不可不知的存儲網(wǎng)絡(luò)中FCoE的8個技術(shù)

　FCoE協(xié)議的作用其實(shí)很簡單，就是用來把FC協(xié)議封裝到以太網(wǎng)之中。 最大的優(yōu)勢是融合網(wǎng)絡(luò)和未來高速帶寬的預(yù)期，但是，需要配合特定設(shè)備，且運(yùn)行在增強(qiáng)的以太網(wǎng)上。

　Fibre Channel over Ethernet（FCoE）是一個把Fibre Channel（FC）中的幀（Frame）封裝到一個增強(qiáng)的以太網(wǎng)（Ethernet）中的傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它應(yīng)用與組件存儲網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于FCOE的介紹網(wǎng)絡(luò)上非常多，但大多都比較分散。本文通過總結(jié)了8個關(guān)于FCoE的技術(shù)細(xì)節(jié)，將存儲網(wǎng)絡(luò)FCoE中必須要了解的知識進(jìn)行整理。

　　1.FCoE就是用以太網(wǎng)來傳輸FC：

　　FCoE的全稱是Fiber Channel over Ethernet，旨在通過以太網(wǎng)直接傳輸光纖協(xié)議，讓存儲網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)可輕易跨越光纖和以太網(wǎng)的界限，通過同一種截物理介質(zhì)（以太網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行傳輸，同時保留了FC中的上層協(xié)議的特性，例如數(shù)據(jù)一致性，流控制等，但不使用原先光纖網(wǎng)絡(luò)的物理線路與接口。目的在于降低用戶在存儲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和管理方面的成本和復(fù)雜性。

　　2.FCoE的優(yōu)勢是融合網(wǎng)絡(luò)和未來高速帶寬的預(yù)期：

　　FCoE的優(yōu)勢顯而易見，部署FCoE以后，企業(yè)只需要使用以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)，而不是原來使用光纖網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合。同時減低線路的總數(shù)，主機(jī)端接口卡（HBA，網(wǎng)卡）等的總數(shù)。而這兩者會被集成為同一個接口設(shè)備 –融合網(wǎng)卡Converged Network Adapter（CNA）用來同時處理FC協(xié)議和TCP/IP協(xié)議，從而保證在同一個主機(jī)接口上對存儲網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。另外，未來FCoE可能會提供相比FC網(wǎng)絡(luò)更大的帶寬，F(xiàn)CoE目前起始就是用10 Gb的以太網(wǎng)，而40 Gbps和100 Gbps的以太網(wǎng)也相信在不久的將來也會推出，相對FC網(wǎng)絡(luò)方面，8Gb和16Gb是主流，最新的32Gb也剛剛出現(xiàn)，但相對也在起步階段的100Gb以太網(wǎng)來說還是稍遜不少。

　　3.FCoE主要協(xié)議還是FC，只是封裝以后用以太網(wǎng)介質(zhì)傳輸：

　　FCoE協(xié)議的發(fā)明目的很簡單，用來把FC協(xié)議封裝到以太網(wǎng)之中。下面一張圖可以很清楚的清楚的看到一個FCoE的幀包含哪些部分。FC幀和以太網(wǎng)幀，在FCoE中的傳輸是一1：1的對應(yīng)關(guān)系存在，沒有任何封包和合并多個FC幀到一個以太網(wǎng)幀的情況。因此，在FCoE數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€節(jié)點(diǎn)上（網(wǎng)卡，交換機(jī)）都需要啟用巨幀Jumbo Frame以支持封包以后的以太網(wǎng)幀的傳輸（以太網(wǎng)原來默認(rèn)幀最大1500字節(jié)，傳輸FC幀需要2112）。不同的廠商的產(chǎn)品默認(rèn)的巨幀MTU有所不同，比如思科的Nexus默認(rèn)值是2158。

　　4.FCoE需要配合特定設(shè)備，且運(yùn)行在增強(qiáng)的以太網(wǎng)上：

　　FCoE其實(shí)不能運(yùn)行于普通的10/100Mb， 1Gb和10Gb的以太網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槠胀ǖ囊蕴W(wǎng)并不是Lossless Ethernet，它不包含任何重傳（重傳由上層的TCP協(xié)議控制）和流控制技術(shù)， 保證傳輸?shù)裙δ?。FCoE所運(yùn)行的以太網(wǎng)絡(luò)是一種增強(qiáng)的以太網(wǎng)絡(luò)（Enhanced Ethernet），可以包含這些功能。不同的廠商對這種增強(qiáng)命名有所不同，思科把它叫做Data Center Bridging（DCB），博科和其他廠商則把它叫做Converged Enhanced Ethernet（CEE）。

