FC协议分层架构实现方法
8.IP与FC的融合
5.1.1 FC 与 IP 协议之间的融合
Tunnel模式产生 FCIP：通信双方各增加一个FCIP网关，任何 FC协议的逻辑，哪怕是一个小小的ACK帧，都需要封装到 TCP/IP协议中传输。两端的FC协议处理机不会感知到中间 TCP/IP的存在，它们会认为对方就是一个纯粹的FC设备。 Map模式产生 IFCP：通信双方各增加一个IFCP网关，作为协 议转换设备使用。IFCP GW将FC协议终止在本地，提取 Payload数据，对外以TCP/IP设备的形式出现并传输数据，到 达对方之后，对方的IFCP GW再从IP包中提取出Payload，然 后将其映射到FC帧中，对其内部以FC设备的形式出现。 但由于商业因素造成，目前这两种应用不多。
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5.1.1 深入探讨 — Map方式
Map就是将一种协议的逻辑，翻译映射成另一种协议的逻辑， Payload数据完全不变，达到两种协议完全融合。 再举个例子，两个快递公司，决递公司A在青岛没有自己的送货机构 ，但是B有。所以A和B达成协议，A将青岛地区的送货外包给B，凡是 A公司在青岛的业务，都由B来运送，但是表面上必须保持A的原样， 这种方式目前实际已经广泛使用。 起初的法是：先将客户信件装入A信封，然后再封装一层B信封，带着 A信封来转发，也就是Tunnel。后来，B公司嫌这种方法浪费成本， 因为额外携带了一个A信封，这增加了信件的重量和信封成本。所以B 公司琢磨出一套方法： 先让B公司的快递员了解寄件人所要提供的信息，此时取件人担当A公 司的角色，用户认为取件人是A公司的，用户按照A公司的协议，将信 封头信息告诉快递员；然后取件人此时并没有将信件装入A公司信封 ，而是直接装入了B公司信封，但是在填写B公司信封头的时候，快递 员将用户提供的针对A公司特有的信封头信息，转换翻译成B公司特有 的信封头信息；经过B公司转发，到达目的地之后，送货员再次将B公 司的信封头信息，转换翻译成A公司所特有的信封头信息。
基于K7的高速FC物理层的设计和实现
基于K7的高速FC物理层的设计和实现周波;张磊;张宝燕【摘要】为了提升光纤通道网络存储设备物理层接口的兼容性、适应性和设计方法的灵活性,研究了通过FPGA实现高速FC物理层协议的方法,阐述了在K7系列硬件平台上实现该协议的具体方案和技术细节,并通过测试对该协议进行了验证.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2015(039)010【总页数】4页(P59-62)【关键词】光纤通道;网络存储;FPGA;物理层【作者】周波;张磊;张宝燕【作者单位】中国电子科技集团公司第三十研究所,成都610041;中国电子科技集团公司第三十研究所,成都610041;中国电子科技集团公司第三十研究所,成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN9190引言随着移动金融、互联网和电子商务等新兴IT行业对数据存储业务需求的飞速增长和各类数据中心的大规模建设，存储区域网络（Storage Area Network，SAN）的应用范围越来越广泛，目前已成为重点研究对象。
在基于存储区域网络技术构建的系统中，存储系统、服务器和客户端都通过特定网络相互连接，以网络为中心进行组建。
主流的存储区域网络主要采用光纤通道（Fiber Channel）技术和基于TCP/IP协议的互联网小型计算机系统接口（ISCSI）技术。
其中，基于光纤通道技术的系统（FC-SAN）通过光纤通道网络实现存储系统、服务器和客户端的相互连接，其传输速率从最初的1Gb/s提高至目前主流的8Gb/s，具有数据传输可靠、网络流量可控、易于管理和扩展、可用性能高等显著优点。
作为一种新兴的网络存储技术，光纤通道技术不仅可以提供远距互连和更高的传输带宽，还能使存储设备、服务器和客户端之间轻松实现大数据传输、持续的数据访问和突发性服务[1]。
FC-SAN采用由美国工业标准协会提出的5层协议模型，依次为FC-0、FC-1、FC-2、FC-3、FC-4层。
其中FC-0层为电气子层，FC-1层为编码子层，二者合称为物理层[2]。
fcsan 协议
fcsan 协议FCSAN协议简介FCSAN（Fiber Channel Storage Area Network）是一种基于光纤通道技术的存储区域网络协议。
它是通过光纤通道传输数据的一种标准，为存储设备提供高速、可靠和灵活的连接方式。
本文将重点介绍FCSAN协议的特点、应用场景以及未来发展趋势。
一、FCSAN协议的特点FCSAN协议具有以下几个特点：1. 高速传输：FCSAN协议采用光纤通道作为传输介质，具有较高的传输速率。
