光纤通道fc协议介绍复习进程
FCAEB
光纤通道（FC）协议分析光纤通道协议（简称 FC 协议）是美国国际信息技术标准委员会（INCITS）于 1998 年开始制定一种高速串行通信协议。
该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。
FC 协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集。
支持光纤和铜缆等多种物理介质。
FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。
FC 协议的基本特点是：灵活的拓扑结构、高带宽、高可靠性、低迟延、开放性。
⏹光纤通道分层结构类似于 OSI 的七层模型结构和 TCP/IP 的四层模型结构，FC协议具有五层模型结构。
FC-0：接口与媒体层，用来定义物理链路及特性；FC-1：传输协议层，定义了编码/解码方案、字节同步和有序集；FC-2：链路控制层，定义了传送成块数据的规则和机制；FC-3：通用服务层；FC-4：协议映射层，定义高层协议映射到低层协议的方法。
⏹FC-0 接口与媒体层研究FC-0 接口与媒体层即为光纤通道协议的物理层。
该部分主要涉及的是传输介质以及使用的收发器等，即从物理组成方面来定义光纤通道协议的要素。
1.光纤通信原理光纤通信采用光纤作为传输介质，光作为信息的载体。
它首先要在信号发射端将需要发送的电话、电报、图像和数据等电信号进行光电转换，即将电信号变成光信号，再通过光纤传输到接收方的端口，接收端将接收到的光信号转变成电信号，继而还原成原信号。
图 3-1 为光纤通信系统，可将其分为三个基本组成单元：光发射器、光纤和光接收器。
光发射器由将传输信号进行电光变换的转换装置和将光信号送入光纤的传输装置组成。
光源是其核心部件，由半导体发光二极管 LED 或者激光二极管 LD 组成。
光纤在使用系统中一般以光缆的形式存在。
光接收器由光检测器、放大电路和具有信号恢复功能的解调电路组成。
光发射器和光接收器也称为光端机。
常用存储协议FC与FCOE和PCIE及IB详解-最新渠道培训PPT
Data Link Physical
Tx
Rx
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第16页
PCIe链路的带宽
规格 PCI-E x1 PCI-E x2 PCI-E x4 PCI-E x8 PCI-E x16 PCI-E Gen2 x1 PCI-E Gen2 x2 PCI-E Gen2 x4 PCI-E Gen2 x8 PCI-E Gen2 x16 PCI-E Gen3 x1 PCI-E Gen3 x2 PCI-E Gen3 x4 PCI-E Gen3 x8 PCI-E Gen3 x16
第22页
IB接口
Channel Adapter (CA)分为如下两类：
Host Channel Adapter (HCA)：主机通道适配 器，如：Mellanox 产品。
Target Channel Adapter (TCA)：目标通道适 配器，用于IB交换机、存储系统的IO接口。
通道适配器（CA）
第18页
存储中的IB
融合存储中的IB
Server
ini
FCoE FC TOE 10GE IB
tgt
存储控制器
ini
SAS
SAS
前端 后端
tgt Disk
Ini: Initiator, 启动器 Tgt：Target，目标器
分布式存储中的IB
IB后端交换机
IB后端交换机
9000
Node 1
9000
Node 2
总线宽度/IO数目 4 (差分) 8 (差分) 16 (差分) 32 (差分) 64 (差分) 4 (差分) 8 (差分) 16 (差分) 32 (差分) 64 (差分) 4 (差分) 8 (差分) 16 (差分) 32 (差分) 64 (差分)
FC-AE-1553B协议解析知识交流
FC-AE-1553B协议硬件结构✧FC-AE-1553 协议整体架构及模块划分✧SERDES高速收发模块1.SERDES高速收发模块总体结构SERDES模块主要完成数据在光纤通道上高速收发的功能。
在数据发送时，将10bit并行数据并串转换为在光纤通道上lbit数据进行高速发送。
在数据接收时，将光纤通道上lbit数据按照数据顺序串并转换为10bit并行数据，并将10bit 数据传输进入FC硬件模块中进行后续逻辑操作。
SERDES模块由如下七个部分组成，如图3.2所示：(1)8b／10b编解码电路，完成发送和接收数据的8b／10b的编解码功能：(2)频率综合电路，即PLL产生电路，产生1．0GHz～2．5GHz的时钟供发送电路使用，以及接收电路时钟恢复使用；(3)时钟恢复电路，主要功能是从输入数据中恢复时钟信号并为芯片内部提供工作需要的时钟；(4)高速数据收发电路，采用LVDS接口，完成接收发送差分信号的功能；(5)串并转换与并串转换电路，完成发送10bit到lbit及接收lbit到10bit的数据串并转换功能；(6)信号质量侦测电路，完成判断差分信号是否符合要求，并给出检测结果：(7)自测试模块电路，完成环路功能检测以及抖动等性能测试，完成SERDES 模块自测试功能；频率综合电路、时钟恢复电路、高速收发电路、串并与并串电路等涉及到模拟电路设计，而在XilinxV5 FPGA中有成熟的IP RoeketlO可以直接调用，所以在本系统设计中除了8b／10b编解码电路进行详细逻辑设计之外，其余电路结构可以使用口核进行实现。
16位输入数据的接收时序1.1 8b/10b编解码主要思想8b／10b编解码是一种高性能的编码标准，主要目的是使数据在传输的过程之中保持高的信号变换频率。
编码的基本思想是将8比特字节宽度的数据转换为10比特数据，10比特数据宽度的中0和1的个数相差最大不能超过2，这样进行便面可以确保了在高频时钟下信息流的直流频谱分量最大限度的接近零，所以采用8b10b编码进行数据流传输特别适合光纤通信。
光纤通道协议介绍
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
精选课件
