Visão geral do Fibre Channel
Fibre Channel (FC) é uma tecnologia de rede de alta velocidade que interconecta elementos de rede e permite que eles se comuniquem entre si. O Comitê Internacional para Padrões de Tecnologia da Informação (INCITS) Comitê Técnico T11 estabelece padrões de FC.
As redes FC oferecem características de alto desempenho, como transporte sem perdas combinado com topologia de rede flexível. O FC é usado principalmente em redes de área de armazenamento (SANs) porque fornece transporte de quadros confiável, sem perdas e em ordem entre iniciadores e alvos. Os componentes do FC incluem iniciadores, alvos e switches capazes de FC que interconectam dispositivos FC e também podem interconectar dispositivos FC com dispositivos Fibre Channel via Ethernet (FCoE). Iniciadores originam comandos de E/S. Os alvos recebem comandos de E/S. Por exemplo, um servidor pode iniciar uma solicitação de E/S para um alvo de dispositivo de armazenamento.
O switch QFX3500 da Juniper Networks tem portas FC nativas, bem como portas de acesso Ethernet, e pode funcionar como um gateway FCoE-FC ou como um switch de trânsito FCoE. Todos os outros switches da Série QFX e switches EX4600 têm portas de acesso Ethernet e podem funcionar como um switch de trânsito FCoE.
O FCoE transporta quadros FC nativos em uma rede Ethernet encapsulando os quadros nãomodificados na Ethernet. Ele também fornece extensões de protocolo para descobrir dispositivos FCoE através da rede Ethernet. O FCoE exige que a rede Ethernet suporte a extensões de ponte de data center (DCB) que garantam o transporte sem perdas e permitam que o domínio Ethernet de Camada 2 atenda aos requisitos do transporte FC.
A funcionalidade de gateway FCoE-FC é um recurso licenciado da Série QFX que está disponível apenas em switches QFX3500. Como um gateway FCoE-FC, o switch conecta dispositivos FCoE em uma rede Ethernet a um switch SAN FC.
Você não precisa de uma licença para usar o switch como um switch de trânsito FCoE. Como um switch de trânsito FCoE, o switch:
É um switch de ponte de data center (DCB) de Camada 2 que pode transportar quadros FCoE.
Implementa o protocolo de inicialização de FCoE (FIP).
Conecta vários endpoints FCoE à rede FC.
Switches autônomos oferecem suporte a FCoE. As configurações de Virtual Chassis (VC) e Virtual Chassis Fabric (VCF) de modo misto não oferecem suporte a FCoE. VcFs de switch QFX5100 puros (compostos apenas por switches QFX5100) oferecem suporte a FCoE.
Este tópico descreve:
Protocolo de transporte de fibra de canal
O Protocolo de Canal de Fibra é um protocolo de transporte que consiste em cinco camadas conforme mostrado na Tabela 1:
Camada de protocolos FC |
Descrição |
|---|---|
FC-0 |
Físico (cabeamento, conectores etc. ) |
FC-1 |
Camada de link de dados |
FC-2 |
Camada de rede (define os protocolos principais) |
FC-3 |
Serviços comuns |
FC-4 |
Mapeamento de protocolos |
As camadas de protocolo FC geralmente são divididas em três grupos:
FC-0 e FC-1 são as camadas físicas.
O FC-2 é a camada de protocolo, semelhante à Camada 3 da OSI.
FC-3 e FC-4 são as camadas de serviços.
O gateway FCoE-FC opera as camadas físicas e a camada de protocolo, e oferece FIP e redirecionamento de serviços na camada de serviços.
Como o FC funciona no switch
O switch conecta dispositivos que oferecem suporte a FC e Ethernet (como servidores FCoE em uma rede Ethernet) a um FC SAN, convergindo assim as redes Ethernet e FC em uma única infraestrutura de rede física. O switch fornece os recursos de classe de serviço (CoS) necessários para lidar com os diferentes tipos de tráfego adequadamente.
Para convergir redes FC e Ethernet, você pode configurar o switch como um:
FCoE-FC Gateway
Quando o switch funciona como um gateway FCoE-FC, o switch agrega tráfego FCoE e executa o encapsulamento e des encapsulamento de quadros FC nativos em Ethernet enquanto transporta os quadros entre dispositivos FCoE na rede Ethernet e no switch FC. Na verdade, o switch traduz Ethernet para FC e FC para Ethernet.
O gateway recebe quadros FC encapsulados em Ethernet de dispositivos FCoE por meio de uma interface FCoE VLAN composta por uma ou mais interfaces Ethernet de 10 Gigabit. O gateway remove o encapsulamento Ethernet dos quadros FC e envia os quadros FC nativos para o switch FC por uma interface FC nativa.
O gateway recebe quadros FC nativos do switch FC nas interfaces FC nativas do gateway. O gateway encapsula os quadros FC nativos em Ethernet e envia os quadros encapsulados para o dispositivo FCoE apropriado por meio da interface FCoE VLAN.
Para dispositivos FCoE, o gateway se comporta como um switch FC e pode apresentar várias F_Ports virtuais (VF_Ports) em uma única interface. Para um switch FC, o gateway se comporta como um nó FC que está fazendo N_Port virtualização de ID (NPIV).
