что такое fiber connection

fibre connection

Тематики

Смотреть что такое «fibre connection» в других словарях:

Fibre Channel — Layer 4. Protocol mapping LUN masking Layer 3. Common services Layer 2. Network Fibre Channel fabric … Wikipedia

Fibre Channel — (FC) (англ. fibre channel волоконный канал) семейство протоколов для высокоскоростной передачи данных. Стандартизацией протоколов занимается Технический комитет T11, входящий в состав Международного комитета по стандартам в сфере ИТ… … Википедия

Connection form — In mathematics, and specifically differential geometry, a connection form is a manner of organizing the data of a connection using the language of moving frames and differential forms. Historically, connection forms were introduced by Élie Cartan … Wikipedia

Connection (mathematics) — In geometry, the notion of a connection makes precise the idea of transporting data along a curve or family of curves in a parallel and consistent manner. There are a variety of kinds of connections in modern geometry, depending on what sort of… … Wikipedia

fibre, man-made — Introduction fibre whose chemical composition, structure, and properties are significantly modified during the manufacturing process. Man made fibres are spun and woven into a huge number of consumer and industrial products, including… … Universalium

Fibre Channel switch — In the computer storage field, a Fibre Channel switch is a network switch compatible with the Fibre Channel (FC) protocol. It allows the creation of a Fibre Channel fabric, that is currently the core component of most storage area networks. The… … Wikipedia

Connection (principal bundle) — This article is about connections on principal bundles. See connection (mathematics) for other types of connections in mathematics. In mathematics, a connection is a device that defines a notion of parallel transport on the bundle; that is, a way … Wikipedia

Connection — Connect, connection, connections, connected, or connectivity may refer to: Contents 1 Mathematics 2 Technology 3 Media … Wikipedia

Connection (algebraic framework) — Geometry of quantum systems (e.g., noncommutative geometry and supergeometry) is mainly phrased in algebraic terms of modules and algebras. Connections on modules are generalization of a linear connection on a smooth vector bundle written as a… … Wikipedia

Ehresmann connection — In differential geometry, an Ehresmann connection (after the French mathematician Charles Ehresmann who first formalized this concept) is a version of the notion of a connection which is defined on arbitrary fibre bundles. In particular, it may… … Wikipedia

Cartan connection — In the mathematical field of differential geometry, a Cartan connection is a flexible generalization of the notion of an affine connection. It may also be regarded as a specialization of the general concept of a principal connection, in which the … Wikipedia

Источник

Первое знакомство

Сетевое соединение vs. шина ввода/вывода

Сначала был компьютер. Первый, он же и единственный. Боже, как это было просто. Все данные хранились где-то глубоко в его недрах, и если их там не было,
то их не было вообще. Потом появились сети, призванные объединить такие компьютеры для совместной работы. На этом эпоха централизованного хранения завершилась, потому что для повышения производительности гораздо удобнее оказалось приблизить ресурсы поближе к рабочим группам. Таким образом, в попытке минимизировать сетевую нагрузку накопители информации были были равномерно разделены между множеством серверов и настольных компьютеров.

В итоге, сейчас мы имеем то, что имеем, и какой бы простой не являлась сеть, в ней одновременно существуют два канала передачи данных. На виду всегда сетевой канал, т. е. собственно сеть, по которой идет обмен между клиентами и серверами. Вместе с тем существует и второй канал, по которому происходит обмен данными между системной шиной компьютера и собственно устройством хранения. Это может быть канал между контроллером и жестким диском, если говорить в терминах ПК, или между RAID-контроллером и внешним дисковым массивом, как в случае сколь-нибудь серьезного сервера.

