فایبر چنل یک فناوری شبکه با سرعت بالا است که در درجه اول برای انتقال داده ها در بین مراکز داده ، سرورهای رایانه ای ، سوئیچ ها و ذخیره سازی با سرعت داده تا 128 گیگابیت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد. این برنامه برای رفع نقص های رابط سیستم کوچک رایانه ای (SCSI) و رابط موازی با عملکرد بالا (HIPPI) با رفع نیاز به پروتکل و رابط کاربری بالا و تأخیر کم و قابل اطمینان و مقیاس پذیر ، برطرف شد. Fiber Channel مخصوصاً برای اتصال سرورها به دستگاههای ذخیره سازی مشترک و اتصال کنترل کننده ها و درایوهای ذخیره سازی مناسب است. رابط کانال فیبر برای شبکه های ذخیره سازی (SAN) ایجاد شده است.
اگر از فیبر نوری چند حالته به عنوان محیط فیزیکی استفاده شود ، دستگاه های کانال فیبر می توانند 10 کیلومتر (تقریباً شش مایل) از هم فاصله داشته باشند. فیبر نوری برای مسافت های کوتاهتر مورد نیاز نیست. کانال فیبر همچنین با استفاده از کابل کواکسیال و جفت پیچ خورده تلفن معمولی کار می کند. با این حال ، هنگام استفاده از کابل کشی مس ، مسافت توصیه شده از 100 فوت بیشتر نیست.
کانال فیبر رابط های نقطه به نقطه ، سوئیچ شده و حلقه را ارائه می دهد تا داده های بلوک خام بدون ضرر و ترتیب را ارائه دهد. از آنجا که فیبر کانال امروزه چندین برابر سریعتر از SCSI است ، فناوری را به عنوان رابط انتقال بین سرور ها و دستگاههای ذخیره خوشه ای جایگزین کرده است. شبکه های فیبر کانال می توانند دستورات SCSI و واحدهای اطلاعاتی را با استفاده از پروتکل فیبر کانال (FCP) انتقال دهند. این طراحی شده است تا نه تنها با SCSI بلکه با پروتکل اینترنت (IP) و سایر پروتکل ها ارتباط برقرار کند.
کانال فیبر همچنین یک گزینه است - همراه با دسترسی مستقیم به حافظه از راه دور (RDMA) از طریق اترنت و InfiniBand - بیشتر در محیط های محاسباتی با کارایی بالا برای انتقال داده ها تحت بیان حافظه غیر فرار از طریق مشخصات پارچه (NVMe-oF) برای بهبود فلاش استفاده می شود عملکرد ذخیره سازی از طریق شبکه. سازمان فناوری غیرانتفاعی 100+ عضوی NVM Express Inc NVMe-oF را توسعه داده و نسخه 1.0 مشخصات را در 5 ژوئن 2016 منتشر کرد. کمیته T11 کمیته بین المللی استاندارد فناوری اطلاعات (INCITS) قالب و نقشه برداری را ارائه داده است پروتکل استفاده از NVMe-oF در کانال فیبر. اولین نسخه از پروتکل نقشه برداری را تحت آگهی استاندارد FC-NVMe در آگوست 2017 به INCITS نهایی و ارسال کرد.
استانداردهای مربوط به کانال فیبر توسط استاندارد فیبر فیزیکی و سیگنالینگ و موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) X3.230-1994 مشخص شده است که همچنین ISO (سازمان بین المللی استاندارد سازی) 14165-1 است.
تاریخچه / تحولات
توسعه پروتکل کانال فیبر در سال 1988 به عنوان بخشی از پروژه فیزیکی پیشرفته رابط محیطی (IPI) با اولین پیش نویس استاندارد در سال 1989 آغاز شد. ANSI فیبر کانال را در سال 1994 تأیید کرد. اولین حمل و نقل ذخیره سازی سریالی که به سرعت گیگابیت ضربه می زند ، عملکرد کانال فیبر طی 20 سال گذشته به طور مداوم هر چند سال دو برابر شده است.
