Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Такое сочетание позволит разработчикам систем объединятьтрадиционные подключения периферии, сетевые методы передачи данных и управления соединениями,методы соединения процессоров, используемые при создании кластеров, в единые мультипротокольныеинтерфейсы.Работы по разработке стандарта FC были начаты группой ANSI в 1988 году. В настоящее время FibreChannel конкурирует как с Ethernet, так и с SCSI (Small Computer System Interface). Последний,используемый как интерфейс к высокоскоростным устройствам рабочих станций, например, дискам, ужесейчас превосходит по быстродействию существующие сети в 10-100 раз.
Fibre Channel имеет уникальнуюсистему физического интерфейса и форматы кадров, которые позволяют этому стандарту обеспечитьпростую стыковку с канальными протоколами IPI (Intelligent Peripheral Interface), SCSI, HIPPI (HighPerformance Parallel Interface), ATM, IP и 802.2. Это позволяет, например, организовать скоростной каналмежду компьютером и дисковой накопительной системой RAID.Быстродействие сетей Fibre Channel составляет n х 100 Мбайт/сек.
при длинах канала 10 км и более,где n – число каналов. Предусмотрена работа и на меньших скоростях (например, 12,5 Мбайт/cек.).Предельная скорость передачи составляет 4,25 Гбод. В качестве физической среды может использоватьсяодномодовое или мультимодовое оптическое волокно. Допускается применение медного коаксиальногокабеля и витых пар (при скоростях до 200 Мбайт/сек.).Компоненты FC-сети делятся на простые и коммутирующие. Простой компонент имеет от одного донескольких портов типа n _ p o r t .
Эти порты используются для связи компонентов между собой.Коммутирующие компоненты представляют собой коммутаторы, которые могут быть объединены вструктуры (fabric). Структуры имеют множественные порты, именуемые f _ p o r t .4.5.4.1. Классы услуг FCFibre Channel обеспечивает шесть независимых классов услуг (каждый класс представляетопределенную стратегию обмена информацией), которые облегчают решение широкого диапазонаприкладных задач:Класс 1Соединение с коммутацией каналов по схеме точка-точка (end-toend) между портами типа n_port. Класс удобен для аудио- ивидеоприложений, например, видеоконференций. Послеустановления соединения используется вся доступная полосапропускания канала.
При этом гарантируется, что кадры будутполучены в том же порядке, в каком они были отправлены.Класс 2Обмен без установления соединения с коммутацией пакетов,гарантирующий доставку данных. Так как соединение неустанавливается, порт может взаимодействовать одновременно слюбым числом портов типа n_port, получая и передавая кадры.Здесь не гарантируется, что кадры будут доставлены в том жепорядке, в каком были переданы (за исключением случаевсоединения «точка-точка» или «кольцо с арбитражем»).
В этомклассе допустимы схемы управления потоком «буфер-буфер» и«точка-точка». Класс характерен для локальных сетей, где времядоставки данных не является критическим.Класс 3Обмен дейтаграммами без установления соединения и безгарантии доставки. Схема управления потоком - «буфер-буфер».Применяется для каналов SCSI.Класс 4Обеспечивает выделение определенной доли пропускнойспособности канала с заданным значением качества обслуживания(QoS).
Работает только с топологией структура (fabric), гдесоединяются два порта типа n_port. При этом формируются двавиртуальных соединения, обслуживающих встречные потокиданных. Пропускная способность этих соединения может бытьразной. Как и в классе 1, здесь гарантируется порядок доставкикадров. Допускается одновременное соединение более чем содним портом типа n_port. Используется схема управленияпотоком «буфер-буфер».Класс 5Регламентирующие документы находятся в процессе подготовки.Класс 6Предусматривает групповое обслуживание в рамках топологиитипа структура (fabric).4.5.4.2.
Технология обмена пакетамиFibre Channel использует пакеты переменной длины (до 2148 байт), содержащие до 2112 байтданных. Такая длина пакета заметно снижает издержки, связанные с пересылкой заголовков(эффективность 98%). С этой точки зрения в наихудшем положении оказывается ATM (83%-наяэффективность: 48 байт данных при 53-байтном пакете). Только FDDI превосходит FC по этому параметру(99%).В отличие от других локальных сетей, использующих 6-октетные адреса, FC работает с 3-байтовымиадресами, распределяемыми динамически в процессе выполнения операции login. Адрес 0xffffffзарезервирован для широковещательной адресации. Адреса же в диапазоне 0xfffff0-0xfffffe выделены дляобращения к «структуре» (fabric), мультикастинг-серверу и серверу псевдонимов (alias-server).
n_portпередает кадры от своего source_id (s_id) к destination_id (d_id). До выполнения операции fabric login s_idпорта не определено. В случае арбитражного кольца применяются 3-октетные адреса al_pa, задаваемыепри инициализации кольца. Для однозначной идентификации узлов используются 64-битовые именаидентификаторы.Формат пакетов в сетях FC показан на рисунке 4-54. Здесь используются 24-битовые адреса, чтопозволяет адресовать до 16 миллионов объектов. Сеть может строить соединения по схеме «точка-точка»,допускается и кольцевая архитектура с возможностью арбитража.
