?FC擁有自己的獨(dú)立層次結(jié)構(gòu)，FC-0到FC-4對(duì)應(yīng)OSI模型的1-5層，但也并非一一對(duì)應(yīng)，完整協(xié)議內(nèi)容請(qǐng)大家自行查閱標(biāo)準(zhǔn)文檔。其中FC-2定義了數(shù)據(jù)通信的內(nèi)容，是與網(wǎng)絡(luò)方面息息相關(guān)的，下面介紹的內(nèi)容也都是以FC-2為主。

　　在FC網(wǎng)絡(luò)中一共有三種主要的接口角色，NPort，FPort和EPort，其中N是服務(wù)器或存儲(chǔ)等終端節(jié)點(diǎn)連接FC網(wǎng)絡(luò)的的接口，F是FC交換機(jī)設(shè)備連接服務(wù)器或存儲(chǔ)等終端節(jié)點(diǎn)的接口，E是FC交換機(jī)互聯(lián)接口。

FC設(shè)備都擁有2個(gè)重要標(biāo)識(shí)：
?????WWN（World Wide Name）：64bit，節(jié)點(diǎn)和每個(gè)接口都有各自固定的WWN且所有的WWN均是唯一的，WWN的作用是為了身份識(shí)別和安全控制，有些類似于MAC，但不做轉(zhuǎn)發(fā)尋址使用。 FC ID：24bit，由8個(gè)bit的Domain ID，8bit的Area ID和8bit的Port ID組成，每個(gè)Domain ID代表一臺(tái)FC Switch（由此可以算出每個(gè)FC網(wǎng)絡(luò)最多支持256個(gè)Switch節(jié)點(diǎn)，減去部分保留ID，實(shí)際能夠支持最多239個(gè)Switch）。終端節(jié)點(diǎn)的FC ID是基于接口的，每個(gè)NPort的FC ID是由直連的FC Switch動(dòng)態(tài)分配。FC ID的主要作用就是供數(shù)據(jù)報(bào)文在FC網(wǎng)絡(luò)中尋址轉(zhuǎn)發(fā)。 ?????有了標(biāo)識(shí)的Tag，那么就需要個(gè)動(dòng)態(tài)協(xié)議供FC Switch互相學(xué)習(xí)了，FC網(wǎng)絡(luò)使用FSPF（Fabric Shortest Path First）進(jìn)行FC ID的尋址學(xué)習(xí)，看名字就知道其協(xié)議機(jī)制和OSPF沒有什么大的區(qū)別。 ?　　FC技術(shù)體系還有最重要的一個(gè)關(guān)鍵流控技術(shù)Buffer to Buffer Credits用來確保無丟包轉(zhuǎn)發(fā)。BB Credits和TCP滑動(dòng)窗口相似，規(guī)則很簡單，兩個(gè)相鄰FC節(jié)點(diǎn)在連接初始化的時(shí)候先協(xié)商一個(gè)度量收包設(shè)備Buffer大小的數(shù)值N出來，發(fā)包設(shè)備每發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文就做N-1，收包設(shè)備每收一個(gè)報(bào)文就回一個(gè)R_RDY報(bào)文回來，發(fā)包設(shè)備每收到一個(gè)R_RDY就做N+1，當(dāng)N=0時(shí)，發(fā)包設(shè)備就停止發(fā)包。這樣當(dāng)突發(fā)擁塞時(shí)，上游設(shè)備們都把報(bào)文存在本地緩存中等著，下游有空間時(shí)再發(fā)，可以最簡單的避免丟包。BB Credits是以報(bào)文數(shù)目衡量buffer能力，與報(bào)文長度無關(guān)（FC報(bào)文最大長度2112Byte）。 FC設(shè)備（一般指服務(wù)器，稱為Initiator）在傳輸數(shù)據(jù)之前需要進(jìn)行兩步注冊(cè)動(dòng)作，NPort先通過FLOGI（Fabric Login）注冊(cè)到最近的Fabric交換機(jī)上，獲取FC ID及其他一些服務(wù)參數(shù)并初始化BB Credits。然后再通過PLOGI（Port Login）注冊(cè)到遠(yuǎn)端的目的設(shè)備（一般指存 儲(chǔ)，稱為Target）的NPort上建立連接，并在P2P直連的拓?fù)湎鲁跏蓟疊B Credits。 ?????FC從標(biāo)準(zhǔn)建立伊始就開始被研究跨傳統(tǒng)TCP/IP/Ethernet網(wǎng)絡(luò)傳播，目前主要有iSCSI（IP SAN）、FCIP、iFCP和FCoE四條道路。其中FCIP和iFCP應(yīng)用最少，iSCSI緩慢增長，FCoE后來居上。

