Fibre Channel
Fibre Channel - это стандарт на последовательные соединения, предназначенные для высокоскоростных коммуникаций согласно топологиям "точка-точка", "кольцо" и "фабрика" между серверами, накопителями, рабочими станциями и концентраторами и коммутаторами. Этот интерфейс практически универсален, он используется не только для подключения отдельных накопителей и хранилищ данных, хотя в данном случае нас интересует именно эта возможность.
Когда в 1988 году американский национальный институт по стандартизации зарегистрировал рабочую группу по разработке "практичного, недорогого и вместе с тем расширяемого метода для высокоскоростного обмена данными между ЭВМ, суперкомпьютерами, рабочими станциями, персональными компьютерами, накопителями и устройствами отображения", мало кто из сторонних наблюдателей верил в успех - слишком уж глобальна и вызывающе звучала постановка задачи. Новый интерфейс, уходящий корнями в мир UNIX, суперкомпьютеров и мейнфреймов, было решено назвать Fiber Channel, но через некоторое время создатели интерфейса вспомнили, что английское слово "fiber" часто ассоциируется с оптоволоконными линиями, поэтому оно было заменено на "fibre". Агрегатная пропускная способность топологий Fibre Channel может достигать порядка Тбит/с. В число предлагаемых сегодня на рынке устройств с поддержкой Fibre Channel входят коммутаторы, концентраторы, подсистемы хранения информации, устройства памяти и адаптеры.
Одним из важных преимуществ Fibre Channel является потенциальная возможность разместить отдельные узлы на большом расстоянии - до 10 км. Из-за строго ограниченной скорости распространения сигнала в носителе удаление узлов друг от друга в любом случае определяет некий лимит на время установления связи на логическом уровне. В случае, когда узлы разнесены на максимально допустимые для Fibre Channel 10 км, на передачу сигнала "туда-обратно" потребуется примерно 60 мкс, прежде чем узлы смогут установить связь и приступить к обмену данными.
Как и большинство стандартов коммутации, Fibre Channel определяет несколько физических и логических уровней. Наиболее низкий в общей иерархии Fibre Channel - физический уровень FC-0. На нем определяются физические характеристики двунаправленного последовательного соединения между точками-портами. В качестве среды распространения сигнала может быть применена классическая витая пара, коаксиальный кабель, а также оптоволоконный проводник. Иначе говоря, FC-0 регламентирует метод передачи полученных с более высокого иерархического уровня двоичных последовательностей данных. Нужно заметить, что именно уровень FC-0 позволяет варьировать скорость обмена данными в диапазоне 250 Мбит/с - 8 Гбит/с, не затрагивая более высокие уровни стандарта Fibre Channel.
Уровень FC-1 определяет протокол передачи и описывает, каким образом представить данные для электрических сигналов уровня FC-0; выполняет задачу соединения между двумя портами и декларирует метод исправления ошибок передачи, если таковые возникнут. На уровне FC-0 с использованием кодирования 8-битные отрезки данных принимают вид 10-битных последовательностей, сбалансированных по количеству нулей и единиц. Каждый байт, подлежащий передаче, преобразуется в четыре возможных комбинации для 10-битного вида, после чего из четырех комбинаций выбираются две наиболее сбалансированные. Существует два правила - не более четырех нулей или единиц подряд и не менее четырех нулей и единиц в 10-битном наборе. Таким образом, из двух 10-битных отрезков FC-0 осуществляет передачу того, первый символ которого отличается от последнего символа предыдущего - алгоритм кодирования выполняет функцию фильтра, значительно облегчая работу приемника. В итоге вероятность возникновения ошибки на переданный бит крайне мала.
Уровень FC-2 называется сигнальным и определяет иерархию посылок для установления связей между работающими через Fibre Channel приложениями. Объекты этого уровня - слова, кадры, пакеты и обмены. Минимальной единицей передачи выглядит слово, но обмен данными между узлами требует упаковки слов в контейнер-кадр.Один или несколько последовательных кадров составляют пакет, который представляет собой однонаправленную посылку от передатчика к приемнику.
Уровень FC-3 необходим для описания общих процедур при наличии двух или более портов в хосте. Последний уровень отображения протоколов FC-4 также является сугубо аппаратным и выполняет задачи преобразования различных протоколов в сигнальные и обратно.
