Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

Определяет передачу данных от одного узла к другому, т.е. непосредственно транспортный механизм. Уровень FC-2 формирует кадры, определяет классы обслуживания и службы регистрации связной архитектуры или портов. Этот уровень можно представить в качестве аналога уровню MAC (Media Access Control) в модели ISO OS1.

Рис. 4.4. Иерархия передачи данных Fibre Channel

Уровень FC-2 определяет:

иерархию передачи данных Fibre Channel, которая включает в себя упорядоченные множества, кадры, последовательности и обмены;

управление потоком Fibre Channel;

протоколы FC-2;

классы обслуживания FC-2.

Эти компоненты рассматриваются в разделах 4.6.3.1 4.6.3.7, но перед этим следует выяснить, как соединяются различные структурные элементы иерархии.

В Fibre Channel данные передаются с помощью кадров (frame). Кадр представляет собой эквивалент пакета TCP/IP. Кадры создаются из упорядоченных множеств и символов данных. Несколько кадров группируются вместе и формируют последовательность, а несколько последовательностей формируют обмен (exchange). Это демонстрируется на рис. 4.4.

В разделах 4.6.3.1–4.6.3.4 все эти компоненты рассматриваются более подробно.

Упорядоченные множества – это структуры последовательной передачи данных объемом 4 байта, которые представляют собой специальные символы или сигналы линии связи. Далее приведены примеры подобных множеств.

Разделители кадров SOF (Start Of Frame) и EOF (End Of Frame), которые являются аналогами пакетов SOF и EOF в сетях Ethernet. В отличие от Ethernet, в Fibre Channel определено несколько вариантов SOF и EOF, поскольку уровнем FC-1 используется схема кодирования, формирующая несколько представлений для каждого передаваемого символа.

Два базовых сигнала для указания состояния порта.

Idle – указание, что порт готов для передачи или приема данных.

Receiver Ready – указание, что буфер интерфейса (устройства взаимодействия) готов для приема данных.

Базовая последовательность. Простое упорядоченное множество, которое регулярно передается для указания особого статуса порта. К особым статусам относятся:

Not Operational (NOS) – используется только в сетях с топологией «точка-точка» или в связной архитектуре (но не в кольце с разделением доступа) для указания на отказ в работе линии связи или появление определенной ошибки;

Offline (OLS) – передается во время инициализации порта или при получении базового статуса NOS; таким образом, в ответ на NOS порт отправляет ответ OLS;

Link Reset (LR) – используется для указания на необходимость повторной инициализации линии связи;

Link Reset Response (LS) – используется для указания, что данные LR получены и обработаны.

Как пакет IP является базовым элементом протокола Internet (IP), так ■ и кадр представляет собой основной структурный элемент интерфейса Fibre Channel. Существует три типа кадров.

1. Кадры управления линией связи (link control frames), используемые для отправки команды управления линией связи.

Рис. 4.5. Заголовок кадра Fibre Channel

Кадры данных линии связи (link data frames), используемые для отправки данных, необходимых для управления линией связи.

Кадры данных устройства (device data frames), которые содержат данные для протоколов более высокого уровня, например данные, считанные с жесткого диска.

На рис. 4.5 показан заголовок кадра Fibre Channel. Кадр проектировался для передачи 2048 байт данных и необйзательного заголовка размером 64 байт. Подобный размер кадра позволяет передавать за один раз большой объем данных с минимальными накладными расходами (около 1,5%). Однако при этом другому узлу придется ждать, пока завершится передача большого кадра, что подразумевает увеличение задержек в передаче. Сравним это с протоколом ATM (Asynchronous Transfer Mode), где кадр имеет размер 53 байт и накладные расходы протокола составляют около 10%. Это позволяет снизить задержки, но время передачи определенного объема данных возрастает.

Каждый кадр начинается и заканчивается специальным ограничителем, как и в других сетевых протоколах. Это SOF и EOF соответственно. Каждый кадр имеет заголовок, выполняющий несколько функций. Одна из них – это предоставление адресов назначения и источника для обеспечения коммута-

дии данных. Еще одна задача состоит в переносе информации для управления линией связи, включая управление самой передачей.

Другие поля заголовка кадра Fibre Channel рассматриваются ниже.

Поле Destination_Id используется для маршрутизации кадра. В топологиях «точка-точка» и кольцо с разделением доступа маршрутизация может проходить обычным образом, что не относится к топологии коммутируемой связной архитектуры. Поле Source_Id предназначено для передачи сообщений об ошибках и для предотвращения циклов данных при маршрутизации.

Поля R_CTLи Туре используются для сортировки различных кадров уровня FC-4 по их прибытию в точку назначения. Таким образом, эти поля указывают, содержит ли прибывший кадр данные интерфейса SCSI, протокола IP или другие данные. Значения поля Туре описываются в табл. 4.3.

Поле R_CTLиспользуется для указания содержимого кадра. Кадр может содержать данные или информацию для управления линией связи; в последнем случае кадры могут быть запрошенными и незапрошенными.

Таблица 4.3. Значения поля Туре в кадрах Fibre Channel

Поле F_CTL используется для описания информации кадра, например первой или последней последовательности.

Поле DF_CTL указывает на присутствие или отсутствие необязательных заголовков.

Поля SEQ_Idи SEQ_CNTуникально идентифицируют счетчик последовательности обмена (см. раздел 4.6.3.3).

Поле 0X_Id(идентификатор обмена источника) используется для связывания кадра с определенным обменом исходного порта.

Доле RX_Id(идентификатор обмена ответчика) используется для связывания кадра с определенным обменом отвечающего порта.

Поле Relative Offsetидентифицирует относительное смещение первого байта основного содержания кадра от базового адреса.

Последовательность представляет собой набор кадров, которые передаются из одной точки в другую. Для исправления возможных ошибок каждый кадр содержит уникальный счетчик последовательности. Исправление ошибок осуществляется протоколом более высокого уровня, обычно на уровне FC-4. Обратите внимание, что все кадры в последовательности передаются в одном направлении (а не в обоих одновременно). На рис. 4.4 показано, как кадры, последовательности и обмены взаимодействуют друг с другом.