光纖信道

光纖信道或FC是一種高速網絡技術（通常以1,2,4,8,16,32和128千兆位/秒速率運行），採用NMb的編碼方式，同步串行方式傳輸。主要用於將計算機數據存儲連接到服務器。

光纖信道主要用於商用數據中心的存儲區域網絡（SAN）。 光纖通道網絡形成交換結構，因為它們作為一個大交換機協調工作。 光纖通道通常在數據中心內部和之間的光纖電纜上運行。 ^{[1]  [2]} 

它的傳輸介質可以是光纖也可以用銅製電纜，一般情況下用光纖，用光纖的話還要在接收端加GBIC設備 轉換成電信號。

大多數塊存儲通過光纖通道結構運行，並支持許多上層協議。 從分層協議棧的角度看，FC僅僅包含了從物理層到傳輸層的規範。它的上層定義了把其他協議作為應用層協議進行封裝的接口，如SCSI或IP協議。而將SCSI3封裝起來後整個協議，就是FCP（FC Protocol）。 ^[1] 

光纖通道協議（FCP）是一種主要通過光纖通道網絡傳輸SCSI命令的傳輸協議。主機計算機由於其高可靠性和吞吐量而運行通過光纖通道設置的FICON命令。 光纖通道可用於通過NVMe接口協議傳輸的閃存。

光纖通道在國際信息技術標準委員會（INCITS）的T11技術委員會中標準化，該委員會是美國國家標準協會（ANSI）認可的標準委員會。光纖通道於1988年開始，在1994年獲得ANSI標準認證，以合併多物理層實現優勢，包括SCSI，HIPPI和ESCON。

光纖通道被設計為串行接口，以克服SCSI和HIPPI接口的限制。 FC採用領先的多模光纖技術開發，克服了ESCON協議的速度限制。通過吸引大量的SCSI磁盤驅動器和利用大型機技術，光纖通道的先進技術和部署的規模經濟發展變得經濟和廣泛。

最初，標準還批准了具有132.8125Mbit / s（“12.5MB / s”），265.625Mbit / s（“25MB / s”）和531.25Mbit / s（“50MB / s” s“），已經不再使用。自1996年以來，光纖通道的速度每隔幾年翻一番。

光纖通道自成立以來已經看到積極的發展，在各種底層傳輸介質上進行了無數的速度改進。圖《速度發展》顯示了本機光纖通道速度發展。

有三種主要的光纖通道拓撲，描述了多個端口如何連接在一起。

光纖通道術語中的端口是通過網絡主動通信的任何實體，不一定是硬件端口。此端口通常在磁盤存儲，服務器上的HBA或光纖通道交換機的設備中實現。 ^[1] 

兩個設備彼此直接連接。這是最簡單的拓撲，但是具有有限的連接。

在此結構中，所有設備都處於環路或環路中，類似於令牌環網絡。從環路中添加或刪除設備會導致環路上的所有活動中斷。一個設備的故障會導致環路中斷。存在光纖通道集線器以將多個設備連接在一起並且可以繞過故障端口。也可以通過將每個端口布線到環中的下一個來實現環路。 ^[1] 

包含僅兩個端口的最小環路與點對點類似，在協議方面顯着不同。只有一對端口可以在環路上同時通信。最大速度為8GFC。

但是仲裁環路在2010年後很少使用。

在此結構中，所有設備都連接到光纖通道交換機，在概念上類似於現代以太網實現。該拓撲相對於點對點或仲裁環的優點包括：

1、該結構可以擴展到數萬個端口。

2、交換機管理狀態，通過最短路徑優先（FSPF）提供優化的路徑。

3、兩個端口之間的流量通過交換機，而不是通過任何其他端口。

4、端口的故障與鏈路隔離，不應影響其他端口的操作。

5、多對端口可以在結構中同時通信。

光纖通道不遵循OSI模型分層，需要分為五層：

FC-4-協議映射層，其中諸如SCSI，IP或FICON的高層協議被封裝到信息單元（IU）中傳送到FC-2。FC-4包括FCP-4，FC-SB-5和FC-NVMe。

FC-3 - 公共服務層，一個可以實現加密或RAID冗餘算法等功能的層; 多端口連接;

FC-2 - 由光纖通道幀和信令4（FC-FS-4）標準定義的信令協議由低級光纖通道協議組成; 端口到端口連接;

FC-1 - 傳輸協議，實現信號的線路編碼;

FC-0 - PHY，包括電纜，連接器等;

光纖通道端口有各種邏輯配置。最常見的端口類型有：

N_Port（節點端口）N_Port通常是連接到交換機的F_Port或另一個N_Port的HBA端口。 Nx_Port通過不操作環路端口狀態機的PN_Port進行通信

F_Port（Fabric端口）F_Port是連接到N_Port的交換機端口。

E_Port（擴展端口）連接到另一個E_Port以創建交換機間鏈路的交換機端口

以下類型的端口也用於光纖通道：

A_Port（相鄰端口）組合PA_Port和VA_Port一起工作。

B_Port（橋接端口）用於在交換機上連接具有E_Port的橋接設備的結構元件間端口

D_Port（診斷端口）用於對與另一個D_Port的鏈路執行診斷測試的已配置端口。

EX_Port用於連接到FC路由器結構的E_Port類型

G_Port（通用Fabric端口）可以作為E_Port，A_Port或F_Port工作的交換機端口

GL_Port（通用結構環路端口）可以作為E_Port，A_Port或Fx_Port工作的交換機端口

PE_Port在Fabric中連接到另一個PE_Port或通過鏈路到一個B_Port的LCF

PF_Port通過鏈路連接到PN_Port的Fabric中的LCF

TE_Port（Trunking E_Port）中繼擴展端口，擴展E端口的功能以支持VSAN中繼，傳輸服務質量（QoS）參數和光纖通道跟蹤（fctrace）功能。

U_Port（通用端口）等待成為另一個端口類型的端口 ^[3]