Fibre Channel

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Fibre Channel es una tecnología de red a velocidad de gigabit principalmente utilizada para redes de almacenamiento. Fibre Channel está estandarizada por el Comité Técnico T11 del Comité Internacional para Estándards de Tecnologías de la Información, comité acreditado por el Instituto de Estándards Nacional Americano. Nació para ser utilizado principalmente en el campo de la supercomputación, pero se ha convertido en el tipo de conexión estándar para redes de almacenamiento en el ámbito almacenamiento empresarial. A pesar de su nombre, la señalización de Fibre Channel puede funcionar tanto sobre pares de cobre, como sobre cables de fibra óptica.

El protocolo Fibre Channel (FCP) es el protocolo de interfaz de SCSI sobre Fibre Channel.

[editar] Historia

Fibre Channel comenzó su desarrollo en 1988, con la aprobación del standard por ANSI en 1994, como una forma de simplificar el sistema HIPPI, entonces en uso para funciones similares. HPPI utilizaba una manguera de 50 pares y conectores muy grandes, y estaba limitado en la longitud de los cables. Fibre Channel fue especialmente interesante para simplificar las conexiones y amentar las distancias, más que para aumentar la velocidad. Más tarde amplió su aplicación al almacenamiento en disco SCSI, permitiendo velocidades más elevadas y un número mucho más elevado de dispositivos.

También aportó soporte para un número elevado de protocolos de nivel superior, incluyendo SCSI, ATM y IP, siendo para SCSI su uso más frecuente.

[editar] Topologías Fibre Channel

Un enlace en Fibre Channel consiste en dos fibras unidireccionales que transmiten en direcciones opuestas. Cada fibra está unida a un puerto transmisor (TX) y a un puerto receptor (RX). Dependiendo de las conexiones entre los diferentes elementos, podemos distinguir tres topologías Fibre Channel principales:

• Punto a punto (FC-P2P)

Dos dispositivos se conectan el uno al otro directamente. Es la topología más simple, con conectividad limitada a dos elementos.

• Anillo arbitrado (FC-AL)

En este diseño, todos los dispositivos están en un bucle o anillo, similar a una red token ring. El añadir o quitar un elemento del anillo hace que se interrumpa la actividad en el mismo. El fallo de un dispositivo hace que se interrumpa el anillo. Existen concentradores de Fibre Channel que conectan múltiples dispositivos entre sí y que pueden puentar los dispositivos que han fallado. Un anillo también se puede hacer conectando cada puerto al situiente elemento formando el anillo. A menudo, un anillo arbitrado entre dos dispositivos negociará para funcionar coom conexión P2P, pero ese comportamiento no es requerido por el standard.

• Medio conmutado (FC-SW)

Todos los dispositivos o bucles de dispositivos se conectan a conmutadores (switches) de Fibre Channel, conceptualmente similares a las modernas implementaciones ethernet. Los conmutadores controlan el estado del medio físico, proporcionando interconexiones optimizadas.

[editar] Capas de Fibre Channel

Fibre Channel es un protocolo con 5 capas, llamadas:

• FC0 La capa física, que incluye los cables, la óptica de la fibra, conectores, etc.
• FC1 La capa de enlace de datos, que implementa la codificación y decodificación de las señales.
• FC2 La capa de red, definida por el standard FC-PI-2, que constituye el núcleo de Fibre Channel y define los protocolos principales.
• FC3 La capa de servicios comunes, una fina capa que puede implementar funciones como la encriptación o RAID.
• FC4 La capa de mapeo de protocolo, en la que otros protocolos, como SCSI, se encapsulan en unidades de información que se entregan a la capa FC2.

FC0, FC1 y FC2 también se conocen como FC-PH, las capas físicas de fibre channel.

Las implementaciones de Fibre Channel están disponibles a 1 Gbps, 2 Gbps y 4 Gbps. Un standard a 8 Gbps está en desarrollo. Un desarrollo a 10 Gbps ha sido ratificado, pero en este momento sólo se usa para interconectar switches. No existen todavía iniciadores ni dispositivos de destino a 10 Gbps basados en el estándar. Los productos basados en los estándar a 1, 2, 4 y 8 Gbps deben ser interoperables, y compatibles hacia atrás; el estándar a 10 Gbps, sin embargo, no será compatible hacia atrás con ninguna de las implementaciones más lentas.

