Fibre Channel w zarysie

Hierarchia transmisji

Znak 10-bitowy

Na najniższym poziomie przesyłane bajty zamieniane są na znaki o długości 10 bitów, zgodnie ze schematem kodowania 8B/10B firmy IBM. Proces ten jest realizowany przez warstwę FC-1. Sposób zakodowania bajtów umożliwia wykrycie pojedynczych błędów transmisji. Pozwala też na przesłanie specjalnych znaków, jak np. K28.5 będący odpowiednikiem przecinka, o czym dalej.

Słowo (Word)

Wszystkie informacje w Fibre Channel są transmitowane w grupach złożonych z czterech znaków transmisyjnych (Transmission Characters) nazywanych słowami transmisyjnymi (Transmission Words). Niektóre słowa rozpoczynają się znakiem K28.5. Jest to specjalny znak transmisyjny należący do Ordered Sets. Jedne z nich oznaczają początek i koniec ramek, inne przenoszą informacje o formie sygnałów: pojedyncze (Primitive Signals) z Ordered Set i sekwencji (Primitive Sequence).

Przykłady znaków z Ordered Set: start ramki SOF (Start of Frame), koniec ramki EOF (End of Frame), Idle, R_RDY (Receiver_Ready), LIP (Loop Initialization Primitive), ARB (Arbitrate), OPN (Open), CLS (Close) i kilka innych.

Aby odróżnić dane od informacji sterujących w długim strumieniu danych, warstwa FC-1 definiuje specjalne słowa transmisyjne - wspomniane Ordered Sets. Są to czteroznakowe słowa, które rozpoczynają się specjalnym znakiem sterującym K28.5 poprzedzającym trzy znaki danych, które określają funkcję Ordered Set. Zostały zdefiniowane trzy typy Ordered Set: Frame Delimiters do oznaczania brzegów ramki, Primitive Signals używane do sygnalizowania zdarzeń i Primitive Sequences używane do sygnalizowania statusu.

Ramka (Frame)

Fibre Channel definiuje ramki o zmiennej długości: od 36 do 2112 bajtów przesyłanych danych, co wraz z narzutem protokołów daje maksymalną długość 2148 bajtów. Rozmiar ramki musi być wielokrotnością czterech bajtów - słowa są niepodzielne. Kiedy istnieje taka potrzeba, do końca przesyłanych danych dołącza się od 1 do 3 słów. Początek ramki (start) oznaczany jest słowem SOF, jej koniec - EOF. Detekcję błędów zapewnia 32-bitowy kod CRC.

Sekwencja (Sequence)

Sekwencją jest przynajmniej jedna lub seria wielu powiązanych ze sobą ramek. Każda z przesyłanych ramek jest więc częścią sekwencji. Ramki z tej samej sekwencji mają ten sam identyfikator SEQ_ID w swoim nagłówku. Ramki sekwencji są numerowane w polu SEQ_CNT nagłówka. Dzięki temu odbiorca ramek może uporządkować je tak, jak były wysłane, a także sprawdzić, czy wszystkie do niego dotarły.

Wymiana (Exchange)

Wymiana w Fibre Channel jest szeregiem jednej lub wielu niekonkurencyjnych sekwencji między dwoma portami. Sekwencje można przesyłać w obydwu kierunkach. Wszystkie sekwencje, a tym samym ramki, muszą być częścią wymiany. Do inicjowania wykorzystuje się pole OX_ID, a do odpowiedzi pole RX_ID.

W określonym momencie może być transmitowana tylko jedna sekwencja.

Fibre Channel na świecie i w Polsce

Fibre Channel w zarysie

Rys. 8. Technologia Fibre Channel w wieloodziałowej sieci przedsiębiorstwa

Urządzenia Fibre Channel wykorzystuje się najczęściej w sieciach SAN (Storage Area Networks), o czym była już wielokrotnie mowa na łamach "NetWorlda". Sieci SAN są utożsamiane ze środowiskiem lokalnym. Jednak ten stan rzeczy może już wkrótce ulec zmianie, gdyż ochrona przed takimi zjawiskami jak trzęsienie ziemi, powódź czy pożar zmusza niejako do pewnego rodzaju rozproszenia danych.

Pojawia się problem sprzęgania oddalonych od siebie sieci SAN. Wśród sposobów jego rozwiązania wymienia się Fibre Channel over IP, który daje skalowalność oraz wygodę, i Fibre Channel over ATM zapewniające dalekie dystanse. Niestety, obydwie metody wprowadzają spore opóźnienia (liczone w dziesiątkach milisekund). Natomiast DWDM cechuje mniejsze opóźnienie oraz szerokie pasmo. Jednak jest to system drogi zarówno pod względem samego sprzętu, jak i dedykowanego kabla światłowodowego zdolnego przesyłać na dalekie dystanse. W tych okolicznościach system Fibre Channel over SONET, zapewniający szybkość nawet 2,488 Gb/s, staje się atrakcyjny z kilku powodów: nie używa ruterów, które gubią pakiety w czasie przepełnienia, nie wnosi opóźnień charakterystycznych dla mechanizmu retransmisyjnego TCP i wreszcie - jest łatwo rozprzestrzeniany na setki, a nawet tysiące kilometrów bez instalowania ciemnego światłowodu. Trwają prace nad rozwojem tego systemu.

Pozycja technologii Fibre Channel wydaje się w miarę stabilna. Na rynku pojawiają się już produkty zapewniające przepływność 2 Gb/s. Najbliższe plany obejmują opracowanie wersji dla 10 Gb/s, a także ujednolicenie sprzętu 10 Gb/s Fibre Channel i 10 Gigabit Ethernet.

Liczącym się polskim dystrybutorem urządzeń i systemów Fibre Channel, SAN i NAS (Network Attached Storage) jest Comtegra. W ofercie warszawskiej spółki znajdują się produkty firm: Brocade, Emulex, Network Appliance i kilku innych. Comtegra uzyskała tytuł Fabric Integrator firmy Brocade. Produkty Fibre Channel na rodzimym rynku oferują także Veracomp i Microstar.


TOP 200