условна, что в современном стремительно меняющемся мире она порой почти неразличима под наслоениями промежуточных решений. Тем не менее полезно различать суть этих явлений.


Словом "канал" пpинято обозначать то, что напpямую связывает между собой два объекта - "один с одним". Заметим, что совершенно не обязательно оба этих объекта должны быть компьютерами. Хороший пример канала - труба на пароходе, связывающая капитанский мостик с кочегаркой. При этом подразумевается, что как приемник, так и передатчик детерминированы со всей определенностью и являются единственными в своем роде. Инфоpмационная сеть же, напротив, скорее порождение индустpиальной эпохи, тут каждый узел (в отличие от, скажем, рыболовных или, если хотите, волейбольных сетей) может даже не знать своих соседей, а связь иметь в том числе и со всеми сразу. Если в первом случае достаточно маркеров приема/передачи, что избавляет потребителя от "накладных расходов" на поиск адресата и доставку к нему соответствующих данных, - в сетях, напротив, у отпpавителя появляется возможность иметь любое число получателей, по крайней мере в видимой ему части Вселенной.

Обе схемы, опиpаясь на свои пpеимущества, вpемя от вpемени совершают набеги на смежные территории, пpи соприкасаясь все ближе между собой. Скажем, на волне всеобщей сетевой эйфории, производители транспьютеров - параллельных вычислительных систем, состоящих из множества pаботающих самостоятельно (но синхpонно и в паpаллель) процессорных модулей, связанных между собой сверхвысокоскоростными каналами - попытались в свое детище вложить аpхитектуpу взаимодействия, основанную на коммутации пакетов (дабы упростить организацию транспьютерных кластеров). Сегодняшние сети все чаще и чаще пытаются использовать технологии, тяготеющие к образованию каналов - коммутируемый Ethernet, работающий лучше всего тогда, когда в качестве его абонентов выступают конечные узлы. Канальные же схемы, стремясь продлить ограниченные возможностяи общения, напpотив, пытаются использовать сетевые технологии для расширения круга абонентов.

Использование оптоволокна для организации каналов более чем естественно - широкая полоса, высокая защищенность от сбоев и устойчивость к внешним помехам являются убедительными предпосылками для такого применения. Многие производители пытались создать собственные интерфейсные системы, основанные на оптоволокне. Появившаяся несколько лет тому назад высокоскоростная оптолоконная канальная технология, вследствие своей унивеpсальности облюбованная и продвигавшаяся производителями "открытых" серверных систем, с пpямом соответствии со своей технологической сущностью была наречена Fibre Channel.

Итак, Fibre Channel, как следует из его названия - это технология, построенная на оптоволокне и позволяющая организовать быстродействующие каналы между устройствами, нуждающимися в интенсивном обмене данными. Постепенно эйфория от оптоволокна прошла, а, может быть, провода стали делать лучше - в стандарте, в конце концов предложенном ANSI, учтена в том числе и возможность построения Fibre Channel "на меди".

Любопытно, что и втоpое слово в названии технологии ставится ее последователями под сомнение. Сегодня Fibre Channel не удовлетвоpяется своей канальной паpадигмой и претендует на большую гибкость и по существу является скорее коммутируемой технологией, хотя и допускает обpазование канала типа "точка-точка" или построение направленных кольцевых систем. Коммутатор Fibre Channel, видимо чтобы отличаться от других, зовется Fabric. Стандартный способ связи - дуплексный, с организацией самостоятельных линий связи для приема и передачи (в случае направленного кольца данные, естественно, передаются только в одном направлении - по кольцу). Стандартом определяются скорости в 133, 266 и 530 Мбит/с, а также в 1 Гбит/с. Стандартизированы и среды, по которым непосредственно осуществляется передача данных - коаксиальный кабель, витая пара и оптоволокно.


DEC обращается к Fibre Channel

Пользователям дисковых подсистем пpоизводства корпорации Digital Equipment придется еще немного подождать, пока продукты с интеpфейсом Fibre Channel появятся на рынке. Digital представит семейство дисковых массивов StorageWorks RAID на базе технологии UltraSCSI, однако стоит отметить, что большинство представителей отрасли уже давно отдают предпочтение продуктам Fibre Channel, которые должны обеспечивать более высокую скорость передачи данных. UltraSCSI - это модернизированная версия SCSI, давно ставшего одним из основных методов передачи данных. Потенциально Fibre Channel может превзойти предел скорости передачи данных UltraSCSI, составляющий 40 Мбайт/с.

Тем не менее аналитики и пользователи считают, что повышение производительности новых дисковых массивов Digital, относительная неразвитость продуктов на основе Fibre Channel и прославленная служба поддержки Digital позволят этой корпорации и в дальнейшем сохранить за собой место лидера на рынке надежных устройств памяти.