Switch de trânsito FCoE
Quando o switch funciona como um switch de trânsito FCoE, ele encaminha o tráfego (incluindo o tráfego FCoE) com base no encaminhamento do controle de acesso de mídia de Camada 2 (MAC) e é um switch de Camada 2 habilitado para DCB normal que também executa a espionagem FIP. O switch agrega tráfego FCoE e o passa para uma FCF. O switch não remove o encapsulamento Ethernet dos quadros FC, mas preserva a classe de serviço (CoS) necessária para transportar quadros FC.
O switch inspeciona (bisbilhoteiros) informações FIP a fim de criar filtros que permitem apenas que o tráfego FCoE válido flua através do switch entre dispositivos FCoE e o FCF. O switch não usa portas FC nativas porque os quadros FC são encapsulados em Ethernet quando fluem entre os dispositivos FCoE e o FCF. Os links virtuais ponto a ponto entre cada dispositivo FCoE e o FCF passam de maneira transparente pelo switch, de modo que o switch não seja visto como um ponto de terminação ou um ponto intermediário por dispositivos FCoE ou pela FCF.
FCoE VLANs
Todo o tráfego FCoE deve viajar em um VLAN dedicado a transportar apenas tráfego FCoE. Apenas as interfaces FCoE devem ser membros de um FCoE VLAN. O tráfego de Ethernet que não é FCoE ou FIP deve viajar em um VLAN diferente.
O mesmo VLAN não pode ser usado tanto no modo de switch de trânsito quanto no modo de gateway FCoE-FC.
As VLANs FCoE (qualquer VLAN que transporta tráfego FCoE) oferecem suporte apenas ao Protocolo de Árvores (STP) e aos recursos de Camada 2 do grupo de agregação de enlace (LAG).
O tráfego FCoE não pode usar um LAG padrão porque o tráfego pode ser acelerado para diferentes links de LAG físicos em diferentes transmissões. Isso quebra o enlace ponto a ponto (virtual) que o tráfego Fibre Channel exige. Se você configurar uma interface LAG padrão para tráfego FCoE, o tráfego FCoE pode ser rejeitado pelo FC SAN.
Os sistemas QFabric oferecem suporte a um LAG especial chamado FCoE LAG, que permite transportar tráfego FCoE e tráfego Ethernet regular (tráfego que não é tráfego FCoE) pelo mesmo pacote de agregação de enlace. Os LAGs padrão usam um algoritmo de hashing para determinar qual link físico no LAG é usado para uma transmissão, de modo que a comunicação entre dois dispositivos pode usar links físicos diferentes no LAG para diferentes transmissões. Um FCoE LAG garante que o tráfego FCoE use o mesmo link físico no LAG para solicitações e respostas, a fim de preservar o enlace virtual ponto a ponto entre o adaptador de rede convergente (CNA) do dispositivo FCoE e o switch FC SAN em todo o dispositivo nó do sistema QFabric. Um FCoE LAG não oferece balanceamento de carga ou redundância de enlace para o tráfego FCoE. No entanto, o tráfego Ethernet regular usa o algoritmo de hashing padrão e recebe os benefícios de LAG usuais de balanceamento de carga e redundância de enlace em um FCoE LAG.
O IGMP é habilitado por padrão em todas as VLANs em todas as versões de software antes do Junos OS R13.2. Desativar o IGMP usando VLANs FCoE se você estiver usando um software com mais de 13,2 anos.
Você pode configurar mais de um FCoE VLAN, mas qualquer link virtual deve estar em apenas um VLAN FCoE.
Todas as interfaces Ethernet de 10 Gigabit que se conectam a dispositivos FCoE devem ter um VLAN nativo configurado para transportar o tráfego FIP, porque os quadros de descoberta e notificação do FIP VLAN são trocados como pacotes não registrados.
Apenas o tráfego FCoE é permitido no FCoE VLAN. Um VLAN nativo pode precisar transportar tráfego não registrado de diferentes tipos e protocolos. Portanto, é uma boa prática manter o VLAN nativo separado das VLANs FCoE.
Recursos e funções de FC suportados
Os seguintes recursos e funcionalidades são compatíveis:
Como um gateway FCoE-FC:
DCB, incluindo o protocolo de troca de recursos de ponte de data center (DCBX), controle de fluxo baseado em prioridade (PFC), serviço de transmissão aprimorado (ETS) e interfaces Ethernet de 10 Gigabit
Protocolo de inicialização de FCoE (FIP)
Proxy para dispositivos FCoE ao se comunicar com switches FC e atua como um proxy para switches FC ao se comunicar com dispositivos FCoE
Até 12 interfaces FC nativas por switch QFX3500 (cada interface pode ser configurada como uma interface Ethernet de 2 Gigabit, 4 Gigabit ou 8 Gigabits)
Como um switch de trânsito FCoE:
Funções de DCB
Bisbilhotamento FIP
Encaminhamento de MAC de Camada 2 transparente de quadros FCoE
Suporte de transporte sem perdas
Até seis aulas de encaminhamento sem perdas são suportadas. Para transporte sem perdas, você deve habilitar o PFC no ponto de código IEEE 802.1p de aulas de encaminhamento sem perdas. As seguintes limitações aplicam-se ao suporte ao transporte sem perdas:
O comprimento do cabo externo de um switch autônomo ou dispositivo de nó do sistema QFabric para outros dispositivos não pode exceder 300 metros.
O comprimento interno do cabo de um dispositivo de nó do sistema QFabric até o dispositivo de interconexão do sistema QFabric não pode exceder 150 metros.
Para tráfego FCoE, a unidade de transmissão máxima (MTU) da interface deve ter pelo menos 2.180 bytes para acomodar a carga de pacotes, cabeçalhos e verificações.