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　　SCSI也做過一些研究，后面有專門文章。FCP（Fibre Channel Protocol）是用來協(xié)助SCSI進(jìn)行尋址的協(xié)議。iSCSI、FCIP和iFCP都是依靠TCP的可靠連接確保無丟包，但封的報(bào)頭多了開銷很大。iSCSI由于需要全新的存儲(chǔ)設(shè)備支持，過于激進(jìn)，目前雖然有發(fā)展，但是受傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備廠商制約始終很緩慢。FCIP和iFCP都是支持FC網(wǎng)絡(luò)跨IP核心網(wǎng)傳輸時(shí)用到的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由于目前SAN還是本地組網(wǎng)或使用光纖直連方式的遠(yuǎn)程組網(wǎng)較多，此場(chǎng)景并不多見，因此也應(yīng)用很少，其中FCIP已經(jīng)成為RFC，而iFCP止步于Draft。FCoE相比較來說對(duì)上層協(xié)議改動(dòng)較少，開銷較低，且有利于減少服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量，在傳統(tǒng)交換機(jī)廠商的大力鼓吹下當(dāng)前發(fā)展最為迅猛，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)畢竟會(huì)是交換機(jī)的天下。 ? ? ?FCoE基于FC模型而來，仍然使用FSPF和WWN/FC ID等FC的尋址與封裝技術(shù)，只是在外層新增加了FCoE報(bào)頭和Ethernet報(bào)頭封裝和相應(yīng)的尋址動(dòng)作，可以理解為類似IP和Ethernet的關(guān)系。

看一下FCoE的幀結(jié)構(gòu)：

　　尋址稍微說一下，FCoE使用FIP（FCoE Initialization Protocol）進(jìn)行初始化連接，FIP運(yùn)行于VFPort和VNPort之間或VEPort之間，所謂的V就是前面介紹FC的接口角色中的名稱前面加了個(gè)Virtual。 ? ?????FCoE使用FIP（FCoE Initialization Protocol）進(jìn)行初始化連接，FIP運(yùn)行于VFPort和VNPort之間或VEPort之間，所謂的V就是前面介紹FC的接口角色中的名稱前面加了個(gè)Virtual。FIP在接口使能后一共做了三件事：

1.?FIP VLAN Discovery 過程

FIP VLAN Discovery 過程用于發(fā)現(xiàn) FIP 協(xié)議以及后來的 FCoE 中使用的 FCoE VLAN 。 ENode 首先向一個(gè)所謂的?All-FCF-MACs?的 MAC 地址發(fā)送 FIP VLAN Discovery Request 。本地 VLAN 上的所有的 FCFs (Fibre Channel Forwarder) 都會(huì)監(jiān)聽這個(gè) MAC 地址，并對(duì)該地址上的 FIP VLAN Discovery 進(jìn)行響應(yīng)， 向 ENode 發(fā)送 ENode 可以進(jìn)行 VN_Port Login 的 FCoE VLAN 。

FIP VLAN Discovery 是一個(gè)可選的步驟，它的作用僅僅是告訴 ENode 可用的 VLAN， 但并不會(huì)引發(fā) ENode 對(duì) VLAN 進(jìn)行選擇。

2.?FIP FCF Discovery

FIP FCF Discovery 用于發(fā)現(xiàn)那些 FCFs 可以接受 ENodes 的 LOGIN。 FCFs 會(huì)定時(shí)地向 FCoE VLAN 上的 ALL-ENode-MACS 發(fā)送 FIP FCF Discovery Advertisement 。?All-ENode-MACs?與前面的?All_FCF-MACs?對(duì)應(yīng)，該地址被所有的 ENodes 監(jiān)聽。 這些 Advertisement 中包含了 FCF 的 MAC 地址，以及一些建立鏈接所需的其他參數(shù)。 FCF 會(huì)定時(shí)的發(fā)送這些 Advertisement，然而對(duì)于新添加的 ENodes 來講， 這些 ENodes 一般不愿意在啟動(dòng)之后傻等著“收看廣告”，對(duì)此，ENode 可以向?All-FCF-MACs?發(fā)送 solicit unicast Advertisement 。FCFs 在接收到這個(gè)單播之后，會(huì)向發(fā)送的 ENode 發(fā)送一個(gè) unicast FIP FCF Discovery Advertisement。

ENode 在收集到了足夠的信息之后，就可以決定和哪一個(gè) FCF 建立連接了。

3.?FIP FLOGI 以及 FDISC

ENode 在發(fā)現(xiàn)了所有的 FCFs 并選了了待 Login 的 FCF 之后， FIP 過程最后的一步就是通知所選擇的 FCF： 我要和你的 VF_Port 建立虛擬連接了！ 這個(gè)過程中可能會(huì)涉及到多個(gè) FIP 數(shù)據(jù)包，并最終為 N_Port 分配 FC_ID。