Такое разделение каналов во многом объясняется различными требованиями к пересылке данных. В сети на первое место встает доставка нужной информации одному клиенту из множества возможных, для чего необходимо создать определенные и весьма сложные механизмы адресации и некий «сетевой этикет» при одновременной работе всех клиентов. В итоге, перед каждой пересылкой по сети приходится выполнять ряд неизбежных процедур в соответствии с объявленными правилами и сознательно мириться с возникающими при этом задержками и снижением пропускной способности сетевого канала. Кроме того, сетевой канал предполагает значительные расстояния, поэтому здесь предпочтительна передача данных по последовательному соединению.

А вот канал хранения выполняет крайне простую задачу, предоставляя возможность обмена с заранее известным накопителем данных. Единственное, что от него требуется — делать это максимально быстро. Расстояния здесь, как правило, небольшие, поэтому производители могут использовать более дорогой кабель для параллельной передачи данных.

Если звезды зажигаются…

В последнее время в воздухе снова витает идея централизации. Или же, если угодно, то ее можно назвать концепцией истинно разделяемых ресурсов, где накопители не принадлежат никому конкретно, а могут напрямую использоваться любым другим ресурсом сети. Актуальность централизации во многом определяется осознанием все увеличивающейся роли хранения данных в современной вычислительной среде. Разве не заманчиво иметь возможность двигать устройства хранения в сети, как шахматные фигуры, и не привязывать их жестко к шинам ввода-вывода отдельных компьютеров?

Предполагается, что такая схема улучшит производительность и масштабируемость вычислительной среды вместе с более легким администрированием, а также повысит доступность данных. В итоге, мы вправе ожидать существенного снижения стоимости владения данным ресурсом, что справедливо ставится во главу угла финансовыми службами.

Очевидно, что всего этого можно добиться, если интегрировать накопители в сеть наряду с серверами, клиентскими машинами и прочими принтерами, т. е. использовать для этого существующий сетевой канал. К сожалению, после такого шага сеть просто впадет в кому, подавая лишь слабые признаки жизни. Конечно, если бы мы до сих пор использовали MS-DOS или все разом перешли на Linux, то с ними сетевой канал еще бы справлялся, но ведь по совершенно необъяснимым причинам пользователи предпочитают монстров типа Windows NT, да еще и пытаются передавать по этому же каналу потоковое видео.

В то же время существующему каналу хранения такие нагрузки по зубам, но вряд-ли в нынешнем виде он подходит для реализации истинно разделяемых ресурсов. Если обратиться к физической реализации такого канала, то самым сильным игроком здесь был и остается старый добрый параллельный SCSI, но при всей нашей любви к нему необходимо признать существенные ограничения на допустимую длину физической линии. Дело в том, что волновые характеристики отдельных проводников слегка отличаются, поэтому при передаче на большие расстояния возникает дифференциальная задержка в виде неодновременного прихода импульсов по разным сигнальным парам. В итоге получаем не более 25 метров даже при использовании дифференциального интерфейса HVD. Кроме того, передача по параллельному кабелю влечет за собой дополнительные расходы вследствие большей сложности монтажных работ, а также высокой стоимости используемых кабелей и коннекторов.

Fibre channel — хорошо забытое старое

Исходя из присущих параллельному соединению ограничений, сама идея использовать последовательную линию для канала хранения выглядит не такой уж и безумной, как это могло показаться с первого раза. Совершенно не зря говорят, что технический прогресс развивается по спирали. Если заглянуть в мир mainframe, то там практически с самого начала живет разработанный IBM стандарт последовательной передачи под названием ESCON (Enterprise Systems Connection) с использованием запатентованной IBM кодировки 8b/10b.

Когда в 1988 году ANSI (Американский Национальный Институт по Стандартизации) зарегистрировал рабочую группу по разработке «практичного, недорогого и вместе с тем расширяемого метода для высокоскоростного обмена данными между ЭВМ, суперкомпьютерами, рабочими станциями, персональными компьютерами, накопителями и устройствами отображения», мало кто из сторонних наблюдателей верил в успех, слишком уж глобальна и вызывающе звучала постановка задачи. Возможно, именно из-за такой недооценки потенциального соперника IBM с легкостью выдала лицензию на кодировку 8b/10b без отчислений владельцу (royalty-free license).