　　現(xiàn)有的支持1Gb以太網(wǎng)絡(luò)的RJ45的CAT-5和CAT-6網(wǎng)線也不能支持FCoE的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)移到FCoE的用戶可以選擇現(xiàn)有光纖線和一種新類型的扁平線纜（Twin Axial）作為傳輸介質(zhì)。FCoE同時還需要配合Converged Network Switch（CNS）作為連接以太網(wǎng)和光纖網(wǎng)絡(luò)的橋梁

　　5.Enhanced/Lossless Ethernet比普通以太網(wǎng)增加了一些流控制協(xié)議；

　　原先的以太網(wǎng)使用到了一種叫做PAUSE的機(jī)制，PAUSE機(jī)制可以防止瞬時過載導(dǎo)致緩沖區(qū)溢出時不必要的幀丟失，實(shí)現(xiàn)了一種簡單的停-等式流量機(jī)制，來提高傳輸?shù)馁|(zhì)量。而原有的PAUSE機(jī)制在決定對特定端口進(jìn)行停-起的操作的時候并沒有一個優(yōu)先級的控制。增強(qiáng)的以太網(wǎng)解決這個問題，在原有的以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加了一些擴(kuò)展的協(xié)議機(jī)制，使得讓以太網(wǎng)更適合存儲網(wǎng)絡(luò)。這種控制機(jī)制主要包括以下幾種：

　　Priority Flow Control（IEEE 802.1Qbb）和Enhanced Transmission SelecTIon（IEEE 802.1Qaz），它們的作用是可以對幀的傳輸優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)整。例如將存儲網(wǎng)絡(luò)的幀的優(yōu)先級調(diào)高，獲得更高的帶寬，以保證存儲網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量。

　　CongesTIon NoTIficaTIon（IEEE802.1Qau）作用是對以太網(wǎng)中造成沖突的源和目標(biāo)端同時叫停的機(jī)制。

　　另外，增強(qiáng)的以太網(wǎng)還提供了二層網(wǎng)絡(luò)的多路徑機(jī)制，替代原有Spanning Tree Protocol（STP）只支持單路徑。

　　6.FCoE網(wǎng)絡(luò)中的端口和FC網(wǎng)絡(luò)類似，只是叫法不同：

　　N_Ports（HBA和存儲FC前端口）在FCoE中叫做VN_Ports（CNAA和存儲FCoE端口）

　　F_Ports（Fabric端口）在FCoE中叫做VF_Ports（FCoE交換機(jī)的端口）

　　E_Ports（FC交換機(jī)到FC交換機(jī)）在FCoE中叫做VE_Ports（FCoE以太網(wǎng)交換機(jī)互聯(lián)的端口）

　　7.FCoE應(yīng)用場景是對現(xiàn)有存儲架構(gòu)的擴(kuò)展，而不是作為iSCSI或者NAS的替代：

　　如果你的企業(yè)在以太網(wǎng)上部署存儲，如果你的規(guī)模不是很大，iSCSI和NAS都是在BLOCK和FILE端很好的選擇。那如果您的企業(yè)已經(jīng)有更大規(guī)模的存儲網(wǎng)絡(luò)，在新建基礎(chǔ)架構(gòu)的情況，使用融合的FCoE網(wǎng)絡(luò)可以同時兼顧BLOCK和FILE存儲，10Gb的速度可以同時用來支持FCoE，iSCSI，NAS，將來以太網(wǎng)的高速發(fā)展也會使得企業(yè)在部署FCoE上得益。

　　8.EMC的存儲產(chǎn)品全面支持FCoE：

　　EMC的存儲產(chǎn)品已經(jīng)從2010開始逐步支持FCoE網(wǎng)絡(luò)，EMC支持FCoE的的產(chǎn)品列表參考：EMC產(chǎn)品的FCoE的兼容性列表