工具。
它的结构十分简单，能够简单快速地实现。
因而SNMP在网络管理领域得到了广泛的接受，已经成为事实上的国际标准。
SNMP目前包括三个版本：SNMPv1、SNMPv2、SNMPv3。
2.4.2网络管理协议结构SNMP 使用UDP 作为传输层协议. UDP 只提供无连接的服务, 因此SNMP 不需要在代理和管理者之间保持联接. SNMP 实体发送消息后不需等待应答, 可以继续发送其它消息或进行其它动作. SNMP 并不要求消息的可靠性, 消息可能被底层的传输服务丢失， 因此可靠性的实现应由SNMP 发送实体根据消息的重要性自行决定。
SNMP 的网络管理由三部分组成，即管理信息库MIB 、管理信息结构SMI 以及SNMP 本身。
2.4.3管理信息结构SMI所谓管理信息结构（Manage Information Structure ）SMI ，就是使用ASN.1来描述管理对象的方法和组织形式。
2.4.4管理信息库MIB管理信息库MIB 指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）。
MIB 给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构。
SNMP 的管理信息库采用和域名系统DNS 相似的树型结构，它的根在最上面，根没有名字。
图2-2是管理信息库的一部分，它又称为对象命名（object naming tree ）。
rootccitt(0)iso(1)joint-iso-ccitt(2)org(3)dod(6)internet(1)directory(1)mgmt(2)experimental(3)private(4)mib(1)enterprise(1)system(1)interfaces(2)at(3)ip(4)icmp(5)tcp(6)udp(7)Internet SMI 1.3.6.11.3.6.2.1图2-2 管理信息库SNMP 的五种协议数据单元（1）get-request操作：从代理进程处提取一个或多个参数值（2）get-next-request操作：从代理进程处提取紧跟当前参数值的下一个参数值（3）set-request操作：设置代理进程的一个或多个参数值（4）get-response操作：返回的一个或多个参数值。
这个操作是由代理进程发出的，它是前面三种操作的响应操作。
（5）trap操作：代理进程主动发出的报文，通知管理进程有某些事情发生。
SNMP TRAP的报文格式version community PDUSNMP报文格式Enterprise Agent-addr generictrap specifictrap timestamp variablebindings TRAP PDUenterprise：产生该Trap的网络管理子系统，基于SysObjectID。
如果是企业自定义的Trap，此值为企业在enterprise子树下的注册子树。
agent-addr：产生Trap的被管理设备的网络地址（IP地址）。
generictrap：正数类型。
用于标识其他Trap的类型。
意义的解释如下：coldStart Trap（0）：设备冷启动时发送的Trap，表明系统经过初始化，代理的配置或协议实体的配置有可能被改变。
warmStart Trap（1）：热启动，代理的配置或协议实体的配置都没有被改变。
linkDown Trap（2）：表明系统探测到本系统中有一个通信链路失败。
linkup Trap（3）：表明系统探测到本系统中有一个通信链路恢复。
authenticationFailure Trap（4）：授权失败，表明一个代理遇到一个授权失败的SNMP 消息。
实现SNMP协议必须实现该Trap的功能，但同时也必须实现选择组织该Trap发送的机制。
egpNeighborLoss Trap（5）：EGP邻居丢失。
EGP是外部网关协议，通过建立邻居关系维持通信。
enterpriseSpecific Trap（6）：代理发现一个非上述事件的敏感事件，即扩展的Trap。
该Trap具体的意义由specific-trap码解释。
specifictrap：和generictrap一起标识扩展的Trap。
timestamp：时间戳。
系统从上次启动到系统产生该Trap的时间。
variablebindings：变量绑定。
为管理工作站提供更加详细的事件描述信息。
TRAP定义语法IMPORTSObjectNameFROM RFC1155-SMI；TRAP-TYPE MACRO：：= BEGINTYPE NOTATION：：=“ENTERPRISE” value （enterprise OBJECT IDENTIFIER）VarPartDescrPartReferPartVALUE NOTATION：：= “value（VALUE INTEGER）”VarPart：：=“VARIABLES”“{”Vartypes“}” | emptyVarTypes：：=VarType | VarTypes“，” VarTypeVarType：：= value（vartype ObjectName）DescrPart：：=“DESCRIPTION” value（description DisplayingString） | empty ReferPart：：=“REFERENCE” value（reference DisplayingString） | empty END。