К тому времени парадигма Network (сетевое соединение) — Channel (шина ввода/вывода) была уже столь очевидна, что новый метод было решено назвать Fiber Channel. Через некоторое время разработчики спохватились, что английское слово Fiber слишком уж сильно ассоциируется с оптоволоконными линиями, поэтому оно было заменено на французскую (или британскую) транскрипцию Fibre. Учитывая, что основной топологией этого метода была избрана петля с арбитражным доступом (Arbitrated Loop), то его полное название составило Fibre Channel Arbitrated Loop или FC-AL.

Самое смешное, что после некоторых раздумий корпорация IBM тоже бросилась вдогонку, разработав свой собственный метод последовательной передачи под названием SSA (Serial Storage Architecture). Видимо, хотели сделать собственный закрытый стандарт, но получилось, как с микроканальной шиной MCA — основная масса разработчиков и производителей предпочла открытую архитектуру.

При всем богатстве выбора…

Как видно из приведенной таблицы, по сумме вышеперечисленных характеристик FC-AL выглядит явным фаворитом. Правда, справедливости ради стоит отметить новый HiPPI-800, который, несмотря на свое название High Performance Parallel Interface, также использует последовательную передачу данных и имеет во многом сходные характеристики канала (до 10 км, полудуплекс при эффективной полосе пропускания 80 Mbytes/s).

Мы совершенно сознательно не считаем разработанную IBM технологию SSA сколь-нибудь серьезным соперником технологии FC-AL. Не станем пока вдаваться в технические детали, о которых вдоволь поговорим позже, а сфокусируемся лишь на маркетинговых вопросах. В свое время инициатива IBM была поддержана очень небольшим количеством независимых производителей, и только несколько из них сумели продвинуться дальше стадии разработки. А потом начались потери. Компания Conner, выпустившая на рынок жесткие диски SSA, была приобретена компанией Seagate, являвшейся уже к тому времени членом FCLC (Fiber Channel Loop Community). В итоге — ни Коннера, ни дисков.

На данный момент жесткие диски SSA можно приобрести только у IBM и Xyratex, которая сама базируется на бывшем заводе IBM. Долгое время из IBM исходили слухи о скором выпуске RAID-контроллера SSA, макет которого возили по компьютерным выставкам и демонстрировали всем желающим. А потом возить перестали, объявив о продаже прав на продукт компании Adaptec. Через некоторое время Adaptec перешел под знамена FCLC и блистательно похоронил наши надежды. Поэтому сейчас нам в очередной раз искренне жаль всех пользователей SSA, которые остались сиротами после объявления IBM о начале разработки нового стандарта FC-EL (Fiber Channel Enhanced Loop). Интересно, а сколько раз нужно наступить на грабли, чтобы выработать устойчивый рефлекс, как у собаки Павлова?

Первое знакомство

На момент выхода данной статьи Fibre Channel может быть описан как технология интерфейса передачи данных с гарантированной скоростью 1.0625 Gbit/s, поддерживающая такие распространенные способы обмена, как SCSI или IP. Благодаря такой универсальности, FC-AL может использоваться как в высокоскоростных шинах ввода/вывода (канал хранения), так и в LAN (сетевой канал) с максимальной длиной физической линии до 10 километров при использовании оптоволокна. К другим очевидным достоинствам Fibre Channel можно отнести поддержку различных топологий (точка-точка, петля с арбитражным доступом и коммутируемая звезда).

В основу технологии положена методика простого перемещения данных из буфера передатчика в буфер приемника с полным контролем этой и только этой операции. Благодаря такому «разграничению прав и обязанностей» для FC-AL совершенно неважно, как обрабатываются данные индивидуальными протоколами до и после помещения в буфер, вследствие чего тип передаваемых данных (команды, пакеты или кадры) не играет никакой роли.