از نظر تاریخی ، سرعت شبکه های کانال فیبر بر حسب گیگابیت بر ثانیه - 1 گیگابیت بر ثانیه ، 2 گیگابیت بر ثانیه ، 4 گیگابیت بر ثانیه ، 8 گیگابیت در ثانیه ، 16 گیگابیت بر ثانیه ، 32 گیگابیت بر ثانیه ، 64 گیگابیت بر ثانیه و 128 گیگابیت بر ثانیه برچسب گذاری شده است - که نشان دهنده عملکرد توان عملیاتی است. کنوانسیون نامگذاری توسط انجمن صنعت کانال فیبر (FCIA) به کانال فیبر گیگابیت (GFC) - 1GFC ، 2GFC ، 4GFC ، 8GFC و غیره تغییر یافت. هر کانال فیبر حداقل برای دو نسل قبلی سازگار با گذشته است. به عنوان مثال ، 8GFC سازگاری معکوس با 4GFC و 2GFC را حفظ می کند.
با ایجاد کانال فیبر نسل 5 که 16GFC نامیده می شود ، مکانیزم رمزگذاری تغییر کرد. طبق نقشه راه FCIA ، Gen 5 با نرخ خط 15.025 Gbaud با توان تک خط 1600 مگابیت بر ثانیه و توان دو طرفه 3200 مگابیت بر ثانیه عمل می کند.
Gen 6 Fiber Channel ویژگی هایی مانند مجازی سازی N_Port ID (NPIV) ، بهره وری بهتر انرژی و تصحیح خطای رو به جلو (FEC) را برای بهبود قابلیت اطمینان لینک کانال های فیبر و جلوگیری از تخریب عملکرد برنامه یا قطع شدن آن با جلوگیری از خطاهای جریان داده اضافه کرد. این محصول دارای طعم های 32GFC و 128GFC است. حالت اول با خط 28.05 Gbaud و با توان عملیاتی 6400 مگابیت بر ثانیه تک خط است. دومی ، با عملکرد موازی ، دارای چهار خط (28.5 Gbaud x 4) برای عملکرد نرخ 112.2 Gbaud و 25660 مگابایت بر ثانیه است.
نقشه راه FCIA تا آینده به 1 کانال فیبر ترابیت (1TFC) گسترش می یابد ، که قرار است 204،800 مگابیت بر ثانیه انجام شود و مشخصات T11 آن در سال 2029 تکمیل شود. بین آن و Gen 6 نسل هایی وجود دارند که شامل یک خط 64GFC (57.8 Gbaud) هستند ، 12،800 مگابایت بر ثانیه) و 256GFC چهارخطه (4 57 57.8 Gbaud ، 51200 مگابایت در ثانیه) با در دسترس بودن بازار در سال 2019 یا بالاتر. در نقشه راه همچنین نسخه های پیشرفته تر 128GFC و 256GFC با برآورد تاریخ تکمیل مشخصات T11 به ترتیب 2023 و 2026 و نسخه 512GFC (2026 برای T11 ، 102،400 مگابایت در ثانیه) وجود دارد. در نقشه راه هنوز نرخ خط یا در دسترس بودن بازار برای هیچ یک از اینها یا 1TFC ذکر نشده است.
لایه های کانال فیبر
کانال فیبر لایه های ارتباطی مشابه ، اما متفاوت از مدل Open Systems Interconnection (OSI) را تعریف می کند. مانند OSI ، فیبر کانال روند ارتباطات شبکه را به لایه ها یا گروههایی از توابع مربوط تقسیم می کند. OSI شامل هفت لایه از این دست است ، در حالی که Fiber Channel دارای پنج لایه است. شبکه های IP از بسته ها استفاده می کنند و Fiber Channel برای تقویت ارتباط بین گره ها به فریم ها متکی است.
پنج لایه قاب کانال فیبر شامل موارد زیر است:
نگاشت پروتکل لایه فوقانی: FC Layer 4
لایه خدمات مشترک: FC لایه 3
لایه سیگنالینگ / قاب بندی: FC Layer 2
لایه انتقال: FC لایه 1
لایه فیزیکی: لایه 0 FC
در یک توپولوژی کانال فیبر ، هر یک از پنج لایه قاب با لایه زیر و بالای آن کار می کند تا عملکردهای مختلفی را ارائه دهد.
