Интегрированные сети ISDN
Канальный протокол Fibre Channel
4.1.12 Канальный протокол Fibre Channel
Известно, что производительность микропроцессоров рабочих станций удваивается каждые 18 месяцев. Каждому миллиону операций в секунду процессора должна соответствовать пропускная способность ввода/вывода, равная мегабиту в секунду (закон Amdahl). По этой причине требования к широкополосности телекоммуникационных каналов уже сегодня лежит в диапазоне от 100 до 1000 Мбит/с. Наиболее популярные скоростные сети Fast Ethernet, FDDI и ATM соответствуют этим требованиям на пределе. Уже одно это заставляет обратить внимание на такие протоколы как гигабитный Ethernet и (стандарт ANSI). Fibre Channel сочетает в себе преимущества канальных и сетевых технологий. Работы по разработке стандарта FC начаты группой ANSI в 1988 году. К настоящему времени разработано более 20 регламентирующих документов. В настоящее время Fibre Channel конкурирует как с Ethernet, так и с SCSI. Смотри
www.prz.tu-berlin.de/docs/html/EANTC/INFOSYS/fibrechannel/detail, http://www.fibrechannel.com/technology/physical.htm и http://www.ancor.com. http://www.iol.unh.edu/training/fc/fc_tutorial.html. Последний уже сейчас превосходит по быстродействию существующие сети в 10-100 раз. Он легко стыкуется с протоколами локальных и региональных сетей. Fibre Channel имеет уникальную систему физического интерфейса и форматы кадров, которые позволяют этому стандарту обеспечить простую стыковку с канальными протоколами IPI (Intelligent Peripheral Interface), SCSI, HIPPI, ATM, IP и 802.2. Это позволяет, например, организовать скоростной канал между ЭВМ и дисковой накопительной системой RAID. Быстродействие сетей Fibre Channel составляет nґ 100Мбайт/с при длинах канала 10 км и более. Предусмотрена работа и на меньших скоростях (например, 12,5 Мбайт/c). Предельная скорость передачи составляет 4,25 Гбод. В качестве транспортной среды может использоваться одномодовое или мультимодовое оптическое волокно. Допускается применение медного коаксиального кабеля и скрученных пар (при скоростях до 200 Мбайт/с).
Fibre Channel имеет шесть независимых классов услуг (каждый класс представляет определенную стратегию обмена информацией), которые облегчают решать широкий диапазон прикладных задач:
| Класс 1 | Соединение с коммутацией каналов по схеме точка-точка (end-to-end) между портами типа n_port Класс удобен для аудио и видео приложений, например, видеоконференций. После установления соединения используется вся доступная полоса пропускания канала. При этом гарантируется, что кадры будут получены в том же порядке, в каком они были посланы. |
| Класс 2 | Обмен без установления соединения с коммутацией пакетов, гарантирующий доставку данных. Так как соединение не устанавливается, порт может взаимодействовать одновременно с любым числом портов типа n_port, получая и передавая кадры. Здесь не может быть гарантии того, что кадры будут доставлены в том же порядке, в каком были переданы, (за исключением случаев соединения точка-точка или арбитражное кольцо). В этом классе допустимы схемы управления потоком буфер-буфер и точка-точка. Этот класс характерен для локальных сетей, где время доставки данных не является критическим. |
| Класс 3 | Обмен дейтограммами без установления соединения и без гарантии доставки. Схема управления потоком буфер-буфер. Применяется для каналов scsi. |
| Класс 4 | Обеспечивает выделение определенной доли пропускной способности канала с заданным значением качества обслуживания (QoS). Работает только с топологией структура (fabric), где соединяются два порта типа n_port. При этом формируется два виртуальных соединения, обслуживающих встречные потоки данных. Пропускная способность этих соединения может быть различной. Как и в классе 1, здесь гарантируется порядок доставки кадров. Допускается одновременное соединение более чем с одним портом типа n_port. Используется схема управления потоком буфер-буфер. Каждое виртуальное соединение управляется независимо с помощью сигнала-примитива fc_rdy. |
| Класс 5 | Предполагает изохронное обслуживание. Регламентирующие документы находятся в процессе подготовки. |
| Класс 6 | Предусматривает мультикастинг-обслуживание в рамках топологии типа структура (fabric). При этом используется стандартный адрес 0xfffff5. n_port становится членом мультикаст-группы путем регистрации по адресу 0xfffff8. |
/p> fibre channel использует пакеты переменной длины (до 2148 байт), содержащие до 2112 байт данных. Такая длина пакета заметно снижает издержки, связанные с пересылкой заголовков (эффективность 98%). С этой точки зрения в наихудшем положении оказывается ATM(83% эффективность 48 байт данных при 53 байтном пакете). Только FDDI превосходит Fibre Channel по этому параметру (99%). В отличие от других локальных сетей, использующих 6-октетные адреса, fibre channel работает с 3-байтовыми адресами, распределяемыми динамически в процессе выполнения операции login. Адрес 0xffffff зарезервирован для широковещательной адресации. Адреса же в диапазоне 0xfffff0-0xfffffe выделены для обращения к "структуре" (fabric), мультикастинг-серверу и серверу псевдонимов (alias-server). n_port передает кадры от своего source_id (s_id) к destination_id (d_id). До выполнения операции fabric login s_id порта не определено. В случае арбитражного кольца применяются 3-октетные адреса al_pa, задаваемые при инициализации кольца. Для однозначной идентификации узлов используются 64-битовые имена-идентификаторы.
Fibre Channel превосходит другие сети и по некоторым экономическим параметрам (см. табл. 4.1.12.1).