И чтобы совсем приблизиться к идеалу, собственный размер кадра в FC-AL увеличен до 2148 байт для эффективной работы с большими массивами. В то же время, для уменьшения накладных расходов при передаче коротких сообщений размер кадра может пропорционально уменьшаться вплоть до 36 байт.

Таким образом, технология Fibre Channel может смело претендовать на роль универсальной Магистрали, пропускающей потоки данных как существующих шин ввода/вывода, так и LAN соединений.

Во избежание возможных недоразумений сразу оговоримся, что мы не предлагаем всем дружно отказаться от IDE, SCSI, Ethernet или FDDI. Совсем нет, это было бы так же глупо, как и призывы некоторых производителей тянуть ATM к каждому рабочему месту.

Совершенно очевидно, что технологическое превосходство того или иного стандарта само по себе не может служить достаточным основанием для отказа от уже используемых решений. Иначе кто бы сейчас в здравом уме покупал IDE диски, когда есть существенно более продвинутые SCSI? Но зачем платить лишние деньги за конвейерную обработку, если на компьютере не установлена многозадачная и многопотоковая ОС? И даже если установлена, то так ли часто большинству из нас приходится пользоваться этими возможностями? С другой стороны, нам неизвестны примеры успешного использования IDE дисков для аппаратного обеспечения посещаемых Интернет-ресурсов.

Примерно то же самое можно сказать и применительно к технологии Fibre Channel. Вряд ли на сегодняшний день есть большой смысл в ее применении на домашнем ПК или даже на рабочем месте в офисе. А вот объединить ресурсы серверов и накопителей в единый пул для центра обработки информации с помощью Fibre Channel можно гораздо эффективнее, чем при использовании стандартного набора Gigabit Ethernet + Ultra2 SCSI.

И при этом даже останется немного денег, чтобы после праведных трудов отдохнуть, ни в чем себе не отказывая 🙂

Источник

Протокол FICON. Краткий ликбез

В этой статье я вкратце расскажу о основах FICON — протокола неразрывно связанного с миром мейнфреймов. Это маленькая статья-введение, описывающая концепцию FICON и поэтому я воздержусь от глубоких технических деталей. Если возникнет необходимость, то это будет сделано в следующих статьях.

Немного истории

FICON (FIber CONnection) — это проприетарный протокол и индустриальный стандарт ввода/вывода используемый для соединения мейнфреймов с системами хранения данных и периферийными устройствами. Появился в 1998 году как замена устаревшему протоколу ESCON (Enterprise Server CONnection) и сильно превосходит его по всем основным характеристикам. Как Вы уже догадались, придуман был данный стандарт в стенах компании, которая является основным производителем мейнфреймов на нашей планете — IBM.

В данный момент IBM-совместимые мейнфреймы также производят компании Fujitsu, NEC, Hitachi, хотя они практически не составляют конкуренцию IBM и продаются в основном на японском рынке. В их продуктах также используется FICON. А системы хранения данных и ленточные библиотеки с поддержкой FICON производят все крупнейшие игроки рынка систем хранения данных (EMC, Hewlett-Packard, IBM, Hitachi). Фактически, поддержка системой хранения данных протокола FICON является чуть ли ни одним из признаков того, что эта система класса Hi-End.

Рынок коммутаторов FICON не так сильно пестрит количеством производителей. Фактически этот рынок делят два производителя: большую его часть занимает компания Brocade (по разным оценкам около 70-80%), а остатки контролирует всеми известная Cisco Systems.