[editar] Puertos

En Fibre Channel se definen los siguientes puertos:

• E_port es la conexión entre dos switches fibre channel. También conocida como puerto de expansión, cuando dos E_ports entre dos switches forman un enlace, ese enlace se denomina enlace de InterSwitch o ISL.
• EX_port es la conexión entre un router fibre channel y un switch fibre channel. En el extremo del switch, el puerto es como el de un E_port, pero en el extremo del router es un EX_port.
• F_port es una conexión de medios en una topología conmutada. Un puerto F_port no se puede utilizar para un bucle de dispositivo.
• FL_port es la conexión de medios en un bucle público en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle. Nótese que un puerto de switch pude convertirse automáticamente en un F_port o un FL_port dependiendo de qué se esté conectando.
• G_port o puerto genérico en un switch puedo operar como E_port o F_port.
• L_port es el término genérco utilizado para cualquier tipo de puerto de bucle, NL_port o FL_port. También conocido como puerto de bucle.
• N_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología conmutada. También se conoce como puerto de nodo.
• NL_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle de nodo.

• TE_port es un término utilizado para múltiples puertos E_ports unidos juntos para crear un ancho de banda mayor entre switches. También conocidos como puertos de expansión trunking.

[editar] Variantes del medio óptico portador

[editar] Infraestructura de Fibre Channel

Los switches de Fibre Channel se dividen en dos clases. Esta clasificación no es parte del estándar, y se deja en manos del fabricante.

• Los switches directores se caracterizan por ofrecer un elevado número de puertos y un chásis modular (basado en placas) sin punto único de fallo (alta disponibilidad).

• Los switches llamados fabric tienen normalmente una configuración fija (algunas veces semi-modular) sin redundancias.

Brocade, *Cisco y *McData disponen de conmutadores tanto directores como fabric. *QLogic dispone de switches fabric. Si se utilizan conmutadores de diferentes proveedores en la misma instalación, trabajarán por defecto en modo de interoperabilidad, deshabilitando algunas funciones avanzadas propietarias.

[editar] Host Bus Adapters para Fibre Channel

Host Bus Adapter

Hay disponibles HBAs para Fibre Channel para los principales sistemas, arquitecturas de ordenador y buses, incluyendo PCI y SBus (ya obsoleto). Cada HBA tiene un identificado único (World Wide Name), similar a la dirección MAC en Ethernet en el hecho de que utiliza un identificador único repartido por rangos entre los fabricantes (reparto realizado por IEEE). Sin embargo, los WWNs son más largos (8 bytes). Además, se distinguen dos tipos de WWNs en un HBA: WWN de nodo, compartido por todos los puertos de un adaptador de host, y un WWN de puerto, único para cada puerto. Ejemplo de fabricantes de HBAs: Emulex, LSI Logic, QLogic, [Alacritech y ATTO Technology.

[editar] Referencias sobre Fibre Channel

RFCs

• RFC 4369 - Definiciones de objetos contemplados por el protocolo de Fibre Channel de Internet (iFCP)
• RFC 4044 - Gestión de Fibre Channel (MIBs)
• RFC 3723 - Seguridad en los protocolos de almacenamiento de bloques sobre IP
• RFC 2837 - Definición de objetos administrados para el elemento conmutador en el standard Fibre Channel
• RFC 2625 - IP y ARP sobre Fibre Channel

Borradores

• draft-ietf-imss-fc-rtm-mib-00.txt MIB de información de enrutado en Fibre-Channel
• draft-ietf-imss-fc-fspf-mib-00.txt MIB para el protocolo de primero el camino más corto en la red fiber channel

Otras referencias

• Clark, T. Designing Storage Area Networks, Addison-Wesley, 1999. ISBN 0201615843

[editar] Véase también

• Storage Area Network
• Virtual Storage Area Network
• Host Bus Adapter (HBA)
• Fibre Channel zoning
• IDE, ATA, SATA, AoE, SCSI, iSCSI, PCI Express
• Fibre Channel sobre IP (FCIP), IP sobre Fibre Channel (IPFC)
• Serial Storage Architecture (SSA)
• Internet Fibre Channel Protocol (iFCP)
• List of Fibre Channel standards

[editar] Enlaces externos

• Asociación de la industria de Fibre Channel (FCIA)
• Comité técnico del INCITS responsable de los standards FC (T11)
• Guía de supervivencia de SAN de IBM
• Generalidades sobre Fibre Channel
• Tutorial sobre Fibre Channel (UNH-IOL)
• Asociación de la Industria de Redes de Almacenamiento (SNIA)