FC SAN 基础知识

名词

Fiber Channel 检测FC,高速网络技术标准(T11)，主要应用于存储网络

SAN 存储区域网络 (Storage Area Networks)

WWNN：不管这个设备上有多少个FC端口，FC设备自身都有一个唯一的WWNN地址来代表它自己。

WWPN：FC设备的每个端口都有一个全球唯一的WWPN地址。

FC 协议---网络层：编址

Fabric ID：WWPN和Fabric ID之间需要建立映射关系，就像MAC和IP的映射一样，设备会为每个连接到 FC网络中的接口分配一个Fabric ID，用这个ID嵌入到链路帧中做路由，这个ID长24位，格式如下：

Domain ID：前8位是Domain ID，用来区分网络中每台FC交换机。WWNN最小者获胜成为主交换机，然后这个交换机向所有其他交换机分配Domain ID。

Area ID：中8位是AreaID，用来区分同一台交换机上不同的端口组，比如1、2、3、4端口属于Area 1。

Port ID：后8位是PortID，用来区分一个同Area中不同端口。

通过这样的寻址体系，可以在一个FC网络中，区分每个交换机、每个端口组、每个端口

FC交换机里面使用Name Server（名称服务）将WWPN号和FCID进行转换。

Linux系统上查看设备HBA卡的命令为lsscsi–t –H，里面可以看到WWPN和FCID的信息

[root@mail yum.repos.d]# lsscsi -t -H

[33] lpfc fc:0x10000090fab362c0,0x000000

[34] lpfc fc:0x10000090faf05aaa,0x000000

[35] lpfc fc:0x10000090fab362c1,0x000000

[36] lpfc fc:0x10000090faf05aab,0x0000e8

FC协议——网络层：寻址

1.注册：一个接口连接到FC网络中时，如果是Fabric架构，那么这个接口会发起一个注册到Fabric网络的动作，向目的地址FFFFFE（注册服务器）发送一个登录帧，称为FLOGIN。

2.映射：交换机收到目的地址为FFFFFE的帧之后，会动态的给这个接口分配一个24位的Fabric ID，并记录这个接口对应的WWPN，做好映射。

3.发送：此后这个接口发出的所有帧都不会携带WWPN地址，而是携带其被分配的Fabric ID作为源地址。

4.仲裁环：当连接到仲裁环网络中时，所有节点会选出一个临时节点（WWPN号最小者胜出），然后由这个节点发送一系列的初始化帧，给每个节点分配环路ID。

因为从一开始FC就是被设计给专用、高速、高效的网络使用的，为了避免人为操作失误，FC网络中所有操作都不需要人工介入，设备将自动分配和管理各种地址（WWPN）、自动运行和设置路由协议（SPF最短路径优先）。

FC交换机接口所连接的设备在登录到FC网络时都会向一个指定的ID（这个ID只是运行在交换机上的一个名称服务程序）发送注册帧，设备完成注册之后，名称服务程序便会将网络上存在的其他节点信息告诉这个接口上所连接的设备。

寻址的安全性问题：

软ZONE：让名称服务器只告诉某个设备特定的节点。例如：网络上存在A、B、C三个节点，可以让名称服务只向A通告B节点，而隐藏C节点，这样A看不到C。但如果A知道C的ID，也可以直接去访问d，这就是软ZONE。

硬ZONE：也可以将A 和B 划入一个ZONE中，该方式为底层硬件隔离，这样即使知道ID也无法通信了。

LUN Masking：SCSI指令集中有一个指令叫做Report LUN，作用是发起端发出这条指令，目标端收到后，就要向发起端报告自己的LUN信息。根据这个原理，我们可以让磁盘控制器根据发起端的WWPN地址，提供相应的LUN给它。例如：针对主机A，控制器就报告LUN1、LUN2，主机B，就报告LUN3，如果某个主机强行访问不属于它的LUN，盘阵控制器便会拒绝这个请求。还可以配置选择性的将某个LUN分配到盘阵的指定前端端口上。

常用的公认地址

地址值	说明
FFFFF0-FFFFF9	预留
FFFFFA	管理服务器
FFFFFB	时间服务器
FFFFFC	名称/目录服务器
FFFFFD	交换机控制器
FFFFFE	注册到Fabric(注册服务器)
FFFFFF	广播

端口类型

N端口：Node Port节点端口；光纤通道通信的终端；主机端口、存储端口，或者开启AG模式的光纤交换机端口

NL端口：Node Loop Port 节点环路端口

F端口：Fabric Port 光纤端口；一种交换连接端口

FL端口：Fabric Loop Port光纤环路端口；AL设备提供进入光纤网络服务的端口

E端口：Expansion Port 扩展端口；用于通过ISL（内部交换链接）连接多个交换机

G/U端口：Generic Port 通用端口；可根据连接方式，在F端口和E端口之间进行切换

FC协议——传输层：服务种类

在传输层，FC定义了几种服务类型，也就是类似于TCP/IP协议中规定的TCP和UDP，具体类型如下：

Class 1：这是一种面向连接的服务，类似于电路交换的模式，将为通信的双方保留一条虚电路，以进行可靠地传输。

Class 2：它提供的是一种端到端确认传输的服务，类似于TCP。

Class 3：这种服务类型不提供确认，类似于UDP。

Class 4：这种类型是在链路上保留一定的带宽资源给上层应用，但不是保留整个链路，工作原理类似于RSVP服务。

为了进一步提高FC网络的速度和效率，FC协议的大部分逻辑功能被直接做到一块独立的适配卡当中，而不是运行在操作系统中，因为如果将协议逻辑置于系统上运行，会占用主机CPU和内存资源，下面是TCP/IP和FC协议之间的比较：

操作系统中运行：IP和TCP/UDP模块就是运行在操作系统之上的协议，而只有以太网逻辑是运行在以太网卡芯片中，CPU从以太网卡接受到的数据时携带有IP头部及TCP/UDP头部的，需要运行在CPU中的TCP/IP协议代码来进一步处理这些头部，才能生成最终的应用程序需要的数据。

适配卡中运行：FC协议物理层到传输层的逻辑功能，大部分都运行在FC交换机和FC适配卡的芯片中，只有小部分关于上层API的逻辑运行于操作系统FC卡驱动程序中，这样就使FC协议的速度和效率都较TCP/IP协议高。

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