Необходимость разработки этого протокола появилась вследствие того, что мейнфреймы всегда строились на закрытой архитектуре и в частности всеми любимый SCSI не поддерживали. А в наш век, протокол SCSI используется практически на каждом первом сервере: SAS диски на серверах (Serial Attached SCSI), виртуальные тома с внешних систем хранения данных по протоколу FCP (SCSI over FC), виртуальные тома с внешних систем хранения по протоколу iSCSI. В исторической гонке скоростей интерфейсов в один прекрасный день сложилась такая ситуация, что скорости ESCON уже никого не устраивали, а замены из открытых систем (в частности SCSI) для мейнфреймов использоваться не могли, т.к. такая миграция приводила к необходимости внесения большого числа архитектурных изменений в ПО мейнфреймов. Поэтому хитрые умы из IBM решили разработать протокол, подобный по формату ESCON но на открытой и динамично развивающейся инфраструктуре. Такой инфраструктурой оказался Fibre Channel. Разработанный компанией IBM в 1998 году FICON — есть ни что иное, как адаптация и некоторая модификация ESCON к использованию его в качестве протокола верхнего уровня в стеке Fibre Channel.

Характеристики

Существующие в данный момент устройства FICON поддерживают скорости 2, 4, 8, 16 Гбит/сек. Правда стоит отметить что на данный момент скорость в 16 Гбит/сек. можно получить исключительно на оборудовании Brocade, так как Cisco пока не имеет подобных решений. Максимальное расстояние зависит от скорости интерфейсов, используемого оборудования и других факторов, но обычно не превышает 100 километров (без использования FCIP маршрутизаторов). На расстояниях более 500 метров необходимо будет использовать особые оптические модули (long-wave SFP) и одномодовое оптоволокно (dark fiber).

Топологии

Сходства и различия с Fibre Channel Protocol (FCP)

FICON использует аппаратную инфраструктуру Fibre Channel. То есть используются те же коммутаторы, те же оптоволоконные кабели с разъемом LC-LC, те же трансиверы, что используются для подключения серверов открытых систем (не мейнфреймов) к системам хранения данных. FICON — это всего лишь один из протоколов верхнего уровня (upper level protocol) который инкапсулируется в стек Fibre Channel на верхнем уровне (FC-4). Он инкапсулируется в стек FC так же как и SCSI в наиболее популярном FCP. FICON и FCP могут использоваться одновременно на одной и той же аппаратной инфраструктуре (делить одни и те же коммутаторы и директора сети хранения данных). Администрирование FICON фабрик очень похоже на администрирование обычных фабрик для открытых систем, но имеет свои весьма забавные особенности, связанные в первую очередь с адресацией устройств в мейнфреймах.

На этом всё! Спасибо Вам что вы дочитали до конца! Если вдруг кого-то заинтересует техническое продолжение, то оно не заставит себя ждать.

Источник

Основы Fibre Channel

Продолжаю вещать на тему прояснения основных представлений об FC SAN. В комментариях к первому посту меня попрекнули тем, что копнул недостаточно глубоко. В частности — мало сказал о непосредственно FC и ничего о BB credits, IP и multipathing. Multipathing и IP — темы для отдельных публикаций, а про FC, пожалуй, продолжу. Или начну, как посмотреть.

Для начала, небольшое терминологическое отступление (навеянное опять же комментарием к предыдущему посту).

Fibre or Fiber?: Изначально технология Fibre Channel предполагала поддержку только волоконно-оптических линий (fiber optic). Однако, когда добавилась поддержка меди, было принято решение название в принципе сохранить, но для отсылки на стандарт использовать британское слово Fibre. Американское Fiber сохраняется преимущественно для отсылки на оптоволокно.

IBM Redbook «Introduction to SAN and System Networking»

Начало

По аналогии с сетевой моделью OSI, Fibre Channel состоит из пяти уровней. Каждый уровень обеспечивает определённый набор функций.

FC-0 — уровень физических интерфейсов и носителей. Описывает физическую среду: кабели, коннекторы, HBA, трансиверы, электрические и оптические параметры.

А теперь подробнее об этих и других непонятных словосочетаниях. В данной статье рассмотрим только нижние три уровня, как наиболее значимые при создании и управлении инфраструктурой FC SAN.

