Grundlegendes zu Fibre Channel

FC-Fabrics

Eine FC-Fabric ist eine Switch-Netzwerktopologie, die FC-Geräte mithilfe von FC-Switches miteinander verbindet, normalerweise um ein SAN zu erstellen. Ein FC-Switch ist ein Layer-3-Netzwerk-Switch, der mit dem FC-Protokoll kompatibel ist, FC-Datenverkehr leitet und FC-Services an die Komponenten der FC-Fabric bereitstellt. FC-Geräte sind in der Regel Server oder Speichergeräte wie Festplatten-Arrays.

Switches namens FCoE-Weiterleitungen (FCFs) führen einen Teil der FC-Switch-Funktionen aus. Ein FCF ist ein Layer-3-Netzwerk-Switch, der mit dem FC-Protokoll kompatibel ist und FC-Datenverkehr leitet, aber keine Netzwerkservices bereitstellt.

Bei der Konfiguration als FCoE-FC-Gateway fungiert der QFX3500-Switch als Proxy für die FCF-Funktionalität eines FC-Switches. Das Gateway bietet FCoE-Geräten im Ethernet-Netzwerk Zugriff auf das FC-Netzwerk, ohne dass die FC-Switches im SAN Ethernet-Schnittstellen unterstützen müssen. Das Gateway ist kein FCF und stellt keine FCF-Services bereit.

Das FC-Netzwerkdesign verwendet häufig zwei Fabrics (Dual-Rail-Topologie) für Redundanz. Die beiden Fabrics verbinden sich mit Edge-Geräten, sind aber ansonsten nicht verbunden, sodass die andere Fabric weiterhin Konnektivität bereitstellen kann, wenn eine Fabric ausfällt.

FC-Porttypen

Der QFX3500-Switch unterstützt die folgenden FC-Porttypen:

• N_Port: Ein N_Port ist ein Port auf dem Knoten eines FC-Geräts, z. B. eines Servers oder eines Speichergeräts, und wird auch als Node-Port bezeichnet.

• F_Port: Ein F_Port ist ein Port auf einem FC-Switch, der sich mit einem FC-Gerät verbindet N_Port in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung. F_Ports werden auch als Fabric-Ports bezeichnet.

Diese Porttypen sind eine Teilmenge der vorhandenen FC-Porttypen, die in einer FC-Fabric unterstützt werden können.

FC-Switches

FC-Switches stellen FC-Services für das FC-Netzwerk bereit. FC-Switches leiten Layer-3-Datenverkehr weiter. Sie können eine Kombination aus nativem FC-Datenverkehr und anderen Datenverkehr wie Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) oder FCoE übertragen, oder sie übertragen nur nativen FC-Datenverkehr. Wenn ein FC-Switch FCoE unterstützt, kombiniert er FCoE-Terminierungsfunktionen mit dem FC-Stack auf einem FC-Switching-Element. Dies wird auch als Dual-Stack-Switch bezeichnet.

Wenn FC-Switches FCoE unterstützen, präsentieren sie virtuelle FC-Schnittstellen in Form von virtuellem F_Ports (VF_Ports) zu den FCoE-Knoten (ENodes) auf FCoE-Geräten. Ein VF_Port ist ein Endpunkt in einer virtuellen Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einem virtuellen ENode-N_Port (VN_Port). Ein VF_Port emuliert eine native FC-F_Port und führt ähnliche Funktionen aus. Ein VF_Port ist ein Zwischenport in einer Verbindung zwischen einem FCoE-Gerät wie einem Server im Ethernet-Netzwerk und einem Speichergerät im FC SAN.

FC-Switches, die FCoE unterstützen, enthalten mindestens einen verlustfreien Ethernet Media Access Controller (MAC), der mit einem FCoE-Controller gekoppelt ist. Der verlustfreie Ethernet-MAC implementiert Ethernet-Erweiterungen, um Frameverluste aufgrund von Überlastungen zu vermeiden. Der FCoE-Controller instanziiert und beendet virtuelle Portinstanzen nach Bedarf. Jede VF_Port Instanz verfügt über einen einzigartigen virtuellen Link zu einem ENode-VN_Port.

FCoE-Unterstützung erfordert außerdem einen FCoE Link End Point (LEP) für jede VF_Port Verbindung. Ein FCoE LEP ist eine virtuelle FC-Schnittstelle, die auf der physischen Ethernet-Schnittstelle abgebildet ist. Es sendet und empfängt FCoE-Frames auf dem virtuellen Link und verwaltet die FC-Frame-Kapselung für den Datenverkehr, der vom FC-Switch zum FCoE-Gerät geht, und die Frame-Entkapselung des vom FCoE-Gerät empfangenen Datenverkehrs.

Wenn Sie den QFX3500-Switch als FCoE-FC-Gateway konfigurieren, führt das Gateway diese FC-to-Ethernet- und Ethernet-to-FC-Konvertierungsfunktionen aus, sodass der FC-Switch keine Ethernet-Ports (FCoE) benötigt.

