Die (R)Evolution der Rechenzentren; Teil 30

Fibre Channel im Überblick

15.04.2011 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Die Fibre Channel Topologien; Bild: wikipedia
Die Fibre Channel Topologien; Bild: wikipedia

Die Integration von Speicherverkehr in IP-Netze auf der Grundlage von iSCSI oder NFS ist einfach. Insbesondere in einem RZ-Netz mit DCB-Support wird das gut laufen. iSCSI und NFS benutzen den TCP/IP-Protokollstack für die Reaktion auf Ethernet-Fehler. Hat das Ethernet eine durch DCB erheblich verbesserte Grundqualität, wird die Anzahl der in dieser Hinsicht notwendigen Reaktionen dramatisch sinken und der Verkehr läuft wesentlich reibungsloser als ohne DCB.

Die nächsten 10 Folgen sind einzig und alleine der Frage gewidmet, wie man Speicherverkehr nach dem Fibre-Channel-Protokoll in ein gemeinschaftliches Übertragungsnetz konvergieren kann.

Vorher möchte ich in erfreulicher Kürze (nur 5 Sätze!) auf die Rolle von iSCSI zu sprechen kommen. Hier können wir täglich beobachten, wie es sich entwickelt und immer schneller wird. Wer heute flächig iSCSI einsetzt, kann das auch in Zukunft weiter tun. Wer damit zufrieden ist, wird kein FC-SAN neu aufbauen. Man hat aber hier auch keine Probleme mit Ethernet, weil iSCSI ja bei der Abbildung auf Ethernet keinerlei Empfindlichkeiten aufweist, die es zu berücksichtigen gilt. Dennoch freut sich auch iSCSI über ein mit den DCB-Funktionen angereichertes Ethernet.

„Ärger“ macht eigentlich nur die Integration von Fibre Channel Verkehr. In dieser und den nächsten Folgen sehen wir uns an, was Fibre Channel eigentlich ist, wie FCoE gedacht ist und unter welchen Einschränkungen man es schließlich im Rahmen des ANSI-Standards FC-BB-5 durchsetzen kann.

Fibre Channel (FC)

Fibre Channel (FC) ist eine serielle Übertragungstechnologie für den High-Speed-Datentransfer. Fibre Channel ist ein offener Standard, definiert durch ANSI und OSI und unterstützt alle wichtigen höheren Protokolle wie IP, ATM, HIPPI (High Performance Parallel Interface), SCSI (Small Computer System Interface) und sogar IEEE 802.1/3 Ethernet.

FC verfügt über keinen eigenen Befehlssatz, sondern stellt lediglich den Datentransfer zwischen den einzelnen FC-Geräten her. Fibre Channel ist allerdings nicht auf die Übertragung von optischen Signalen durch Glasfasern beschränkt, sondern kann auch mit kostengünstigen Kupferkabeln wie Twisted-Pair- oder Koax-Kabeln realisiert werden. Deshalb heißt es auch nach der französischen Schreibweise „Fibre“ und nicht „Fiber“ Channel.

Fibre Channel ist schnell und effektiv und deshalb besonders für extrem hohe Datentransferraten geeignet. Während man bei einem Ethernet mit Glück ca. 40 bis 60 Prozent der angegebenen Nominaldatenrate benutzen kann, schafft FC durchaus 80 Prozent und mehr. Darüber hinaus ist es durch die Unterstützung verschiedener Topologien sehr flexibel und auf kleinen und großen Systemen anwendbar beziehungsweise skalierbar. Die Installation ist einfach, eine ID-Vergabe erfolgt automatisch. Zusätzlich lässt sich FC einfach integrieren und arbeitet extrem zuverlässig, da es alle wichtigen Protokolle unterstützt und eingebaute Korrekturalgorithmen besitzt.

Große Vorteile

Einer der großen Vorteile von FC ist die enorme Vielseitigkeit der möglichen Konfigurationen. Sie reicht von einfachen Strukturen, bei denen lediglich zwei Geräte miteinander verbunden werden, bis hin zu komplexen Netzwerken mit über 16 Millionen Teilnehmern.

FC unterstützt mehrere unterschiedliche Topologien, die in der Praxis auch gemischt werden können. Die Point-to-Point-Verbindung ist die einfachste Verbindung von zwei FC-Geräten, zum Beispiel zwei Servern oder ein Server- und ein Festplatten-Subsystem. FC Geräte wie etwa den FC-Controller bezeichnet man als Nodes. Diese wiederum haben einen oder auch mehrere so genannte N_Ports – die eigentliche FC-Schnittstelle. Jeder N_Port hat jeweils einen Sender (Transmitter) und einen Empfänger (Receiver).

Sender und Empfänger zwischen den einzelnen Geräten sind über Kreuz miteinander durch so genannte Links verbunden. Diese Links können bei FC entweder Kupferkabel oder Glasfasern sein. Bei der Point-to-Point-Verbindung steht die gesamte Bandbreite der FC-Verbindung von aktuell 8 oder 10 Gbps exklusiv für die Kommunikation der zwei Nodes zur Verfügung.

Arbitrated-Loop

In der Arbitrated-Loop-Topologie können bis 127 Ports in einer Ringstruktur zusammengeschaltet werden. Die Ports in einem Arbitrated Loop werden als NL_Ports bezeichnet. In dieser Konfiguration sind jeweils zwei Ports gleichzeitig aktiv. Die anderen Ports arbeiten als Repeater und reichen lediglich die Signale weiter. Das heißt natürlich, dass sich die Bandbreite von 8 oder 10 Gbps auf alle Teilnehmer verteilt. Ähnlich wie beim Token Ring „sieht“ jeder Teilnehmer des Arbitrated Loop alle Messages und sendet diejenigen, die nicht für ihn bestimmt sind, einfach weiter.

weiter mit: Switched Fabric: eine vermaschte Topologie

 

ComConsult Rechenzentrum Infrastruktur-Redesign Forum 2011

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