Я, пожалуй не буду приводить сложных таблиц разновидностей кабелей, передатчиков и их характеристик. Во-первых, потому что неудобно тут вставлять таблицы, во-вторых, потому что эти таблицы есть везде, где хоть что-то написано про FC (русская википедия, нерусская википедия), в-третьих (и ключевое), — на мой взгляд, главное понять суть, а справочные данные найти не проблема.
А суть в том, что есть два типа волокна: многомодовое и одномодовое.
Многомодовое (Multimode Fiber, MMF) — относительно широкое в сечении (50-62,5 микрон), предназначенное для коротковолновых лазерных лучей. «Многомодовое» значит, что свет по каналу может проходить разными путями — множественно отражаясь от стенок волокна. Это делает кабель менее чувствительным к перегибу, но снижает силу и качество сигнала, что ограничивает данный тип только небольшими дистанциями — до 500 м.
Одномодовое (Singlemode Fiber, SMF) — волокно малого диаметра (8-10 микрон), сигнал по которому передаётся длинноволновым лазером, свет которого не виден человеческому глазу. Тут свет может перемещаться единственным путём — по прямой, соответственно сигнал передаётся быстрее и точнее, но оборудование для обеспечения такого рода сигналов стоит значительно дороже, так что используется, в основном, для связи на больших расстояниях (до 50 км). К перегибам и вообще любым искривлениям одномодовое волокно куда чувствительнее.
Тут рядом есть более подробная статья про типы волокна.
Стоит иметь ввиду, что для соединения двух устройств используется два кабеля. Один используется для передачи, другой для приёма. Потому важно подключить их корректно (Tx одной стороны к Rx другой).

Отдельно хочу упомянуть про такой термин как тёмная оптика (dark fiber). Сей термин не значит, что она как-то специальным образом тонирована. Это просто выделенные оптические линии связи, как правило, для связи на больших расстояниях (между городами или далеко отстоящими зданиями), которые берутся в аренду, и для использования которых не требуется дополнительное оборудования усиления сигнала (его обеспечивает владелец). Однако, так как это просто оптический кабель, отданный в ваше полновластное распоряжение, до тех пор пока вы не пустите по нему свой световой сигнал, он остаётся «тёмным».

ASIC (аббревиатура от англ. application-specific integrated circuit, «интегральная схема специального назначения») — интегральная схема, специализированная для решения конкретной задачи. В отличие от интегральных схем общего назначения, специализированные интегральные схемы применяются в конкретном устройстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства; вследствие этого выполнение функций происходит быстрее и, в конечном счёте, дешевле. Примером ASIC может являться микросхема, разработанная исключительно для управления мобильным телефоном, микросхемы аппаратного кодирования/декодирования аудио- и видео-сигналов (сигнальные процессоры).

Transceivers, трансиверы или SFP — в случае FC-коммутаторов это отдельные модули, необходимые для подключения кабеля к порту. Различаются на коротковолновые (Short Wave, SW, SX) и длинноволновые (Long Wave, LW, LX). LW-трансиверы совместимы с многомодовым и одномодовым волокном. SW-трансиверы — только с многомодовым. И к тем и к другим кабель подключается разъёмом LC.
Есть ещё SFP xWDM (Wavelenght Division Multiplexing), предназначенные для передачи данных из нескольких источников на дальние расстояния единым световым пучком. Для подключения кабеля к ним используется разъём SC.

8/10 и 64/66

Первое, что происходит на этом уровне — кодирование / декодирование информации. Это довольно мудрёный процесс, в ходе которого каждые 8 бит поступающей информации преобразуются в 10-битное представление. Делается это с целью повышения контроля целостности данных, отделения данных от служебных сигналов и возможности восстановления тактового сигнала из потока данных (сохранение баланса нулей и единиц).
Это ведёт к заметному снижению полезной пропускной способности, ибо как можно подсчитать, 20% потока данных является избыточной служебной информацией. А ведь кроме всего прочего, немалую часть этого потока может занимать служебный трафик.
Однако хорошая новость в том, что кодирование 8/10 используется в оборудовании 1G, 2G, 4G и 8G. В части реализаций 10G и начиная с 16G кодирование осуществляется по принципу 64/66, что существенно увеличивает полезную нагрузку (до 97% против 80% в случае 8/10).