它可以提供从2Gbps到128Gbps不等的传输速度，满足了不同规模和需求的存储环境。
2. 可靠性强：FCSAN协议采用光纤通道技术，在数据传输过程中能够有效地保证数据的完整性和可靠性。
它支持数据的纠错和重传机制，能够有效地防止数据丢失或损坏。
3. 灵活可扩展：FCSAN协议支持多节点连接，可以连接多个存储设备和主机。
它可以根据需求进行灵活的扩展，满足存储容量和性能的不断增长。
4. 兼容性强：FCSAN协议具有良好的兼容性，可以与其他存储协议（如iSCSI、FCoE等）进行互操作。
这使得FCSAN协议在混合存储环境中有着广泛的应用。
二、FCSAN协议的应用场景FCSAN协议在存储领域有着广泛的应用场景，主要包括以下几个方面：1. 数据中心：FCSAN协议可以用于构建高性能的数据中心存储网络。
在大规模的数据中心中，FCSAN协议能够提供高速、可靠的数据传输，满足大容量、高性能的存储需求。
2. 虚拟化环境：FCSAN协议可以与虚拟化技术相结合，为虚拟机提供高性能的存储访问。
通过FCSAN协议，虚拟机可以直接访问存储设备，提高了存储性能和可靠性。
3. 数据备份与恢复：FCSAN协议可以用于构建高效的数据备份和恢复系统。
它能够提供高速的数据传输速度，并支持数据的快照和复制功能，保证了数据备份和恢复的效率和可靠性。
4. 视频监控系统：FCSAN协议可以应用于视频监控系统中的数据存储和传输。
基于FC-AE-ASM协议的FPGA统一升级方法
信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2019年第5期(总第197期)2019(Sum. No 197)基于FC-AE-ASM 协议的FPGA 统张成，李斌,曾晓东(航空工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710065)升级方法摘要：随着航空电子网络的快速发展,现场可编程逻辑门阵列(FPGA )由于其优越性能得到了广泛应用，FPGA 设备目标码升级工作的重要性也越来越高。
某应用中FPGA 有逻辑、固件和配置表三种不同的目标码，传统升级方法对不同的目标码要采取不同的通信协议，从而使其升级的流程更为复杂。
针对系统架构中的难点，提出了基于FC-AE-ASM 协议的FPGA 统一升级方法，使FPGA 设备实现从数据加载设备上统一远程传输逻辑、固件、配置表并进行固化。
在功能实现 的基础上，文章对基于FC-AE-ASM 协议的FPGA 统一升级方法和传统升级方法的时间性能进行了分析和比较。
关键词:航空电子网络;FPGA ；FC-AE-ASM 协议；统一升级中图分类号：V243 文献标识码:A 文章编号：1673-1131(2019)05-0218-020引言随着航空电子网络的快速发展叫FPGA 设备目标码的部署、加载和升级的复杂度也在逐步提高。
以本文研究的FPGA设备为例，它有逻辑、固件和配置表三种不同的目标码，目标码种类繁多且通信速率低，升级时间太长;升级过程中使用的工具和软件种类多，给用户的准备工作带来了较大困难。
而本文使用的FC-AE-ASM 协议是一种髙速通信协议回， 通信速率属于千兆级别，提高了通信效率，节省了升级时间；另外基于FC-AE-ASM 协议的FPGA 升级方法使用航空电子 网络内部的数据加载设备向FPGA 设备统一传输各种目标码,则更是省去各种升级软件的安装和升级工具的适配，减轻了FPGA 升级的工作量。
1 FC-AE-ASM 协议原理FC-AE-ASM 协议a 美国国家信息和通信标准委员会(IN-CITS)针对航电系统中处理器、传感器和显示器之间通信要求， 提供了高可靠性、确定性、安全、低延时、支持实时传输控制的 通信协议，直接基于FC-FS(物理信号层协议)o由于它可以支持无确认帧的交付叫通信速率可以达到千 兆级别，而且抗干扰能力强，所以在航空电子网络中用来进行视频、目标码等大数据的传输,从而作为升级的传输协议。
FALB:一种FC协议链路聚合算法
研究与开发 FALB：一种FC协议链路聚合算法 王兆辉，沈剑良，张霞，陈艇 （国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州450003）
摘 要：链路聚合是一种通过将多条物理链路捆绑成一条逻辑链路来增加带宽的常用技术，但是在基于光纤通道（fibre channel，FC）协议的交换网络中，随着转发流量区域的不断集中，传统静态链路聚合算法存在负载均衡性差、可靠性低的问题。因此提出了一种基于FC协议的动态负载均衡（flow adaptive load balancing，FALB）链路聚合算法，可以实现对流量的动态自适应匹配以及断链可重连保护机制。结果表明，该算法机制相较于静态负载均衡的算法设计，可以将有效带宽比最终收敛到95%以上，有效提升聚合链路的负载均衡特性和可靠性。 关键词：光纤通道；链路聚合；负载均衡；可靠性；带宽 中图分类号：TP393 文献标识码：A doi: 10.11959/j.issn.1000−0801.2021215
