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FC網絡學習筆記01
1.Fibre Channel 也就是“網狀通道”的意思，簡稱FC，可以稱其為FC協議。FC網絡或FC互聯。2.像TCP/IP一樣，FC協議集同樣具備TCP/IP協議集以及以太網中的概念，比如FC交換、FC交換機、FC路由、FC路由器、SPF路由算法等。完全可以類比的看待TCP/IP協議以及FC協議，他們都遵循OSI模型。
FC協議體係物理層
1）具有比較高的速度，從1Gb/S、2Gb/S、4Gb/S到當前的8Gb/S
2）為了保證傳輸過程中的電直流平衡、時鍾恢複和糾錯等特性，其傳輸編碼方式采用NMb編碼方式。
3）為了實現遠距離傳輸，傳輸介質起碼要支持光纖。（銅線會受到距離的限製）。
4）FC協議中的物理層的電器子層名為FC0，編碼子層名為FC1。
FC協議體係鏈路層
幀：將上層發來的一定數量的位流打包加頭尾在進行傳輸。
1.字符編碼以及FC的幀結構
1）FC協議在鏈路層也是成幀的。
2）FC協議定義了一係列的幀控製策略及對應字符——有序集（FC協議的字符集）
3）FC協議定義了一個24字節的幀頭，其中包含了尋址功能和傳輸保障功能，網絡層和傳輸層都用這24字節的信息來傳遞。
2.FC鏈路層流量控製
1）端到端的流量控製
2）緩存到緩存的流量控製
3.MTU（最大傳輸單元）
FC鏈路層的MTU可以到達2112字節
FC協議體係網絡層——FC-AL和Fabric
1.FC-AL
1）仲裁環路（類似於以太網共享總線拓撲），一個環路能接入的最多節點是128個，由於專用地址、廣播地址對地址的占用，最後隻剩下127個實際可用的地址
2）仲裁環：是一個由所有設備“串聯”形成的閉合環路，數據包按順時針方向傳輸。通過旁路電路（Bypass Circuit）可將環路中故障接口短路，從而使得整個環路將這個故障的設備Bypass掉，不影響其他設備的工作。
3）接入環路的節點不管有多少，其帶寬總是恒定的，即共享的環路帶寬。
2.Fabric
Fabric拓撲和以太網的交換拓撲類似。
1）Fabric的意思是“網狀構造”，這種拓撲其實是一種網狀交換矩陣。
2）交換矩陣對於仲裁環路來說，其轉發效率大大提高，連入這個矩陣的所有節點之間都可以進行點對點通信，加上包交換方式所帶來的並發和資源充分利用的特性，使得交換架構獲得的總帶寬為所有端口帶寬之和。
3）這種矩陣被做成集成芯片集成到專門的交換機上，然後輔以實現FC邏輯的其他芯片或CPU、ROM，就形成了一台用於Fabric交換的交換機。
4）FC交換拓撲尋址容量是2的24次方個地址。
3.尋址
1）WWNN
（1）像以太網端口MAC地址一樣，FC網絡中的每個設備自身都有一個WWNN，不管這個設備有多少個端口
（2）WWNN一般被寫入設備的ROM中不能改變，某些條件下也可以通過運行在設備上的程序動態的改變。
2）WWPN
（1）FC設備的每個端口都有一個WWPN地址
（2）WWPN的地址長度是64位
3）WWPN和三個ID
（1）給每個連接到FC網絡的接口分配一個Fabric ID，用這個ID而不是WWPN來嵌入鏈路幀中做路由。該ID長24位，高8位被定義為Domain區分符，中8位被定義為Area區分符，低8位定義為PORT區分符。這樣WWPN被映射到Fabric ID。
（2）Domain ID 用來區分由眾多交換機組成的大的FC網絡中每個FC交換機本身。
（3）Area ID 用來區分同一台交換機上的不同端口組。
（4）PORT ID 用來區分一個Area中的不同Port
（5）經過這樣的3段式尋址體係，可以區分一個大的Fabric中的每個交換機、交換機中的每個端口組及每個端口組中的端口。
4.尋址過程
1）編址過程
