光纤通道fc协议介绍
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。
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
fc协议中class1与class3的差异
FC协议，即光纤通道（Fibre Channel）协议，是一种高速、高效率的通信协议，主要用于存储网络和设备间的高速数据传输。
在FC协议中，Class 1和Class 3是两种不同的访问控制类别，它们在功能和应用上存在一些差异。
Class 1是低速设备类，适用于简单的存储网络环境，通常由低端设备如硬盘和打印机组成。
Class 3是高速设备类，适用于更复杂的存储网络环境，通常由高端设备如服务器和存储设备组成。
Class 3相较于Class 1，提供了更高的性能和更广泛的功能。
首先，Class 3设备具有更高的性能。
它支持更高的数据传输速率，通常可以达到数Gbps或更高。
这种高速性能使得Class 3设备在处理大量数据传输时更为出色，例如在数据库存储、大型文件传输和实时视频流等场景中。
相比之下，Class 1设备由于其较低的传输速率，在处理这些任务时可能面临性能瓶颈。
其次，Class 3设备提供了更广泛的功能。
它支持多种数据传输模式，如SCSI-3、SCSI-2和FCP 等，这些模式提供了更高的数据可靠性和灵活性。
此外，Class 3设备还支持更高级别的安全性功能，如加密和身份验证，这些功能对于保护数据安全至关重要。
这些高级功能使得Class 3设备在需要高度可靠性和安全性的环境中更具优势。
再者，Class 3设备的应用场景更为广泛。
由于其高速性能和广泛的功能，Class 3设备适用于各种应用场景，包括企业级存储网络、医疗保健、数据中心和云计算等。
相比之下，Class 1设备的应用场景相对有限，通常仅适用于简单的存储网络环境。
然而，需要注意的是，虽然Class 3具有更高的性能和更广泛的功能，但它也相对更为复杂和昂贵。
因此，在选择FC协议的设备时，应根据具体的应用需求和预算进行权衡。
综上所述，Class 1和Class 3在功能和应用上存在差异。
Class 3作为高速设备类，提供了更高的性能和更广泛的功能，适用于更复杂的存储网络环境。
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
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
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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。
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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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
14
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
精选课件
15
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
光纤通道交换机
• 环路上的节点数直接影响性能 精选课件
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
10
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
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。
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）。
光纤通道协议简介 (ibre Channel)
精选课件
1
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
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2
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。
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。
精选课件
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
接端口 • FL端口：Fabric Loop Port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：Expansion Po精选r课t件扩展端口；用于通过 7
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
节点 A
精选课件
N_Port
接收器 发送器
节点 B
9
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
F_Port F_Port
光纤通道交换机
E_Port
N_Port 节点 N_Port 节点
精选课件
6
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
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12
FC组网模式
DAS Direct Attached Storage
SAN Storage Area Network
NAS Network Attached Storage
精选课件
13
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
• 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
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
精选课件
11
FC存储分类
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
精选课件
8
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