اجزای لازم
سوئیچ ها سوییچ فیبر کانال امکان دسترسی بالا ، تأخیر کم ، کارایی بالا و انتقال داده بدون از دست دادن را در یک پارچه فیبر کانال فراهم می کند. مبدا و مقصد بسته های داده را برای ارسال به مقصد مورد نظر تعیین می کند. سوئیچ های Fiber Channel به عنوان اصلی ترین اجزای مورد استفاده در SAN ، می توانند هزاران پورت و سرور ذخیره سازی را به هم متصل کنند. ویژگی های موجود در سوئیچ های کلاس Channel فیبر کانال شامل منطقه بندی برای جلوگیری از ترافیک ناخواسته و رمزگذاری است.
آداپتورهای میزبان (HBA). Fiber Channel HBAs کارتهایی هستند که سرورها را به دستگاههای ذخیره سازی یا شبکه متصل می کنند. HBA پردازش وظایف ذخیره داده را از سرور تخلیه می کند و عملکرد سرور را بهبود می بخشد. هنگامی که شبکه های فیبر کانال و اترنت شروع به همگرایی کردند ، فروشندگان HBA آداپتورهای شبکه همگرا (CNA) را ایجاد کردند که عملکرد فیبر کانال HBA را با کارت رابط شبکه اترنت (NIC) ترکیب می کند.
بنادر سوییچ های فیبر کانال و HBA ها از طریق درگاه ها به یکدیگر و به سرورها متصل می شوند که می توانند فیزیکی یا مجازی باشند. داده ها در یک گره پارچه ای کانال فیبر از طریق پورت هایی ارسال می شوند که در مجموعه ای از پیکربندی های منطقی قرار دارند. سوئیچ های کانال فیبر می توانند از کمتر از 10 پورت تا صدها پورت در یک شاسی را شامل شوند.
منبع : rayanvip.com
فایبر چنل یک فناوری شبکه با سرعت بالا است که در درجه اول برای انتقال داده ها در بین مراکز داده ، سرورهای رایانه ای ، سوئیچ ها و ذخیره سازی با سرعت داده تا 128 گیگابیت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد. این برنامه برای رفع نقص های رابط سیستم کوچک رایانه ای (SCSI) و رابط موازی با عملکرد بالا (HIPPI) با رفع نیاز به پروتکل و رابط کاربری بالا و تأخیر کم و قابل اطمینان و مقیاس پذیر ، برطرف شد. Fiber Channel مخصوصاً برای اتصال سرورها به دستگاههای ذخیره سازی مشترک و اتصال کنترل کننده ها و درایوهای ذخیره سازی مناسب است. رابط کانال فیبر برای شبکه های ذخیره سازی (SAN) ایجاد شده است.
اگر از فیبر نوری چند حالته به عنوان محیط فیزیکی استفاده شود ، دستگاه های کانال فیبر می توانند 10 کیلومتر (تقریباً شش مایل) از هم فاصله داشته باشند. فیبر نوری برای مسافت های کوتاهتر مورد نیاز نیست. کانال فیبر همچنین با استفاده از کابل کواکسیال و جفت پیچ خورده تلفن معمولی کار می کند. با این حال ، هنگام استفاده از کابل کشی مس ، مسافت توصیه شده از 100 فوت بیشتر نیست.
کانال فیبر رابط های نقطه به نقطه ، سوئیچ شده و حلقه را ارائه می دهد تا داده های بلوک خام بدون ضرر و ترتیب را ارائه دهد. از آنجا که فیبر کانال امروزه چندین برابر سریعتر از SCSI است ، فناوری را به عنوان رابط انتقال بین سرور ها و دستگاههای ذخیره خوشه ای جایگزین کرده است. شبکه های فیبر کانال می توانند دستورات SCSI و واحدهای اطلاعاتی را با استفاده از پروتکل فیبر کانال (FCP) انتقال دهند. این طراحی شده است تا نه تنها با SCSI بلکه با پروتکل اینترنت (IP) و سایر پروتکل ها ارتباط برقرار کند.
