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光纤通道概述

光纤通道 (FC) 是一种高速网络技术,可互连网络元素并允许它们相互通信。国际信息技术标准委员会 (INCITS) T11 技术委员会设定 FC 标准。

FC 网络提供高性能特性,如无损传输与灵活的网络拓扑相结合。FC 主要用于存储区域网络 (SAN),因为它在发起方和目标之间提供可靠、无损的有序帧传输。FC 组件包括发起方、目标和具有 FC 功能的交换机,可互连 FC 设备,还可将 FC 设备与以太网光纤通道 (FCoE) 设备互连。发起人发起人 I/O 命令。目标将接收 I/O 命令。例如,服务器可以向存储设备目标发起 I/O 请求。

瞻博网络 QFX3500 交换机具有本机 FC 端口和以太网接入端口,可用作 FCoE-FC 网关或 FCoE 中继交换机。所有其他 QFX 系列交换机和 EX4600 交换机均具有以太网接入端口,可用作 FCoE 中继交换机。

FCoE 通过以太网封装未修改的帧,通过以太网网络传输本机 FC 帧。它还提供协议扩展,通过以太网网络发现 FCoE 设备。FCoE 要求以太网网络支持数据中心桥接 (DCB) 扩展,以确保无损传输,并允许第 2 层 以太网域满足 FC 传输的要求。

FCoE-FC 网关功能是 QFX 系列的许可功能,仅适用于 QFX3500 交换机。作为 FCoE-FC 网关,交换机将以太网网络上的 FCoE 设备连接到 SAN FC 交换机。

您无需许可证即可将交换机用作 FCoE 中转交换机。作为 FCoE 中转交换机,交换机:

  • 是第 2 层数据中心桥接 (DCB) 交换机,可传输 FCoE 帧。

  • 实施 FCoE 初始化协议 (FIP) 侦听。

  • 将多个 FCoE 端点连接到 FC 网络。

注意:

独立交换机支持 FCoE。虚拟机箱 (VC) 和混合模式虚拟机箱阵列 (VCF) 配置不支持 FCoE。纯 QFX5100 交换机 VCF(仅包含 QFX5100 交换机)支持 FCoE。

本主题介绍:

光纤通道传输协议

光纤通道协议是一种由五层组成的传输协议,如 表 1 所示:

表 1:光纤通道协议层

FC 协议层

描述

FC-0

物理(布线、连接器等)

FC-1

数据链路层

FC-2

网络层(定义主要协议)

FC-3

通用服务

FC-4

协议映射

FC 协议层通常分为三组:

  • FC-0 和 FC-1 是物理层。

  • FC-2 是协议层,类似于 OSI 第 3 层。

  • FC-3 和 FC-4 是服务层。

FCoE-FC 网关运行物理层和协议层,并在服务层提供 FIP 和服务重定向。

FC 如何在交换机上工作

交换机将支持 FC 和以太网的设备(例如以太网网络上的 FCoE 服务器)连接到 FC SAN,从而将以太网和 FC 网络融合到单个物理网络基础架构上。交换机提供适当处理不同类型的流量所需的服务等级 (CoS) 功能。

要融合 FC 和以太网网络,您可以将交换机配置为:

FCoE-FC 网关

当交换机用作 FCoE-FC 网关时,交换机将聚合 FCoE 流量并执行以太网中本机 FC 帧的封装和解封装,以太网中的 FCoE 设备与 FC 交换机之间传输帧。实际上,交换机将以太网转换为 FC,将 FC 转换为以太网。

网关通过由一个或多个 10 千兆位以太网接口组成的 FCoE VLAN 接口,从 FCoE 设备接收封装在以太网中的 FC 帧。网关从 FC 帧中卸下以太网封装,然后通过本机 FC 接口将本机 FC 帧发送至 FC 交换机。

网关从网关本机 FC 接口上的 FC 交换机上接收本机 FC 帧。网关在以太网中封装本机 FC 帧,然后通过 FCoE VLAN 接口将封装帧发送至相应的 FCoE 设备。

对 FCoE 设备,网关的行为就像 FC 交换机,可以在单个接口上呈现多个虚拟F_Ports (VF_Ports)。对于 FC 交换机,网关的行为就像是执行N_Port ID 虚拟化 (NPIV) 的 FC 节点。

FCoE 中转交换机

当交换机用作 FCoE 中转交换机时,它会根据第 2 层媒体访问控制 (MAC) 转发转发流量(包括 FCoE 流量),并且是支持 DCB 的正常第 2 层交换机,同时执行 FIP 侦听。交换机聚合 FCoE 流量并将其传递至 FCF。交换机不会从 FC 帧中卸下以太网封装,但它确实保留传输 FC 帧所需的 服务等级 (CoS)。