Есть и другие схемы, допускающиебольшое число независимых обменов одновременно. Схема кольцевого соединения показана на рисунке4-55. К кольцу может быть подключено до 128 узлов.Протокол Fibre Channel предусматривает 5 уровней, которые определяют физическую среду, скоростьпередачи, схему кодирования, форматы пакетов, управление потоком и различные виды услуг. Напомним,что первые два мы подробно рассмотрели в предыдущем разделе.§FC-0 определяет физические характеристики интерфейса и среды, включая кабели, разъемы, драйверы(ECL, LED, лазеры), передатчики и приемники.
Вместе с FC-1 этот уровень образует физический слой.§FC-1 определяет метод кодирования/декодирования (8B/10B) и протокол передачи, где объединяетсяпересылка данных и синхронизирующей информации.§FC-2 определяет правила сигнального протокола, классы услуг, топологию, методику сегментации, задаетформат кадра и описывает передачу информационных кадров.§FС-3 определяет работу нескольких портов на одном узле и обеспечивает общие виды сервиса.§FC-4 обеспечивает реализацию набора прикладных команд и протоколов вышележащего уровня(например, для SCSI, IPI, IEEE 802, SBCCS, HIPPI, IP, ATM и т.д.)FC-0 и FC-1 образуют физический уровень, соответствующей стандартной модели ISO.Рисунок 4-54. Формат кадра Fibre ChannelСтандарт FC допускает соединение типа «точка-точка», кольцо с арбитражем и структура (верхняя,средняя и нижняя части рисунка 4-55).
Кольцевая архитектура обеспечивает самое дешевоеподключение. Система арбитража допускает обмен только между двумя узлами одновременно. Следуетучесть, что кольцевая структура не предполагает использования маркерной схемы доступа.Рисунок 4-55. Типы топологии FCПеред передачей байты кадра преобразуютсяназываемые символами передачи (кодировка 8B/10B).в10-битовыекодовыепоследовательности,В FC предусмотрено два режима обмена: «буфер-буфер» и «точка-точка». Передача данныхосуществляется, только когда принимающая сторона готова к этому.
Прежде чем что-либо посылать,стороны должны выполнить операцию login. В ходе ее выполнения определяется верхний предел числапередаваемых кадров (credit). Значение параметра credit задает число кадров, которые могут бытьприняты. После передачи очередного кадра значение credit уменьшается на единицу. Когда значение этойпеременной достигает нуля, дальнейшая передача блокируется до тех пор, пока получатель не обработаетодин или более кадров и будет готов продолжить прием. Здесь имеет место довольно тесная аналогия спротоколом скользящего окна.Режим обмена «буфер-буфер» предполагает установление связи между портами N_Port и F_Port илимежду двумя N_Port.
При установлении соединения каждая из сторон сообщает партнеру, сколько кадровона готова принять (значение переменной BB_Credit). Режим «точка-точка» реализуется между портамитипа N_Port. Предельное число кадров, которое сторона может принять, задается переменной EE_Credit.Эта переменная устанавливается равной нулю при инициализации, увеличивается на единицу припередаче кадра и уменьшается при получении кадра ACK Link Control. Кадр ACK может указывать на то,что порт получил и обработал один кадр, N кадров или всю последовательность кадров.Дополнительную информацию можно получить, обратившись к следующим источникам:§"Definitions of Managed Objects for the Fabric Element in Fibre Channel Standard". K.
Teow. May 2000, RFC2837§http://www.prz.tu-berlin.de/docs/html/EANTC/INFOSYS/fibrechannel/detail§http://www.fibrechannel.com/technology/physical.htm§http://www.ancor.com§http://www.iol.unh.edu/training/fc/fc_tutorial.html4.6. Спутниковые сетиВ большинстве случаев каналы с множественным доступом используют в ЛВС.
Однако эти каналынаходят применение и в сетях регионального масштаба, когда для этого используются спутниковыеканалы. Здесь мы рассмотрим лишь некоторые проблемы, которые возникают при использованииспутниковых каналов в региональных сетях.Спутник связи имеет обычно несколько десятков транспондеров. Каждый транспондер управляетлучом, покрывающим определенную часть поверхности земли. Луч может иметь большое пятно (до 10 000км в поперечнике) или маленькое (до 250 км). Транспондер принимает сигналы от станций,расположенных в зоне луча, на одной частоте и может передавать на эти станции сигналы на другой.Луч нацеливается на определенную зону с помощью соответствующей электроники, антеннапередает несколько кадров и луч перемещается на другую область. Время, в течение которого лучфиксируют на определенной зоне, называется временем скважности.Как и в любой ЛВС, важным вопросом является то, как распределять каналы транспондеров.
Из-забольшой задержки в канале (до 270 мсек.) использование несущей невозможно. Поэтому протоколыкласса CSMA/CD здесь не применимы. Здесь используются пять других классов протоколов:«Объединение», ALOHA, FDM, TDM, CDMA. Хотя мы их уже рассматривали, тем не менее, их применениедля спутниковой связи имеет некоторые особенности. В основном мы будем говорить о передаче данныхна спутник, поскольку при передачи со спутника есть только один передатчик (транспондер на спутнике),и проблем распределения канала не возникает.4.6.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
