? ? ? FCoE起源于Brocade、IBM和HP提議一個(gè)名為FCoCEE?(FC over Converged Enhanced Ethernet)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)正式改名為FCoE；分別有Cisco、EMC、Emulex、HDS、HP、IBM、Intel、LSI、Marvell、Mellanox、Neoscale、Nuova、PMC-Sierra、Qlogic、Sun和Vitesse共16家公司積極參與。

• T11.3-FC-BB-5完成于2009年6月，標(biāo)準(zhǔn)定型。

• T11.3-FC-BB-6完成于2009年8月，規(guī)定FCoE點(diǎn)到點(diǎn)，端到端模型。

? ? ? FC-BB-5版本必須要FCF(FC?Forwarder可以理解為FCoE交換機(jī))存在。我們?cè)瓉?lái)采用FC的時(shí)候，主機(jī)的HBA卡可以直接連接到存儲(chǔ)控制器的FC口上，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。

? ? ? 但FCoE必須通過(guò)FCoE交換機(jī)(FCF)，中間的FSB是為了擴(kuò)展端口用的，不是必須的。這個(gè)FSB是支持FIP(FCoE?Initialization?Protocol) Snooping的二層設(shè)備。FC-BB-6標(biāo)準(zhǔn)后，我們可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)。當(dāng)然，也可以支持VN2VN的組網(wǎng)，中間用便宜的FDF設(shè)備連接。

什么是FCoE

? ? ? FCoE(Fibre Channel over Ethernet)是基于以太網(wǎng)光纖通道協(xié)議；FCoE是將FC的架構(gòu)映射到以太網(wǎng)上，基于以太網(wǎng)的成熟、演進(jìn)快優(yōu)勢(shì)，克服FC協(xié)議兼容性問(wèn)題，減少數(shù)據(jù)中心接口卡和電纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，FCoE包容FC，保護(hù)原有投資。

? ? ? FCoE就是將FC的內(nèi)容封裝在以太網(wǎng)幀里，讓其在以太網(wǎng)中傳輸。這個(gè)以太網(wǎng)(DCE)是無(wú)損的以太網(wǎng)，其協(xié)議是基于802.1Q作了補(bǔ)充，從而形成的802.1Qxx或802.3。

增強(qiáng)型以太網(wǎng)(CEE/DCE)

? ? ? FCoE協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的FC一樣，要求底層的物理傳輸時(shí)無(wú)損失的、無(wú)損的以太網(wǎng)保證了FCoE無(wú)損失的傳輸。因此廠商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了針對(duì)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展器，特別是針對(duì)無(wú)損10Gb以太網(wǎng)的速度和數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。

? ? ? 這些數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，Brocade等廠商稱(chēng)之為CEE(融合型增強(qiáng)以太網(wǎng))，思科稱(chēng)之為DCE(數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng))。我們統(tǒng)稱(chēng)為增強(qiáng)型以太網(wǎng)。FCoE需要增強(qiáng)型以太網(wǎng)。

FCoE為什么需要CEE

? ? ? 普通以太網(wǎng)都不支持FCoE，因?yàn)槠胀ǖ囊蕴W(wǎng)采用擁塞丟掉重傳的機(jī)制，但FC說(shuō)話不能中斷，否則吞吞吐吐聽(tīng)不清。因此，必須改造，采用新的流控機(jī)制(如PFC、ETS和CN，統(tǒng)稱(chēng)DCB)來(lái)保證不丟包，這種改造好的以太網(wǎng)也叫增強(qiáng)以太網(wǎng)或者叫無(wú)損(Lossless)以太網(wǎng)，現(xiàn)在也叫DCB以太網(wǎng)。這樣的FCoE交換機(jī)成本好像并不比FC交換機(jī)便宜多少。

? ? ? FCoE的融合帶來(lái)布線的方便主要體現(xiàn)在服務(wù)器側(cè)。一般數(shù)據(jù)中心都是大量的服務(wù)器，少量的存儲(chǔ)。因此，服務(wù)器采用CNA網(wǎng)卡連接到FCoE交換機(jī)上，每臺(tái)服務(wù)器節(jié)省一半的連線。一般的FCoE交換機(jī)(FCF)也支持FC接口，因此存儲(chǔ)采用FC接口連接到FCoE交換機(jī)上就可以了。不需要端到端的FCoE連接。因此，存儲(chǔ)支持FCoE不迫切。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)在發(fā)生阻塞時(shí)會(huì)丟包