FALB: a FC protocol link aggregation algorithm WANG Zhaohui, SHEN Jianliang, ZHANG Xia, CHEN Ting China National Digital Switching System Engineering & Technological R&D Center, Zhengzhou 450003, China
Abstract: Link aggregation is a common technology to increase the bandwidth by bundling multiple physical links into a logical link. However, in a switching network based on the fibre channel (FC) protocol, as the forwarding traf-fic continues to concentrate, traditional static link aggregation algorithms have problems of poor load balance and low reliability. A dynamic load balancing link aggregation algorithm flow adaptive load balancing (FALB) based on FC protocol messages was proposed, which could realize dynamic adaptive matching of traffic and a reconnection pro-tection mechanism for broken links. The results show that compared with the static load balancing algorithm design, the algorithm mechanism could maintain the effective bandwidth ratio above 95%, effectively improving the load ba-lancing characteristics and reliability of the aggregated link. Key words: FC, link aggregation, load balancing, reliability, bandwidth
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
modbus tcp数据报文结构详解
modbus tcp数据报文结构详解MODBUS TCP数据报文结构详解1. 简介MODBUS是一种通信协议，常用于工业自动化系统中的设备间通信。
MODBUS TCP是基于TCP/IP网络的MODBUS协议的一种实现方式。
本文将详细解释MODBUS TCP数据报文的结构。
2. MODBUS TCP概述MODBUS TCP使用TCP作为传输层协议，通过以太网传输数据。
它使用简单易懂的ASCII码或二进制格式进行通信，并采用主从架构实现设备间的数据交换。
3. 数据报文结构MODBUS TCP数据报文的结构包括： - 事务标识符（TID）：用于标识每个请求/响应事务的唯一标识符。
- 协议标识符（PID）：指示MODBUS TCP协议的标识号。
- 长度字段：指示数据报文的长度（以字节为单位），不包括TID和PID字段。
- 单元标识符（UID）：用于标识设备的唯一标识符。
- 功能码（FC）：指示报文的操作类型，如读取寄存器、写入寄存器等。
- 数据字段：根据功能码的不同，包含特定的数据信息。
4. 报文格式MODBUS TCP数据报文的格式如下：[TID] [PID] [长度字段] [UID] [FC] [数据字段]其中，数据字段的格式根据不同的功能码而变化。
5. 功能码MODBUS TCP定义了一系列功能码，用于表示不同的操作。
常见的功能码包括： - 读取线圈状态（FC 01）：读取线圈的开关状态。
- 读取输入状态（FC 02）：读取输入寄存器的状态。
- 读取保持寄存器（FC 03）：读取保持寄存器的值。
- 写单个线圈（FC 05）：设置单个线圈的开关状态。
- 写单个保持寄存器（FC 06）：设置单个保持寄存器的值。
6. 示例以下是一个示例的MODBUS TCP数据报文：TID: 0x0001PID: 0x0000长度字段: 0x0006UID: 0x01FC: 0x03数据字段: 0x000A 0x000B上述报文表示读取设备ID为1的设备的保持寄存器的值。