（1）當一個接口連接到FC網絡中時，如果是Fabric架構，那麼這個端口會發起一個登錄注冊到Fabric網絡中的動作，也就是向目的Fabric ID 地址FFFFFE發送一個登錄幀。
（2）交換機收到地址為FFFFFE的幀之後，會動態的給這個接口分配一個24位的Fabric ID ，並記錄這個端口對應的WWPN，做好映射。
（3）此後這個端口發送的幀中不會攜帶其WWPN,而是攜帶其被分配的ID作為源地址。
（4）如果接口是連接到FC仲裁環網絡中，那麼整個環路上的節點會選出一個臨時節點（根據WWPN號的數值，最小的優先級最高）。然後由這個節點發送一係列的初始化幀，給每個節點分配環路ID。這裏是選出的臨時節點先得到一個ID，然後再由這個臨時節點向環路中的其他節點分配ID 。
2）尋址機製
（1）如果將幾台交換機連接成一個FC網絡，則他們會自動鞋上自己的Domain ID ，這個過程是通過選舉出一個WWPN好最小的交換機來充當主交換機，由主交換機來向下給每個交換機分配Domain ID ，以確保不會衝突。
（2）尋址過程中的路由協議——SPF（最短路徑優先）協議
（3）每個節點在登錄到FC網絡並被分配ID之後，會進行一個名稱注冊過程，也就是接口上的設備會向一個特定的目的ID（名稱服務器）發一係列的注冊幀，來注冊自己，這樣FC網絡上的每個注冊過後的節點信息都會被記錄到那個特定的ID（名稱服務器）上。節點被注冊到名稱服務器上之後，服務便會將網絡上存在的其他節點信息告訴這個接口上所連接的設備。所以這個接口上的設備就知道了網絡上的所有節點和資源。
3）ZONE
（1）為安全性考慮，可以對節點ID進行認為配置，讓名稱服務器隻告訴某個設備特定的節點。這中叫做軟ZONE
（2）就算是被隱藏了某個節點的ID，兩個互不相識的節點也可以進行通信，是不經過交換機而直接通信，就像兩台計算機直接用網線鏈接通信一樣。但是如果兩個節點間沒有了物理連接，又互相隱藏了ID，則兩者之間不可能進行通信了，這叫做硬ZONE。
（3）ZONE,即分區，同一個分區內的節點可以通信，不同分區之間的節點如果相互隱藏了ID則無法進行通信。
5.FC的鏈路層和傳輸層被合並成一層，統稱為FC2
FC協議體係傳輸層
1.FC的傳輸層也與TCP類似，也對上層的數據流進行Segment，而在FC傳輸層，這種Segement被叫做Iformation Unit，並且通過FC的Exchange ID 來區分上層程序。
2.FC傳輸層將Unit提交給FC的下層進行傳輸，下層將每個Unit當作一個Sequence，並給與一個Sequence ID ，然後再講這個Sequence再次分割成FC所適應的幀，並給每個幀賦予一個Sequence Count，這樣便可以保證幀的排列順序。
3.傳輸層還有一個重要的角色，即適配上層協議，FC會提供適配上層協議的接口。
4.FC也是通過發送ACK幀來向對方發送確認信息的。
5.FC傳輸層上定義的幾種服務類型
1）Class 1 服務類型：麵向連接的服務
2）Class 2 服務類型：端到端確認的保障傳輸服務
3）Class 3 服務類型：不提供確認
4）Class 4 服務類型：在一條連接上保留一定的帶寬資源給上層應用。
FC協議的上三層
表現為各種Login過程、包括名稱服務在內的各種服務等
小結
1.FC是一個高速高效，配置簡單，不需要太多人為介入的網絡。
2.FC協議的大部分邏輯被直接做到一塊獨立的硬件卡片當中，而不是運行在操作係統中，如果將部分協議邏輯置於主機上運行，會占用主機CPU內存資源
3.FC協議物理層到傳輸層的邏輯，大部分運行在FC適配卡的芯片中，隻有小部分關於上層API的邏輯運行於操作係統FC卡驅動程序中，這樣就使得FC協議的速度和效率都較TCP/IP協議高
最後更新：2017-04-03 14:53:38