光纤通道网络协议 (Fibre Channel Network Protocols)

光纤通道的主要组成部分

光纤通道网络由以下几个主要组成部分构成:

  • 物理层 (FC-0): 定义了光纤电缆的物理特性,包括光纤类型、连接器类型、信号传输速率等。
  • 编码层 (FC-1): 负责将数据转换为可在光纤上传输的信号,并进行编码和解码。
  • 传输协议层 (FC-2): 定义了数据帧的结构、寻址机制和流量控制等,是光纤通道的核心协议。
  • 通用服务层 (FC-3): 提供高级服务,如数据镜像、条带化等,用于优化数据传输和存储。
  • 上层协议层 (FC-4): 允许光纤通道承载多种上层协议,如 SCSI、IP 等。

光纤通道的通信过程

光纤通道的通信过程主要包括以下几个步骤:

首先,发起端设备通过光纤通道接口发送一个请求,请求访问目标存储设备。这个请求会封装成一个数据帧,其中包含了目标设备的地址、命令和数据。

然后,数据帧在光纤通道网络中传输,通过交换机进行路由。光纤通道网络使用基于交换的结构,这使得数据传输更加高效,避免了共享介质的冲突。

接着,目标存储设备接收到数据帧后,进行处理。它会解析数据帧中的命令和数据,并执行相应的操作,例如读写数据。

最后,目标存储设备将响应发送回发起端设备,指示操作是否成功以及返回数据。整个过程都受到光纤通道协议的严格控制,确保数据的完整性和可靠性。

光纤通道的帧结构

光纤通道使用数据帧进行数据传输。一个典型的数据帧由以下几个部分组成:

  • 帧头 (Frame Header): 包含源地址、目标地址、帧控制信息等,用于标识帧的类型和路由信息。
  • 帧主体 (Frame Payload): 包含实际的数据,例如 SCSI 命令、数据块等。
  • 帧尾 (Frame Trailer): 包含帧校验序列 (Frame Check Sequence, FCS),用于检测数据传输过程中是否出现错误。

这种帧结构确保了数据的可靠传输,并支持多种协议的封装。

光纤通道的寻址方式

光纤通道使用全球唯一标识符 (World Wide Name, WWN) 和端口地址进行设备寻址。每个设备都有一个唯一的 WWN,用于全局标识。端口地址用于标识设备上的各个端口。

在光纤通道网络中,数据帧根据目标设备的 WWN 和端口地址进行路由,确保数据能够正确地发送到目标设备。

总结

光纤通道网络协议是构建高速、可靠存储网络的基础。它定义了数据的传输、寻址、帧结构以及流量控制等关键环节,确保了设备之间的高效通信。了解光纤通道网络协议对于构建和维护 SAN 环境至关重要。

参考资料