　　FIP 協(xié)議交互和虛擬鏈接的建立一般來講，這兩個(gè)協(xié)議的發(fā)起者都是 Initiator， 但某些情況下， FCFs 也可能會(huì)主動(dòng)發(fā)送一些廣播信息。圖中，紅色部分采用的是 FIP 協(xié)議，而綠色部分，則是建立鏈接以后，使用的是 FCoE 協(xié)議。 FIP幀格式：

FCF（Fibre Channel Forwarder）是FCoE里面重要的角色，可以是軟件或者芯片硬件實(shí)現(xiàn)，需要占用Domain ID，處理FCoE交換機(jī)中所有與FC相關(guān)的工作，如封裝解封裝和FLOGI等。

Enode是指網(wǎng)絡(luò)中所有以FCoE形式轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，可以是服務(wù)器CAN網(wǎng)卡、FCoE交換機(jī)和支持FCoE的存儲(chǔ)設(shè)備。FCoE外層封裝的Ethernet報(bào)頭中MAC地址在Enode間是逐跳的，而FC ID才是端到端的。

下圖是一個(gè) ENode 的 VN_Port 與 FCFs 的 VF_Port 的鏈接示意圖：

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FCoE VN_Port to VF_Port Example

圖中，藍(lán)色的實(shí)線表示 Ethernet 連接，綠色的實(shí)線表示 Fibre Chanle連接，而紅色的虛線則表示虛擬的 VN_Port 和 VF_Port 的連接。每個(gè) ENode 和 FCF 都有唯一的一條網(wǎng)線接入 Ethernet， 而在這些 Ethernet 連接之上，則可以虛擬出多個(gè) VN_Port 與 VF_Port 的連接。

VE_Port to VE_Port Virtual Links :

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圖中線條顏色的含義與前面的圖類似，不過紅色的虛線在這里表示了 VE_Port 和 VE_Port 之間的虛擬鏈接。 從圖中可以看出，每個(gè) FCF 可以擁有多個(gè) VE_Port，通過 Ethernet 連接，實(shí)現(xiàn)了多個(gè) VE_Port 的虛擬鏈接。 從前面的兩附圖可以看出：

• 一個(gè) ENode 可以通過一個(gè)無損 EtherNet 與多個(gè) FCF 建立虛擬鏈接。?
  
• 一個(gè) FCF 可以通過一個(gè)無損 Ethernet 與多個(gè) Enode 建立虛擬鏈接。?
  
• 一個(gè) FCF 可以通過無損 Ethernet 與多個(gè)其他的 FCF 建立虛擬鏈接。?

ENode 模型如下圖所示:

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ENode Model

對(duì)于每一個(gè) NIC，都對(duì)應(yīng)惟一的一個(gè) FCoE Controller， Linux 中， 當(dāng)為指定的網(wǎng)卡創(chuàng)建 FCoE 實(shí)例的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建響應(yīng)的 FCoE Controller 。

FCoE Controller 的主要作用包括：

• 發(fā)起 FIP VLAN Discovery 以搜索可用的 VLANs （可選）；
• 對(duì) FCF 發(fā)起 FIP discovery 以所搜該 FCF 上可用的 VF_Port。
• 向 FCF 發(fā)起 FIP FLOGI Exchange ， 如果該 FLOGI 成功，則還需要 VN_Port/FCoE_LEP 對(duì)。
• 發(fā)起 FIP NPIV FDISC Exchange (可選)。
• 當(dāng)需要顯示的從 FCF 中 Logout 時(shí)候，發(fā)起 FIP LOGO Exchanges。
• 當(dāng) VN_Port 從 FCF 中 logout 后，反實(shí)例化 VN_Port/FCoE_LEP （也就是刪除響應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等）。
• 收到 FIP Clear Virtual Link 請(qǐng)求的時(shí)候，反實(shí)例化 VN_Port/FCoE_LEP 。
• 后臺(tái)發(fā)送 FIP Keep Alive 。
• 監(jiān)視 VN_Port/FCoE_LEP 的狀態(tài)；
• 監(jiān)視 FCF 上的 VF_Port 狀態(tài)。

? ? ?FCoE 網(wǎng)卡需要能夠與多個(gè)VF_Port 進(jìn)行FIP交互，發(fā)送FLOGI 和 FDISC 幀。FCoE_LET 的作用就是將FC幀封裝為FCoE幀，將接收到的FCoE 幀 解封裝為FC幀。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的FCoE BB6 相关学习笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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