Ordered sets

Инициализация соединения (Link initialization)

Фреймы (Кадры, Frames)

Промежутки между фреймами заполняются специальными «заполняющими словами» — fill word. Как правило, это IDLE, хотя начиная с FC 8G было стандартизовано использование ARB(FF) вместо IDLE, в целях снижения электрических помех в медном оборудовании (но по-умолчанию коммутаторами используется IDLE).

Последовательности (Sequences)

Чаще всего источник стремится передать приёмнику гораздо больше информации, чем 2112 байт (максимальный объём данных одного фрейма). В этом случае информация разбивается на несколько фреймов, а набор этих фреймов называется последовательностью (sequence). Чтобы в логическую последовательность фреймов не вклинилось что-то лишнее при параллельной передаче, заголовок каждого фрейма имеет поля SEQ_ID (идентификатор последовательности) и SEQ_CNT (номер фрейма в последовательности).

Обмен (Exchange)

Одна или несколько последовательностей, отвечающих за какую-то одиночную операцию, называется обменом. Источник и приёмник могут иметь несколько параллельных обменов, но каждый обмен в единицу времени может содержать только одну последовательность. Пример обмена: инициатор запрашивает данные (последовательность 1), таргет возвращает данные инициатору (последовательность 2) и затем сообщает статус (последовательность 3). В этот набор последовательностей не может вклиниться какой-то посторонний набор фреймов.
Для контроля этого процесса заголовок каждого фрейма включает поля OX_ID (Originator Exchange ID — заполняется инициатором обмена) и RX_ID (Responder Exchange ID — заполняется получателем в ответных фреймах, путём копирования значения OX_ID).

Классы обслуживания (Classes of Services)

Различные приложения предъявляют разные требования к уровню сервиса, гарантии доставки, продолжительности соединения и пропускной способности. Некоторым приложениям требуется гарантированная пропускная способность в течение их работы (бэкап). Другие имеют переменную активность и не требуют постоянной гарантированной пропускной способности канала, но им нужно подтверждение в получении каждого отправленного пакета. Для удовлетворения таких потребностей и обеспечения гибкости, FC определяет следующие 6 классов обслуживания.

Class 1

Для этого класса устанавливается выделенное соединение, которое резервирует максимальную полосу пропускания между двумя устройствами. Требует подтверждения о получении. Требует чтобы фреймы попадали на приёмник в том же порядке, что вышли из источника. Ввиду того, что не даёт другим устройствам использовать среду передачи, используется крайне редко.

Class 2

Без постоянного соединения, но с подтверждением доставки. Не требует соответствия порядка отправленных и доставленных фреймов, так что они могут проходить через фабрику разными путями. Менее требователен к ресурсам, чем класс 1, но подтверждение доставки приводит к повышенной утилизации пропускной способности.

Class 3

Без постоянного соединения и без подтверждения доставки. Самый оптимальный с точки зрения использования ресурсов фабрики, но предполагает, что протоколы верхних уровней смогут собрать фреймы в нужном порядке и перезапросить передачу пропавших фреймов. Наиболее часто используемый.

Class 4

Требует постоянного соединения, подтверждение и порядок фреймов как и класс 1. Главное отличие — он резервирует не всю полосу пропускания, а только её часть. Это гарантирует определённое QoS. Подходит для мультимедиа и Enterprise-приложений, требующих гарантированного качества соединения.

Class 5

Ещё до конца не описан и не включен в стандарт. Предварительно, класс, не требующий соединения, но требующий немедленной доставки данных по мере их появления, без буферизации на устройствах.

