Fibre Channel - опора сетей хранения данных

До недавних пор проблема нехватки ресурсов хранения данных решались путем установки в сети дополнительных серверов и устройств внешней памяти. Однако файловые серверы общего назначения не могут обеспечить надлежащий доступ к огромным объемам информации, циркулирующим в современных сетях.

Чтобы гарантировать максимальную надежность, гибкость и производительность системы при приемлемой стоимости, а также обеспечить возможность ее органичного роста, многие компании сегодня стремятся построить корпоративную сеть хранения данных на базе технологии Fibre Channel.

Архитектура Fibre Channel позволяет физически рассредоточивать устройства хранения в рамках всей группы зданий и даже выносить за ее пределы. Устройства, в которых используется интерфейс Fibre Channel, могут находиться на расстоянии до 10 километров друг от друга, поддерживая связь с удаленным офисом и обеспечивая условия для скорейшего восстановления работоспособности сети после сбоя. Данная технология дает пользователям возможность без особого труда добавлять и удалять отдельные компоненты систем хранения, не прерывая текущих операций.

Fibre Channel обеспечивает программам, связанным с интенсивной обработкой данных, оперативный доступ к хранящейся в сети информации. Данную технологию уже поддерживают коммутаторы, концентраторы, устройства хранения данных, платы для серверов.

Архитектура Fibre Channel описывается пятиуровневой моделью, которая определяет физические носители и скорости передачи информации, схему кодирования, протокол кадров, механизм управления потоками, службы общего назначения и интерфейсы протоколов высоких уровней.

Стандарт Fibre Channel предоставляет пользователям возможность определить такие характеристики, как классы услуг (CoS, class of service), позволяющие назначать приоритеты наиболее важным типам данных. Стандарт опеределяет классы услуг шести уровней.

Fibre Channel также определяет три сетевые топологии: соединение точка-точка, арбитражную петлю и коммутируемую структуру. Каждая из топологий работает на гигабитных технологиях, обеспечивает эффективную пропускную способность 100 Мбайт/с с 200-мегабайтными полнодуплексными соединениями и допускает использование как медных, так и волоконно-оптических кабелей.

При соединении точка-точка допускается прямое подключение двух и только двух устройств Fibre Channel. Разделение канала не поддерживается, и в каждый конкретный момент времени на передачу может работать только одно устройство.

Топология арбитражной петли, которая сейчас наиболее широко распространена, позволяет подключить к сети до 127 устройств Fibre Channel без дополнительного коммутатора.

Прежде чем устройство начнет пересылать данные, оно должно выполнить необходимые проверки и получить управление петлей. После того как управление получено, между соответствующими двумя точками устанавливается прямое соединение. Все остальные узлы выполняют роль повторителей, передавая информацию от одного устройства в петле к его соседу. По окончании пересылки устройство посылает команду о завершении сеанса, и управление может быть передано другому узлу.

В отличие от систем с передачей маркера в данном случае время контроля устройства над кольцом ничем не ограничено, но при этом работает алгоритм обеспечения «справедливости» доступа (Access Fairness Algorithm), запрещающий узлу повторно захватывать управление до тех пор, пока все остальные устройства не откажутся от этого. Следует, впрочем, отметить, что Access Fairness Algorithm является факультативным.

Коммутируемая структура - третья возможная организация сети Fibre Channel. Система перекрестной коммутации поддерживает до 224 портов Fibre Channel. Основное преимущество данной топологии в том, что обмениваться информацией между собой одновременно могут сразу несколько устройств. При этом разделения каналов не происходит, но для организации взаимодействия обязательно нужен коммутатор.

Архитектуру Fibre Channel можно использовать в сочетании с уже имеющимися технологиями локальных сетей (например, с Ethernet или ATM). В некоторых случаях (в частности, при выполнении приложений с интенсивной обработкой графики или видео) интерфейс Fibre Channel даже непосредственно используется в качестве основы локальной сети, а сетевые устройства хранения напрямую подключаются к клиентским компьютерам.

Средства управления играют очень важную роль в поддержке работоспособности среды Fibre Channel и позволяют системным администраторам оперативно принимать необходимые меры непосредственно с центральной консоли. Это очень важно для быстрой диагностики, локализации и устранения неисправностей.