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。
精选课件
5
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
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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
精选ppt
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fcp协议
fcp协议FCP（Fiber Channel Protocol）是一种用于光纤通道技术的网络协议。
该协议支持高速数据传输、高可用性和可扩展性等特性，被广泛应用于存储区域网络和数据中心的网络架构中。
本文将详细介绍FCP协议的定义、特点和应用领域。
一、FCP协议的定义FCP协议是一种光纤通道标准的传输协议，用于在光纤通道网络中传输数据。
其目的是提供高速、可靠的数据传输服务，以满足存储设备和计算机之间的数据交换需求。
FCP协议属于ISO/IEC 14165-214标准的一部分，定义了光纤通道网络中数据的传输格式、命令和应答规则等。
FCP协议采用客户端/服务器架构，其中客户端为应用程序或操作系统，而服务器则是存储设备。
客户端通过FCP协议向服务器发送请求并接收响应，从而实现数据交换。
FCP协议还支持多路径和多帧传输等特性，以提供更高的可靠性和带宽利用率。
二、FCP协议的特点1. 高速传输：FCP协议能够在光纤通道网络中以高速传输数据，最高传输速率可达到16Gbps，使得数据在存储设备和计算机之间的传输更加迅速。
2. 高可用性：FCP协议支持多路径传输技术，当其中一个路径出现问题时，可以通过其他路径继续传输数据，从而保证数据的可靠性。
此外，FCP协议还支持区域网络通信和远程数据保护等特性，以保证数据的安全性和可用性。
3. 可扩展性：FCP协议可以与其他存储协议兼容，如SCSI、iSCSI等，从而扩展其应用范围。
此外，FCP协议允许在现有的光纤通道网络中动态添加和删除设备，以支持网络的扩容和升级。
4. 简单易用：FCP协议的命令和应答规则较为简单，易于实现。
此外，FCP协议还提供了完整的错误处理机制，以方便维护和排错。
三、FCP协议的应用领域FCP协议被广泛应用于存储区域网络和数据中心的网络架构中。
其主要应用包括存储设备互联、数据备份和恢复、数据中心的数据共享等。
1. 存储设备互联：FCP协议可以实现存储设备之间的互联，使得存储资源能够被更多的计算机和应用程序所共享。
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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
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
N_Port
接收器 发送器
节点 B
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: 800 MB/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
光纤通道协议简介 (Fibre Channel)
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
FC概述
Fiber Channel简称FC（Fiber Channel），是一种高速网络技术标 准（T11），主要应用于存储网络。
Fibre Channel （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。
点对点
仲裁环
交换式FC网络（Fabric）
仅 2 个设备
最多 126 个设备
最多 1600万个设备
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
N_Port
发送器 接收器
节点 A
• 环路上的节点数直接影响性能
NL_Port 发送器 接收器 节点 A
NL_Port 发送器 接收器 节点C
NL_Port 接收器
发送器 节点 B
NL_Port 接收器 发送器
节点D
交换机（Fabric）
• 每个端口800/1600 MBps带宽
• 每个端口的成本是 1000–2000美元
• 添加新设备可以增加总 的带宽
• 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
NAS组网
通过LAN直接接入网络的存储系统。
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）
12FC组网模式源自DAS Direct Attached Storage
供进入光纤网络服务的端口 • E端口：Expansion Port 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：Generic Port 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
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
• 高达1600多万可能的地 址
• 支持zoning分区功能
N_Port 发送器
接收器 节点 A
N_Port 发送器 接收器 节点C
F_Port F_Port
F_Port F_Port
N_Port 接收器 发送器
节点B
N_Port 接收器 发送器
节点D
FC存储分类
封闭系统的存储
内置存储
开放系统的存储
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。
FC端口类型
节点 NL_Port 节点 NL_Port 节点 NL_Port
FL_Port
E_Port
光纤通道交换机
F_Port F_Port