交换机检查 (侦听) FIP 信息,以便创建仅允许有效 FCoE 流量通过 FCoE 设备与 FCF 之间的交换机的过滤器。交换机不使用本机 FC 端口,因为当 FC 帧在 FCoE 设备和 FCF 之间流动时,它们会封装在以太网中。每个 FCoE 设备与 FCF 之间的虚拟点对点链路通过交换机透明地传递,因此 FCoE 设备或 FCF 不会将交换机视为终端点或中间点。

FCoE VLAN

所有 FCoE 流量都必须在专用于仅传输 FCoE 流量的 VLAN 中传输。只有 FCoE 接口才应是 FCoE VLAN 的成员。非 FCoE 或 FIP 流量的以太网流量必须以不同的 VLAN 传输。

注意:

传输交换机模式和 FCoE-FC 网关模式不能使用相同的 VLAN。

注意:

FCoE VLAN(承载 FCoE 流量的任何 VLAN)仅支持生成树协议 (STP) 和链路聚合组 (LAG) 2 层功能。

FCoE 信息流不能使用标准 LAG,因为流量可能会被散列到不同传输点上的不同物理 LAG 链路。这打破了光纤通道流量所需的(虚拟)点对点链路。如果为 FCoE 流量配置标准 LAG 接口,则 FCoE 流量可能会被 FC SAN 拒绝。

QFabric 系统支持一种称为 FCoE LAG 的特殊 LAG,使您能够在同一链路聚合捆绑包中传输 FCoE 流量和常规以太网流量(非 FCoE 流量)。标准 LAG 使用散列算法来确定 LAG 中的哪些物理链路用于传输,因此两台设备之间的通信可能会在 LAG 中使用不同的物理链路来执行不同的传输。FCoE LAG 可确保 FCoE 流量在 LAG 中对请求和回复使用相同的物理链路,以便在 QFabric 系统节点设备上的 FCoE 设备融合网络适配器 (CNA) 和 FC SAN 交换机之间保留虚拟点对点链路。FCoE LAG 不会为 FCoE 流量提供负载平衡或链路冗余。但是,常规以太网流量使用标准散列算法,并在 FCoE LAG 中接收负载平衡和链路冗余的通常 LAG 优势。

注意:

在 Junos OS R13.2 之前,所有软件版本中的所有 VLAN 默认启用 IGMP 侦听。如果您使用的软件年龄超过 13.2,则禁用 FCoE VLAN 侦听。

您可配置多个 FCoE VLAN,但任何给定的虚拟链路都必须仅包含在一个 FCoE VLAN 中。

注意:

所有连接到 FCoE 设备的 10 千兆位以太网接口都必须配置本机 VLAN 以传输 FIP 流量,因为 FIP VLAN 发现和通知帧作为未标记的数据包交换。

优秀实践:

FCoE VLAN 上仅允许 FCoE 流量。本机 VLAN 可能需要承载不同类型和协议的未标记流量。因此,将本机 VLAN 与 FCoE VLAN 分离是一个很好的做法。

支持的 FC 功能和功能

支持以下特性和功能:

  • 作为 FCoE-FC 网关:

    • DCB,包括数据中心桥接功能交换协议 (DCBX)、 基于优先级的流量控制 (PFC)、增强型传输服务 (ETS) 和 10 千兆位以太网接口

    • FCoE 初始化协议 (FIP)

    • 与 FC 交换机通信时 FCoE 设备的代理,在与 FCoE 设备通信时充当 FC 交换机的代理

    • 每个 QFX3500 交换机最多 12 个本机 FC 接口(每个接口均可配置为 2 千兆位、4 千兆或 8 千兆位以太网接口)

  • 作为 FCoE 中转交换机:

    • DCB 功能

    • FIP 侦听

    • FCoE 帧的透明第 2 层 MAC 转发

无损传输支持

最多支持六个无损转发类。对于无损传输,您必须在 IEEE 802.1p 无损转发类代码点上启用 PFC。以下限制适用于支持无损传输:

  • 从独立交换机或 QFabric 系统节点设备到其他设备的外部电缆长度不能超过 300 米。

  • 从 QFabric 系统节点设备到 QFabric 系统互连设备的内部电缆长度不能超过 150 米。

  • 对于 FCoE 流量,接口最大传输单元 (MTU) 必须至少为 2180 字节才能容纳数据包有效负载、标头和检查。