نوشته‌ها

لایه های Fiber Channel

پروتکل Fibre Channel  به ۵ لایه تقسیم می شود. این پروتکل با اینکه  مدل OSI را دنبال نمی کند، اما شباهت های بسیاری به آن دارد.

FC-0  تعریف کننده media  فیزیکی است.  سرعتی که دستگاه می تواند ارتباط برقرار کند. (۱,۲,۴,۸,۱۰,۱۶ Gbps)

FC-1  شامل جزییات برای Encoding ، Ordered Set  و ارتباطات Link Control  است.

FC-2 به منظور ساخت FC Frame  و Flow Control. ما به Flow Control برای دانستن مقدار داده ی عبوری در زمان معین که در سمت گیرنده می تواند دریافت آن را مدیریت کند، نیاز داریم. Flow control  توسط شیوه  Buffer-to-Buffer Control Credit  مدیریت می شود.

FC-3  هنوز به طور گسترده استفاده نشده است. در واقع یک سرویس Fabric، معرف ویژگی های Advance  مانند Stripping و Hung Group است.

FC-4  در پروتکل Fibre Channel وظیفه Mapping به Upper Layer Protocol را فراهم می کند که از معروف ترین آن ها SCSI است. FCP – Fibre Channel Protocol برای انتقال SCSI توسط Fibre Channel استفاده می شود.

 

FC-0

Fiber به دو صورت Single Mode و یا Multi Mode وجود دارد. تفاوت عمده این دو در اندازه قطر Core اصلی است که هرچه کمتر باشد اطلاعات می توانند مسافت بیشتری را طی کنند. به بیان دیگر، کابل Single Mode  که ۹ میکرون ضخامت دارد می تواند مسافت بیشتری تا (۱۰ km ) از کابل  Multimode  که حدود ۵۰ میکرون  است (که نباید بیشتر از ۱۵۰ متر بشود) را طی کند. ( البته با توجه به نوع و توان SFP می توان حتی به مسافتهای بیشتر نیز دست یافت. )

معمولا فیبرهای Multimode  ها به رنگ آبی روشن و یا نارنجی هستند در حالی که Single Mode ها به رنگ زرد می باشند.

 

FC-1

Encoding درواقع پروسه ای است که سیگنال های موازی الکترونیکی را  به سیگنال های سریال نوری تبدیل میکند. سرعت های ۱,۲,۴,۸ Gbps از Encoding  های ۸ و ۱۰ بیت استفاده می کنند.  سرعت های ۱۰ و  ۱۶ Gbps  از Encoding  ها ۶۴ و ۶۶ بیت استفاده میکنند.  در ازای هر ۸ بیت یا ۶۴ بیت که انتقال پیدا میکنند ۲ بین اضافه وجود دارد که جهت Link Control  استفاده می گردد.

 

FC-2

این لایه ساختار Frame را نشان میدهد که دارای دو سطح است :

سطح  سرویس دهی

سطوح ۱,۲,۳,۴,۶,F l موجود است. هر سطح نوع Flow control را تعریف می کند به عنوان نمونه به صورت بافر-به-بافر- بین پورت سوییچ و دستگاه در سطح ۳  و یا به عنوان نمونه به صورت  End-to-End بین دستگاه به دستگاه با شیوه Bypass کردن Switch Buffer Credit Model در سطح ۲.

سطح f نیز عموما برای Eport ها و یا اتصالات سوییچ به سوییچ است.

 

Fibre Channel Frame یک Header و یک  Payload دارد. Header  شامل Control و اطلاعات Address است. در حالی که Payload شامل اطلاعاتی است که توسط لایه بالاتر منتقل شده است.

Header  شامل اطلاعاتی نظیر Destination_ID، Source_ID می شود. Payload می تواند ماکزیمم ۲۱۱۲ بایت باشد اما اگر Header خالی باشد آن را با صفر پر نمیکند. کوچکترین سایز فریم Fibre Channel برابر ۶۴ بایت است.

مکانسیم Flow control

ACK- Acknowledgment برای ارتباطات سطح ۲ که از  EE-Credit _ End-to-End  استفاده میکند.

R_RDY- Receiver_Ready  برای ارتباطات سطح ۳ که از BB-Credit  استفاده می کند.

