光纖信道,光纖信道原理是什么?

Fibre Channel：光纖信道，簡寫為FC。它是一項網絡技術，通過光纖實現的一種基于塊的數據流傳輸方式，傳輸率可達1Gbps，多模光纖傳輸距離為500米，單模光纖距離為1千米。光纖信道網絡可配置成交換結構或者冗余環路拓撲結構。

光纖信道主要用于互連外設、大容量存儲系統、映像和存檔系統、大型機、超級計算機、工程工作站和其他高速設備。光纖信道具有網絡的特性,但它不是傳統意義上的網絡。相反,它是這樣的高速交換系統:使用光纜將本地環境(如實驗室或校園環境)中的計算設備互相連接,如圖F-7所示。光纖信道網絡可配置成交換結構或者冗余環路拓撲結構。

光纖信道支持點對點鏈接、可縮放帶寬的交換式電路和仲裁環路(共享帶寬循環電路)。它是SAN(存儲區域網)環境中的一種重要的連接技術。光纖信道的速度是它的最顯著的特性：它以各種電纜類型(包括多模光纖、同軸電纜和屏蔽雙絞線)提供從266Mbit/s到超過4Gbit/s的帶寬范圍。光纖信道還支持最遠達10Km的距離。其他特性列在下面。

• 傳遞確認,用于可靠性,也可禁用以提高性能。

• 支持ARP、RARP和其他自發現協議。

• 面向連接的虛電路,保證緊急備份或其他操作的服務質量。

• 使用分段帶寬虛電路支持實時應用(如視頻)。

• 可變幀大小,允許傳輸具有最大幀大小的大容量數據。

ANSI(美國國家標準學會)X3T9委員會開發了光纖信道互連標準。NCITS(信息技術標準國家委員會)技術委員會T11負責設備級接口,并正在建立光纖信道標準以及HIPPI(高性能并行接口)。HIPPI是Tll.1,光纖信道是Tll.2。

光纖信道的適用范圍

現有的網絡技術(如以太網)使用數據幀技術經由共享介質傳輸數據。此策略對于高速工作站和外設之間的通信并不理想。LAN技術(如以太網)并不意味著處理計算機中心環境中的高速數據處理。

光纖信道接口將電路專用于傳輸數據,同時在空閑時允許其他設備訪問信道。如果多個會話必須同時運行,這一點也有可能。有三種使用光纖信道的可能的連接類型:

• 用于跨較遠距離的高傳輸速率的點對點設備連接。例如RAID磁盤系統和超級服務器之間的直接連接。請注意,此點對點連接可以跨過其他用戶共享的網絡,但直到通信會話完成時電纜才可用。

• 用于高速工作站的群集(工作組)連接。

• 用于支持以太網、FDDI和令牌環網絡(這些網絡允許在工作站之間同時有多個點對點連接)的交換連接。

光纖信道傳輸來自設備的數據,其方法只是讀取緩沖區信息、將它打包并通過交換用光纖發送。基本數據格式、數據分組結構或幀類型在交換方案中并不重要。光纖信道還克服了設備限制。請考慮SCSI接口。您通常最多可以將8或16臺設備連接到一個SCSI適配器。而使用光纖信道交換,您可以連接上百萬的設備。

已經提到,光纖信道可以在設備之間建立專用的點對點連接。這些連接類似于電路,且多個高帶寬電路可以同時存在。這些電路是雙向的,并可在兩個方向上提供Gbit/s的吞吐量。當某個設備希望通過交換設備或網絡傳輸時,它只需嘗試獲得此設備的專用電路。

光纖信道可以與ATM進行比較。光纖信道建立了一種較好的外設連接技術,而ATM在WAN環境中的網絡主干方面或電話會議應用方面較好,原因是由于它的內置QoS(服務質量)。滯后(延遲)是考慮的另一件事情。光纖信道使用大小為2KB的幀大小。此幀只有大約1.5%用于頭信息。另一方面,ATM單元是53個字節長,10%用于頭信息。這意味著在可比條件下光纖信道將比ATM傳輸更多的數據。但是,ATM的固定單元大小在多路復用來自許多不同源設備的大量傳輸方面較好。

光纖信道也可與吉比特以太網進行比較。但吉比特以太網旨在向后兼容以前版本的以太網,而且它保持相同的幀結構。光纖信道的幀結構旨在非常快地移動大量的數據。

網絡管理員應考慮在存儲環境中使用光纖信道,并將它用作高帶寬設備和用戶的網絡連接。本節結尾處列出的Web站點提供了有關光纖信道用法的其他信息。

光纖信道仲裁環路(PC-AL)是最近對支持銅介質和最多包含126個設備或節點的環路的標準的增強。它是考慮了存儲連接而開發的。設備可以進行熱替換而不破壞網絡,而且系統是容錯的。SCSI-FCP(小型計算機系統接口光纖信道協議)是傳輸SCSI協議的光纖信道的實現。SCSI是通常通過并行連接運行的磁盤接口技術。SCSI-FCP是串行SCSI,它允許基于SCSI的應用程序使用基本光纖信道連接。SCSI-FCP廣泛用于將高性能服務器連接到存儲子系統,尤其是在SAN環境中。它提供更高的性能(lOOMbit/s),支持最長達lOkm的光纜,并最多可尋址一千六百萬臺設備。數據是以幀(而不是塊)的形式傳輸。

FICON(光纖連接)是一個用于存儲設備的大型機連接產品,IBM將它用作它的ESCON(企業系統連接)信道的替代。ESCON的吞吐量是17MByte/s,而FICON以100MByte/s的速度操作。FICON支持全雙工操作。

FC-IP是一種在TCP/IP數據分組中封裝光纖信道幀的方法。這允許不同的光纖信道網絡通過TCP/IP網絡互相連接。例如,組織可以連接兩個通過PC-IP運行光纖信道SAN的數據中心。　

PSPF(最短路徑優先光纖)是交換機間的路由協議,它在光纖信道交換機之間路由數據。不同的供應商可以使用FSPP生成可一起工作的光纖信道交換機。

RFC2625“IP and ARP over Fibre Channel”(June 1999)指定如何通過光纖信道封裝IP和ARP,并描述IP地址解析的機制。

IETF IP Storage(LPS) 工作組正在開發用于在基于IP的傳輸中封裝SCSI和光纖信道的協議。