Уровень: Основной текст Подробное описание

Интерфейсы Fibre Channel и SSA

Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL)(Подробности)

В его основе лежит система команд SCSI-3. Это позволяет увеличить пропускную способность до 200MBps, FCAL поддерживает до 126 самоконфигурирующихся устройств с возможностью "горячего" подсоединения без перезагрузки. FCAL - это спецификация оптоволоконных каналов связи с медного провода. Такая конструкция имеет также повышенную помехоустойчивость, предоставляя некоторую избыточность доступа к каждому устройству. FC-AL самоконфигурируется и допускает оперативное (hot-plug) включение. Большинство хостов поддерживает FC-AL в режиме включения host-to-host. FC-AL может работать с коаксиальным кабелем длиной более 30m и с оптоволоконным до 10km.
Здесь, для топологии FC, указано расстояние между узлами, а не полная длина кольца, а при наличии Fabric - расстояние от узла до коммутатора.
 

Уже доступна продукция на витой паре, такая как линия адаптеров FiberNet и дисковые массивы компании Transoft, поддерживающие связь на расстоянии до 25m. FC-AL поддерживает основные протоколы периферийных интерфейсов, включая SCSI-3, HIPPI (High Performance Periferal Interface) и IPI-3 (Intelligent Periferal Interface), минимизируя тем самым необходимость программных изменений.
Топология FC-AL. Порты FC могут быть соединены в конфигурации "точка-точка", "кольцо" (AL - Arbitrated Loop) или посредством коммутатора (FC-Fabric).

Дуплексное соединение реализуется при помощи 2 противоположно направленных симплексных каналов, связывающих соответствующие передатчики и приемники. Порты, связанные соединением "точка-точка", называются N_Port, если же они работают в кольце, то L_Port, а порты чипа Fabric - F_Port. Порт представляет собой микросхему, реализующую логику соединения на одном конце. Каждый порт содержит как минимум приемник и передатчик, а некоторые также и контроллер, и действует как репитер. Все порты функционируют в одинаковом режиме независимо от используемой топологии. Любая из FC-топологий опирается на соединение типа "порт-порт". Стандарт FC-AL специфицирует иерархический стек протоколов, содержащий 5 уровней (FC-0 - FC-4):

FC-0. Низший физический уровень, определяющий интерфейс связи со средой передачи. Он устанавливает требования к оптоволокну, коннекторам, оптическим и электрическим параметрам среды для различных скоростей передачи данных. Этот уровень обеспечивает физическую часть соединения "точка-точка".
FC-1. Уровень, определяющий протокол передачи, включая алгоритмы преобразования параллельного кода в последовательный и обратно, а так же передачу спецсимволов и контроль ошибок.
FC-2. Сигнальный протокол, определяющий транспортный механизм FC. В его функции входят формирование кадров из передаваемой последовательности байт, различные механизмы управления тремя классами услуг и средства диспетчеризации последовательности передаваемых данных.
FC-3. Уровень, определяющий набор функций для повышения эффективности передачи, таких как распределение данных по нескольким портам, работающим параллельно для увеличения полосы пропускания канала, или доставка широковещательных сообщений множеству портов-получателей.
FC-4. Высший уровень в сетке протоколов и определяет прикладной интерфейс FC. Он описывает правила, по которым происходит взаимодействие верхних уровней, использующих технологию FC.

FC-AL в основном ориентирован на серверные приложения уровня high-end, где необходимо иметь быстрый доступ к ресурсам и где высокая помехоустойчивость - одно из важнейших преимуществ. Сверхдлинные кабели также важны для этой области приложений, так как зеркальные диски обычно располагаются в разных зданиях для надежной защиты от непредвиденных ситуаций. Спецификация FC-AL является естественным решением для создания на ее базе гигабитных опорных магистралей и локальных сетей, которые требуют широкой полосы пропускания для обработки изображений, видеоинформации и передачи сверхбольших объемов данных.
Следующим шагом стал после FC-AL стал FCL. Fibre Channel Loop (Fibre Channel Enchanced Loop) отвечает спецификации ANSI X3T11, направленной на "гибритизацию" совместного использования SSA и FC-AL.
Если говорить конкретно о SSA (Serial Storage Architecture), то это новый высокопроизводительный интерфейс для подключения периферии, обеспечивающий пропускную способность от 20MBps до 80MBps. Данный стандарт реализован на основе команд SCSI-2 и поддерживает архитектуры системы последовательного обмена. Основные преимущества SSA по отношению к SCSI -скорость и легкость подключения: скорость обмена в двух дуплексных каналах SSA достигла 20MBps в каждом направлении, при этом полная максимальная скорость составляет 80MBps - вдвое больше, чем Ultra SCSI. Кабель SSA содержит всего четыре провода - две витые пары, по одной на каждый канал. В действительности обещания, что SSA станет наиболее полной технологией для OEM-распространения, не будут выполнены. Проблема связана с необходимым количеством линий DMA. Для обмена скоростью 80MBps предполагается, что данные передаются по четырем линиям DMA со скоростью 20MBps. Но если включить четыре SCSI-адаптера (что потребует также четырех линий DMA), можно получить 160MBps. Контроллер SSA с четырьмя линиями DMA стоит дороже, чем четыре адаптера SCSI. Планируется выпустить следующую генерацию с удвоенной скоростью связи до 160MBps. Тем не менее, SSA - технология с ограниченным временем жизни, но она будет основой для следующей генерации Fibre Channel.
Так, первоначальная пропускная способность FCL составляет 100MBps и предполагает дальнейшее развитие. По архитектуре FCL является магистральной, но все же ближе к SSA, чем к FC-AL. Совместимость двух базовых протоколов определяется возможностью работы в 2 режимах, когда один и тот же интерфейс автоматически адаптируется к SSA или FC-AL, однако они не могут прямо взаимодействовать между собой. Совместимость достигается только комбинацией адаптеров типа шлюзов, которые имеют оба интерфейса.