VC_RDY Virtual Circuit Ready  برای ارتباطات سطح ۶ که از  BB_Credit  استفاده میکند.

Fibre Channel  اجازه Drop کردن Frame  را در حالت Steady State  نمیدهد. در نتیجه، دستگاه هیچ گاه یک فریم را بدون مطمین شدن از وضعیت دستگاه گیرنده نمی فرستد. هنگامی که تمامی BB Credit  ها Utilize  شدند، دستگاه منتظر R_RDY  می ماند قبل از اینکه کار را ادامه بدهد.

 

آشنایی با پروتکل Fibre Channel

Fibre Channel چیست ؟

اگر بخواهیم تنها در چند کلمه Fibre Channel را توصیف نماییم، Fibre Channel ترکیبی از بهترینهای دو دنیاست. در واقع یک کانال حمل و نقل اشتراکی داده هاست که دارای بهترین خصوصیات I/OI bus ( مانند SCSI ) می باشد، که در نتیجه Host ها  و Application ها می توانند تجهیزات ذخیرشی موجود را بعنوان یک تجهیز ذخیره سازی محلی ( بمانند یک هارد دیسک موجود بروی ماشین که مستقیما به مادربورد متصل است. ) ببینند. و همچنین Fibre Channel بهترین های دنیای شبکه را نیز در خود جای داده است. تا جایی که FC می تواند از پروتکلهای متفاوتی نظیر SCSI، IP، FICON پشتیبانی نمایید.

در شروع، هنگامی که یک Storage بصورت مستقیم به یک سرور متصل شده است را در نظر بگیرید. این شیوه، بهترین روش برای استفاده از حداکثر سرعت کانال ارتباطی ما بین سرور و Storage است. ( بیشتر مواقع بصورت SCSI Bus است. ) در این شیوه بطرگترین محدودیت موجود تعداد حداکثری ۱۵ تجهیز برای هر BUS می باشد. این محدودیت شامل به اشتراک گداری داده ها، کلاستر و …. نیز می شود.

 

Parallel SCSI Bus

با توجه به محدودیت ذکر شده، کماکان نیاز به یک شبکه منعطف، با توانایی بالا نگه داشتن عملکرد کانال در لایه Block وجود دارد. اینها ریشه ها و اساس Storage Area Network (SAN) می باشند. Fiber Channel تکنولوژی غالبی است که در اکثر شبکه های SAN امروزی استفاده می شود. مزایای برجسته FC عبارتند از :

  • سرعت تا ۱۶ Gb/s
  • سرویس گیرنده (Initiator ) قبل از هر گونه ارسال داده ای با سرویس دهنده ( Target ) مذاکره (Negotiates ) می نماید، که نتیجه این مذاکره تولید Channel-like و دسترسی به Target است.
  • تمامی دستورات SCSI و داده های کاربر با فریمهایی با Payload با سایز ۲۱۲ بایت بروی Fibre Channel ارسال می گردد.

 

Fabric چیست ؟

 

 

  • SAN and Fabric

Fabric مجموعه ایست از switches، Directors و تجهیزات متصل به آنها نظیر سرورها و Storage ها. Fabric محبوب ترین بخش در پیاده سازی SAN است.

  • اجزای SAN

SAN یک بستر ارتباطی any-to-any را در Fabric فراهم می آورد. SAN با بهره گیری از رسانه های فیبر نوری و کابل مسی، یک شبکه اختصاصی ما بین سرورها و Storage تولید می نماید. برای انجام این امر، به اجزای زیر نیاز دارید:

  • سوئیچ و/یا Director شبکه های Fibre Channel . – نکته : Fabric های کوچک تنها از یک سوئیچ تشکیل شده اند.
  • HBA ( Host BUS Adapters ) – HBA ها بسیار مشابه به NIC ( Network Interface Card ) می باشند. از آنها برای ارتباط تجهیزات با سوئیچهای Fibre Channel استفاده می شود. در این شیوه HBA ها در واقع جایگزین SCSI کنترلرها هستند.

Host Bus Adapter

 

  • Storage System
  • فیبر نوری
  • نرم افزار مدیریتی
  • Tape Drive – برای تولید نسخ پشتیبان

 

در آموزش های  بعدی، با عمق بیشتری به بررسی مباحث SAN خواهیم پرداخت.