کانال فیبر همچنین یک گزینه است - همراه با دسترسی مستقیم به حافظه از راه دور (RDMA) از طریق اترنت و InfiniBand - بیشتر در محیط های محاسباتی با کارایی بالا برای انتقال داده ها تحت بیان حافظه غیر فرار از طریق مشخصات پارچه (NVMe-oF) برای بهبود فلاش استفاده می شود عملکرد ذخیره سازی از طریق شبکه. سازمان فناوری غیرانتفاعی 100+ عضوی NVM Express Inc NVMe-oF را توسعه داده و نسخه 1.0 مشخصات را در 5 ژوئن 2016 منتشر کرد. کمیته T11 کمیته بین المللی استاندارد فناوری اطلاعات (INCITS) قالب و نقشه برداری را ارائه داده است پروتکل استفاده از NVMe-oF در کانال فیبر. اولین نسخه از پروتکل نقشه برداری را تحت آگهی استاندارد FC-NVMe در آگوست 2017 به INCITS نهایی و ارسال کرد.
استانداردهای مربوط به کانال فیبر توسط استاندارد فیبر فیزیکی و سیگنالینگ و موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) X3.230-1994 مشخص شده است که همچنین ISO (سازمان بین المللی استاندارد سازی) 14165-1 است.
تاریخچه / تحولات
توسعه پروتکل کانال فیبر در سال 1988 به عنوان بخشی از پروژه فیزیکی پیشرفته رابط محیطی (IPI) با اولین پیش نویس استاندارد در سال 1989 آغاز شد. ANSI فیبر کانال را در سال 1994 تأیید کرد. اولین حمل و نقل ذخیره سازی سریالی که به سرعت گیگابیت ضربه می زند ، عملکرد کانال فیبر طی 20 سال گذشته به طور مداوم هر چند سال دو برابر شده است.
از نظر تاریخی ، سرعت شبکه های کانال فیبر بر حسب گیگابیت بر ثانیه - 1 گیگابیت بر ثانیه ، 2 گیگابیت بر ثانیه ، 4 گیگابیت بر ثانیه ، 8 گیگابیت در ثانیه ، 16 گیگابیت بر ثانیه ، 32 گیگابیت بر ثانیه ، 64 گیگابیت بر ثانیه و 128 گیگابیت بر ثانیه برچسب گذاری شده است - که نشان دهنده عملکرد توان عملیاتی است. کنوانسیون نامگذاری توسط انجمن صنعت کانال فیبر (FCIA) به کانال فیبر گیگابیت (GFC) - 1GFC ، 2GFC ، 4GFC ، 8GFC و غیره تغییر یافت. هر کانال فیبر حداقل برای دو نسل قبلی سازگار با گذشته است. به عنوان مثال ، 8GFC سازگاری معکوس با 4GFC و 2GFC را حفظ می کند.
با ایجاد کانال فیبر نسل 5 که 16GFC نامیده می شود ، مکانیزم رمزگذاری تغییر کرد. طبق نقشه راه FCIA ، Gen 5 با نرخ خط 15.025 Gbaud با توان تک خط 1600 مگابیت بر ثانیه و توان دو طرفه 3200 مگابیت بر ثانیه عمل می کند.
Gen 6 Fiber Channel ویژگی هایی مانند مجازی سازی N_Port ID (NPIV) ، بهره وری بهتر انرژی و تصحیح خطای رو به جلو (FEC) را برای بهبود قابلیت اطمینان لینک کانال های فیبر و جلوگیری از تخریب عملکرد برنامه یا قطع شدن آن با جلوگیری از خطاهای جریان داده اضافه کرد. این محصول دارای طعم های 32GFC و 128GFC است. حالت اول با خط 28.05 Gbaud و با توان عملیاتی 6400 مگابیت بر ثانیه تک خط است. دومی ، با عملکرد موازی ، دارای چهار خط (28.5 Gbaud x 4) برای عملکرد نرخ 112.2 Gbaud و 25660 مگابایت بر ثانیه است.