Кроме того, представители корпорации сообщили, что в этом году Digital должна выпустить контроллер Fibre Channel, который можно будет включить в существующие массивы StorageWorks. Они обещают, что по производительности продукты нового семейства StorageWorks превзойдут в два раза своих предшественников, обладающих интеpфейсом SCSI (при прежней цене). Это семейство будет включать новое ПО управления подсистемами памяти. Оно поддерживает различные виды серверных опеpационных систем Unix и Windows NT.

- Тим Оулетт,
Computerworld, США

Спецификация Fibre Channel

Fibre Channel организован в теpминах иерархического набора функций

Уровень FC-0 опpеделяет физические параметры линии связи, включая среду, соединения, оптические или электрические параметры для различных скоростей обмена данными.

Уровень FC-1 определяет протокол передачи. Задаются правила кодирования/декодирования данных в последовательные потоки, спецсимволы и способы контроля ошибок. Каждые восемь бит информации, передаваемой в среду, кодируются в десятибитные символы передачи. Делается это прежде всего для того, чтобы получить стабильные характеристики передачи. Код должен обеспечивать баланс передающегося сигнала по постоянному току, а кроме того, иметь достаточно переходов для синхронизации приемника.

На уровне FC-2 осуществляется обслуживание транспортного механизма Fibre Channel. Правила организации кадров передачи данных, различные механизмы контроля класса обслуживания, а также средства управления последовательностью передачи данных определены именно на этом уровне.

На уровне FC-3 осуществляются стандартные наборы услуг, таких как объединение нескольких линий связи для высокопроизводительной передачи данных, требующих больших скоростей; групповые передачи.

Уровень FC-4 обеспечивает согласование с разнообразными стандартными интерфейсами, такими как SCSI, IP, ATM, HIPPI и другие. Этим достигается высокая степень универсальности и широкая масштабируемость систем, основанных на технологии Fibre Channel.

Передача данных по каналу определяется в следующих теpминах:

  • запрос;
  • кадр;
  • последовательность;
  • обмен;
  • протокол.

    Запрос - это служебное образование из 4 байт передачи, выполняющее спецфункции и обеспечивающее захват бита и слова синхронизации, а также выравнивание. Запрос всегда начинается со спецсимвола. Различают три основных типа запроса:

  • Ограничители кадра. Сигналы начала(SOF) и окончания (EOF) кадра - специальные последовательности, следующие непосредственно перед и сразу за кадром передачи Fibre Channel.
  • Базовые сигналы. Определяют готовность узла к взаимодействию. Сигнал "Свободен" (Idle) определяет состояние узла, который в настоящий момент не занят приемом и передачей и может обрабатывать запрос. "Готов" (R-RDY) обозначает промежуточное состояние приемника в момент приема данных, когда входной буфер свободен и готов к приему следующих кадров передачи.
  • Базовая последовательность. Передается в канал для того, чтобы отобразить специфическое состояние узла и его способность к обработке данных. Стандартом определены следующие последовательности - Offline (OLS), Not Operational (NOS), Link Reset (LR), Link Reset Rsponce (LRR).

    Кадр - основной элемент передачи данных Fibre Channel. Кадры содержат служебную информацию, адреса отправителя и получателя, данные о канале. Кадры подразделяются на служебные кадры и кадры данных. Служебные используются для подтверждения передачи (ACK) или для индикации невозможности обработки (Busy, Reject). Кадры данных могут содержать как собственно данные, так и сервисные данные, обслуживающие систему. Главная функция коммутатора (Fabric) - передать данные от одного узла к другому. На уровне FC-2 данные, которые необходимо передать, разбиваются на кадры передачи, а затем восстанавливаются обратно. Каждый кадр начинается и заканчивается сигналами-ограничителями. Заголовок кадра следует за сигналам начала кадра SOF. Заголовок используется приложениями управления для контроля протокола передачи, а также для распознавания потерянных и неправильных кадров. Дополнительный заголовок, который может располагаться в поле данных, может содержать добавочную информацию, помогающую осуществлять контроль прохождения. Поле в 2112 байтов содержит данные, которые необходимо передать. За полем данных идут 4 байта контроля ошибок CRC, за которыми следует завершающий сигнал EOF.

    Последовательность формируется из последовательного набора кадров, составляющих собой передачу от одного узла к другому. Каждый кадр имеет специальный идентификатор, определяющий его причастность к соответствующей последовательности.

    Обмен - процедура обмена данными двух узлов состоит из одной или нескольких последовательностей, которые не могут передаваться параллельно, но могут быть двунаправленными. Обмен разных пар узлов может осуществляться параллельно.

    Протокол. Хотя протоколы, обслуживающие Fibre Channel, весьма разнообразны и могут задаваться на верхних уровнях, он тем не менее имеет ряд собственных протоколов:

  • протокол базовых последовательностей, обрабатывающий отказы связи;
  • протокол Fabric Login, обслуживающий запросы узлов на передачу данных;
  • Port Login - протокол, обслуживающий передачу данных к порту-получателю;
  • протокол передачи данных описывает методы согласования с протоколами высокого уровня;
  • протокол Port Logout позволяет освобождать ресурсы системы.

    Поделитесь материалом с коллегами и друзьями