Class 6

Вариант класса 1, но мультикастовый. То есть от одного порта к нескольким источникам.

Class F

Класс F определён в стандарте FC-SW для использования в межкоммутаторных соединениях (Interswitch Link, ISL). Это сервис без постоянного соединения с уведомлениями о сбое доставки, использующийся для контроля, управления и конфигурирования фабрики. Принцип похож на класс 2, но тот используется для взаимодейтсвия между N-портами (порты нод), а класс F — для общения E-портов (межкоммутаторных).

Flow Control

В целях предотвращения ситуации, когда отправитель перегрузит получателя избыточным количеством фреймов так, что они начнут отбрасываться получателем, FC использует механизмы управления потоком передаваемых данных (Flow Control). Их два — Buffer-to-Buffer flow control и End-to-End flow control. Их использование регламентируется классом обслуживания. Например, класс 1 использует только механизм End-to-End, класс 3 — Buffer-to-Buffer, а класс 2 — оба эти механизма.

Buffer-to-Buffer flow control

Принцип технологии — кредит в каждый дом отправка любого фрейма должна быть обеспечена наличием кредита на отправку.
Все поступающие на вход порта фреймы помещаются в специальную очередь — буферы. Количество этих буферов определяется физическими характеристиками порта. Один буфер (место в очереди) соответствует одному кредиту. Каждый порт имеет два счётчика кредитов:
TX BB_Credit — счётчик кредитов передачи. После отправки каждого фрейма, уменьшается на 1. Если значение счётчика стало равным нулю — передача невозможна. Как только от порта-приёмника получено R_RDY, счётчик увеличивается на 1.
RX BB_Credit — счётчик кредитов приёма. Как только фрейм принят и помещён в буфер, уменьшается на 1. Когда фрейм обрабатывается или пересылается дальше, счётчик увеличивается на 1, а отправителю отправляется R_RDY. Если значение счётчика падает до 0, то в принципе, приём новых фреймов должен быть прекращён. На практике, из-за ошибок синхронизации кредитов может возникнуть ситуация, что источник прислал ещё один-несколько фреймов уже после того как RX BB_credit стал равен нулю. Данная ситуация называется buffer overflow. В большинстве реализаций порт обрабатывает такие ситуации «по-доброму» — за счёт резервных буферов. Хотя некоторое оборудование в таких случаях может сынициировать Link Reset.

Отсюда исходит сильное влияние расстояния между портами на производительность. Чем выше расстояние и больше пропускная способность, тем больше фреймов будет отправлено (читай кредитов передачи потрачено) ещё до того как получатель получит хотя бы первый. Ситуацию облегчает особенность архитектуры FC-коммутаторов. Дело в том, что количество буферов не закреплено жёстко за каждым портом (кроме восьми обязательных), а является общим для всех. И в случае определения «дальних линков» (автоматически или вручную) количество выделяемых коммутатором буферов для этого порта увеличивается. Другой плюс общей памяти — не требуется гонять буферы от одного порта к другому внутри коммутатора.

End-to-End flow control

Реализуется счётчиком EE_Credit, который определяет максимум фреймов, которые источник может отправить приёмнику без получения подтверждения (Acknowledge, ACK). В отличие от BB_Credit распространяется только на фреймы с данными, а обмен/учёт происходит между конечными нодами.

Конец

Изначально мне казалось, что статья будет раза в два меньше, но в ходе написания всплыло много деталей, без которых счастье казалось не полным. Ещё кучу вещей, которые хотелось бы осветить, пришлось пока отбросить — процесс написания грозил стать бесконечным. Если у кого-то возникнут замечания, предложения и пожелания к тому, про что ещё стоит написать, буду признателен. И спасибо всем, кто дочитал до этого места.

Были использованы материалы из следующих источников:
IBM Redbook «Introduction to SAN and System Networking»
EMC «Network Storage Concepts and Protocols»
Brocade «SAN Fabric Administration Best Practices Guide»

Источник