نقشه راه FCIA تا آینده به 1 کانال فیبر ترابیت (1TFC) گسترش می یابد ، که قرار است 204،800 مگابیت بر ثانیه انجام شود و مشخصات T11 آن در سال 2029 تکمیل شود. بین آن و Gen 6 نسل هایی وجود دارند که شامل یک خط 64GFC (57.8 Gbaud) هستند ، 12،800 مگابایت بر ثانیه) و 256GFC چهارخطه (4 57 57.8 Gbaud ، 51200 مگابایت در ثانیه) با در دسترس بودن بازار در سال 2019 یا بالاتر. در نقشه راه همچنین نسخه های پیشرفته تر 128GFC و 256GFC با برآورد تاریخ تکمیل مشخصات T11 به ترتیب 2023 و 2026 و نسخه 512GFC (2026 برای T11 ، 102،400 مگابایت در ثانیه) وجود دارد. در نقشه راه هنوز نرخ خط یا در دسترس بودن بازار برای هیچ یک از اینها یا 1TFC ذکر نشده است.
لایه های کانال فیبر
کانال فیبر لایه های ارتباطی مشابه ، اما متفاوت از مدل Open Systems Interconnection (OSI) را تعریف می کند. مانند OSI ، فیبر کانال روند ارتباطات شبکه را به لایه ها یا گروههایی از توابع مربوط تقسیم می کند. OSI شامل هفت لایه از این دست است ، در حالی که Fiber Channel دارای پنج لایه است. شبکه های IP از بسته ها استفاده می کنند و Fiber Channel برای تقویت ارتباط بین گره ها به فریم ها متکی است.
پنج لایه قاب کانال فیبر شامل موارد زیر است:
نگاشت پروتکل لایه فوقانی: FC Layer 4
لایه خدمات مشترک: FC لایه 3
لایه سیگنالینگ / قاب بندی: FC Layer 2
لایه انتقال: FC لایه 1
لایه فیزیکی: لایه 0 FC
در یک توپولوژی کانال فیبر ، هر یک از پنج لایه قاب با لایه زیر و بالای آن کار می کند تا عملکردهای مختلفی را ارائه دهد.
اجزای لازم
سوئیچ ها سوییچ فیبر کانال امکان دسترسی بالا ، تأخیر کم ، کارایی بالا و انتقال داده بدون از دست دادن را در یک پارچه فیبر کانال فراهم می کند. مبدا و مقصد بسته های داده را برای ارسال به مقصد مورد نظر تعیین می کند. سوئیچ های Fiber Channel به عنوان اصلی ترین اجزای مورد استفاده در SAN ، می توانند هزاران پورت و سرور ذخیره سازی را به هم متصل کنند. ویژگی های موجود در سوئیچ های کلاس Channel فیبر کانال شامل منطقه بندی برای جلوگیری از ترافیک ناخواسته و رمزگذاری است.
آداپتورهای میزبان (HBA). Fiber Channel HBAs کارتهایی هستند که سرورها را به دستگاههای ذخیره سازی یا شبکه متصل می کنند. HBA پردازش وظایف ذخیره داده را از سرور تخلیه می کند و عملکرد سرور را بهبود می بخشد. هنگامی که شبکه های فیبر کانال و اترنت شروع به همگرایی کردند ، فروشندگان HBA آداپتورهای شبکه همگرا (CNA) را ایجاد کردند که عملکرد فیبر کانال HBA را با کارت رابط شبکه اترنت (NIC) ترکیب می کند.
بنادر سوییچ های فیبر کانال و HBA ها از طریق درگاه ها به یکدیگر و به سرورها متصل می شوند که می توانند فیزیکی یا مجازی باشند. داده ها در یک گره پارچه ای کانال فیبر از طریق پورت هایی ارسال می شوند که در مجموعه ای از پیکربندی های منطقی قرار دارند. سوئیچ های کانال فیبر می توانند از کمتر از 10 پورت تا صدها پورت در یک شاسی را شامل شوند.
منبع : rayanvip.com
مدیریت پروژه