IP-SAN详解
课程目标●了解什么是IP-SAN●掌握ISCSI协议技术原理●了解FCIP协议●了解IFCP协议1．I P-SAN存储基础1．1．IP-SAN的诞生由于FC-SAN的高昂价格和自身的种种不足，使得SAN技术并不能得到真正意义上的普及，SAN更多的是被应用在高端存储市场。
为了提高SAN的普及度，充分利用SAN本身所具备的架构优势，许多存储和网络设备开始考虑放弃使用异构的FC，而在应用广泛、构建费用低廉的IP网络上继续享受SAN架构所带来的存储性能优势。
这样的市场需求直接导致了“Storage Over IP”的诞生。
1．2．IP存储的优势因为采用目前应用广泛且相对比较成熟的IP技术，所以基于IP的存储网络构建也比较简单，所需要的时间也更短。
此外，还可以充分利用目前在IP网络方面已经大量部署的设备和投资，且新购设备也不需要昂贵的光纤通道交换机，从而有效的降低了总体拥有成本，更好的保护了用户的投资。
此外，由于IP技术的多年普及造就了众多的IP网络管理人员和技术人员，企业在部署IP存储之后无需再聘请专门的FC-SAN管理和技术人员，从而可以大大降低IP存储网络的维护和管理费用。
另外，由于IP的广泛应用，IP-SAN允许数据存储发生在企业网络的任何地方而没有物理地理位置的限制，从而可以很方便的实现远程备份、镜像和灾难恢复。
尽管IP存储标准早已建立且应用，但是将其真正广泛应用到存储环境中还需要解决几个关键问题：块数据传输问题：FC存储协议具有高速、低延迟和距离短的特点，计算机在这个网络中是所有外部设备的控制者，因而计算机和存储设备是主从关系，适合传输大块的数据（Block Data）；而从网络协议上来看，IP协议具备速度低、延迟高和距离长的特点，比较适合传输大量的小块消息（Message）。
从而，如何提高在IP网络中块数据的传输效率，是IP存储急需改进的方面。
TCP负载空闲引擎：由于IP协议是无连接不可靠的传输协议，数据的可靠性和完整性是由TCP协议来提供的。
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FC协议分层架构实现方法
FC（Fibre Channel）协议是一种用于高速存储网络的数据传输协议。
在FC网络中，数据传输通过多个层级的协议实现。
本文将介绍FC协
议的分层架构及其实现方法。
一、FC协议的分层架构
FC协议的分层架构采用了OSI（开放系统互联）参考模型中的7层模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层
和应用层。
每一层负责不同的功能，将数据逐层打包和传送。
1. 物理层：负责定义电气、光学和机械接口规范，以及编码和解码
数据。
物理层传输数据的最小单位是比特，将数据从一个节点传输到
另一个节点。
2. 数据链路层：负责控制物理层上的数据传输，将物理层上的比特
组织成数据帧，并进行流量控制和差错检测。
数据链路层传输数据的
最小单位是帧。
3. 网络层：负责对数据进行路由和寻址，以确定数据的传送路径。
网络层传输数据的最小单位是包。
4. 传输层：负责提供端到端的可靠数据传输，确保数据按照正确的
顺序到达目的地。
传输层传输数据的最小单位是段。
5. 会话层：负责建立、管理和终止数据传输的会话，包括登录、连
接和传输控制。
会话层传输数据的最小单位是会话。
6. 表示层：负责数据的格式转换和加解密，以确保数据的可读性和
安全性。
7. 应用层：负责处理特定的网络应用，如文件传输、电子邮件等。
二、FC协议实现方法
FC协议的实现方法可以从两个方面来考虑：硬件实现和软件实现。
1. 硬件实现
硬件实现是指使用专门的硬件设备来实现FC协议的各个层级。
这
些硬件设备包括光纤交换机、光纤存储器、光纤网卡等。
通过这些设备，可以实现FC协议的各个层级的功能，并实现高速数据传输和存储。
2. 软件实现
软件实现是指通过软件来实现FC协议的各个层级。
在软件实现方
式中，FC协议的各个层级可以通过软件模块来实现。
这些软件模块负
责处理数据的封装、解封、路由、传输等功能。
在软件实现中，可以使用不同的编程语言和开发框架来实现FC协
议的各个层级。
例如，可以使用C语言和网络编程库来实现数据链路
层和传输层的功能，使用Java或Python来实现应用层的功能。
通过软
件实现，可以提供更灵活、可扩展和易于维护的FC协议实现方案。
三、总结
本文介绍了FC协议的分层架构及其实现方法。
FC协议采用了7层
的分层架构，每一层负责不同的功能。
实现FC协议可以通过硬件和软
件两种方式，硬件实现使用专门的硬件设备，而软件实现则通过软件模块来实现各个层级的功能。
在实际应用中，可以根据需求选择合适的实现方式来搭建FC网络，提供高速数据传输和存储的解决方案。