Adapter

FC Host Bus Adapter (HBAs) in FC-Switches und -Geräten führen Funktionen aus, die denen von Ethernet-Adaptern in Ethernet-Switches und -Geräten ähneln. Switches, die FCoE-Funktionen ausführen, und FCoE-Geräte verfügen über konvergierte Netzwerkadapter (CNAs), die sowohl native FC- als auch Ethernet-Funktionen unterstützen.

N_Port ID-Virtualisierung (NPIV)

FC erfordert eine eindeutige Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem FC-Switch (F_Port) und jedem Host N_Port. Um zu vermeiden, dass für jede F_Port eine physische Verbindung zur N_Port Verbindung verwendet wird, müssen die Portverbindungen virtualisiert werden, damit sie eine physische Verbindung gemeinsam nutzen können und gleichzeitig die logische Trennung beibehalten.

FC erreicht dies, indem Es Ihnen ermöglicht, einen unabhängigen virtuellen Link für jede FC-Sitzung zu erstellen, indem sie jede Sitzung einem virtualisierten N_Port. Dieser Prozess wird als N_Port ID-Virtualisierung (NPIV) bezeichnet.

NPIV lässt jede virtuelle Verbindung wie eine dedizierte Punkt-zu-Punkt-Verbindung aussehen. Auf diese Weise können mehrere FC-Geräte und mehrere Anwendungen oder virtuelle Maschinen (VMs) auf einem einzigen FC-Gerät über einen physischen Port mit einem FC-Switch verbunden werden, anstatt für jede Verbindung einen physischen Port zu verwenden. Die virtuelle Verbindung schafft eine sichere Grenze zwischen Datenverkehr aus verschiedenen Quellen auf einer einzigen physischen Verbindung.

NPIV erstellt eine eindeutige virtuelle Portkennung für jede logische Verbindung an einem physischen Port. Konzeptionell ähnelt dies der Aufteilung einer einzelnen physischen Schnittstelle in mehrere logische Schnittstellen oder Unteroberflächen. Ein virtueller Portbezeichner besteht aus dem eindeutigen weltweiten Namen (WWN) des Ports in Kombination mit einer Fibre Channel ID (FCID), die der FC-Switch der virtuellen Verbindung zuweist. Dadurch wird für jeden virtuellen Link ein virtueller Host-Bus-Adapter (HBA) erstellt, der die Verbindung zum FC-Switch eindeutig identifiziert.

FC Services

Wenn Sie den QFX3500-Switch als FCoE-FC-Gateway konfigurieren, verbindet das Gateway FCoE-Geräte im Ethernet-Netzwerk mit der FC-Fabric. Das Gateway stellt FC-Services nicht direkt bereit. Das Gateway meldet sich bei der FC-Fabric an und bezieht FC-Services von der FC-Fabric, darunter:

• Managementserver

  • Zonenserver: Definiert, welche Geräte in der FC-Fabric miteinander verbunden werden können.

  • Fabric-Konfigurationsserver: Erkennt FC-Fabric-Topologie und -Attribute.

  • Richtlinienserver: Verteilt die Regeln für die Verwaltung, Verwaltung und Steuerung des Zugriffs auf FC-Fabric-Ressourcen.

  • HBA-Managementserver: Registriert HBA-Informationen bei der FC-Fabric.

• Domain Manager: Weist virtuellen Switches Domänen-IDs zu.

• Fabric-Anmeldeserver: Stellt dem Gateway Anmeldeservices bereit, sodass die nativen FC-Ports des Gateways eine anfängliche Fabric-Anmeldung (FLOGI) bei der FC-Fabric und nachfolgende Fabric Discovery -Anmeldungen (FDISC) für die physischen und virtuellen Ports auf den FCoE-Geräten im Ethernet-Netzwerk durchführen können. Dazu gehört auch die Zuweisung von Fibre Channel-IDs (FCIDs) an Ports.

• Name server: Erkennt, registriert und entregistriert N_Port Attribute, einschließlich der Attribute der nativen FC-Ports auf dem Gateway, das mit der FC-Fabric verbunden ist.

• Ereignisserver: Validiert eingehende Ereignisse, um die Transaktionsintegrität zu gewährleisten.

• Zeitserver: Behält eine gemeinsame Zeit für Geräte in der FC-Fabric.

• Fabric-Controller

  • Fabric Shortest Path First (FSPF): Das FC-Fabric bietet die Auswahl des Verbindungsstatuspfads zum Gateway.

  • State Change Notification (SCN) / Registered State Change Notification Server (RSCN): Benachrichtigt die entsprechenden Knoten, wenn neue Geräte online sind, andere Knoten ausfallen oder wenn Änderungen an einem Onlineknoten den Systembetrieb beeinträchtigen.