傳統(tǒng)以太網(wǎng)并不關(guān)心是否丟包了(除非上層協(xié)議手動(dòng)跟蹤和重傳，如TCP)

以太網(wǎng)是基于FIFO的機(jī)制起作用(FIFO)，存儲(chǔ)QoS問(wèn)題。

? ? ? 增強(qiáng)以太網(wǎng)支撐FCoE的基礎(chǔ)特性主要包括以下內(nèi)容。

全雙工

順序投遞

Jumbo幀，每幀最小2.5KB的承載數(shù)據(jù)

? ? ? 增強(qiáng)以太網(wǎng)的特性如下，在實(shí)際增強(qiáng)以太網(wǎng)產(chǎn)品中，并非這些特性都要實(shí)現(xiàn)。

? ? ? PFC(基于優(yōu)先級(jí)的流控)Priority-based Flow Control (PFC、IEEE 802.1Qbb)，按照流量類(lèi)型優(yōu)先級(jí)啟用Pause幀機(jī)制

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)

增強(qiáng)的以太網(wǎng)

? ? ? PFC基于業(yè)務(wù)類(lèi)型優(yōu)先級(jí)啟用Pause幀機(jī)制，多種類(lèi)型流量共享同一條物理鏈路，某一類(lèi)型的業(yè)務(wù)引起網(wǎng)絡(luò)擁塞將被暫停，確保類(lèi)型業(yè)務(wù)仍然繼續(xù)，不會(huì)導(dǎo)致一種流量飽和其他類(lèi)型流量饑餓導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的現(xiàn)象。

? ? ? 如圖傳統(tǒng)的以太網(wǎng)如果業(yè)務(wù)阻塞，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈路都阻塞了，其他業(yè)務(wù)不能在這條鏈路上運(yùn)行，而增強(qiáng)的以太網(wǎng)將同一物理鏈路根據(jù)流量類(lèi)型分割為8個(gè)各自完全獨(dú)立的虛擬通道，根據(jù)用戶(hù)定義優(yōu)先級(jí)分別在每個(gè)虛擬通道上啟動(dòng)Pause幀機(jī)制，如果一條業(yè)務(wù)阻塞中斷，可以在同一物理鏈路上運(yùn)行其他業(yè)務(wù)。

? ? ? ETS(增強(qiáng)的傳輸選擇)?Enhanced Transmission Selection (ETS，IEEE 802.1 Qaz)，ETS為PFC創(chuàng)建的各虛擬鏈路進(jìn)行最佳的帶寬分配管理。ETS在各虛擬鏈路上增加帶寬管理。

? ? ? 如圖虛擬鏈路3指派的優(yōu)先級(jí)最高，因此IP流量占用了剩余的帶寬，并進(jìn)一步占用了虛擬鏈路1的帶寬。

? ? ? DCBX(數(shù)據(jù)中心橋交換協(xié)議)是一個(gè)發(fā)現(xiàn)交換協(xié)議，在交換機(jī)和端點(diǎn)設(shè)備之間自動(dòng)交換以太網(wǎng)參數(shù)和功能發(fā)現(xiàn)，包括檢測(cè)錯(cuò)誤配置，配置遠(yuǎn)端鏈路的功能。

? ? ? 如圖以太網(wǎng)中的交換機(jī)會(huì)自動(dòng)的與附近的交換機(jī)或設(shè)備進(jìn)行一些參數(shù)的交換。發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)中的參數(shù)配置等信息。

? ? ? CN(擁塞通知)Congestion notification (IEEE 802.1 Qau)，擁塞信息通知到該節(jié)點(diǎn)邊沿，限制帶寬。2層次流量管理系統(tǒng)通過(guò)通知速率限制將擁塞推動(dòng)到邊沿網(wǎng)絡(luò)。

? ? ? 因?yàn)樵降骄W(wǎng)絡(luò)中心即圖中集成級(jí)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)壓力就越大，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)要發(fā)生擁塞時(shí)，交換機(jī)會(huì)向集成級(jí)交換機(jī)發(fā)起CN，集成級(jí)交換機(jī)通過(guò)發(fā)送控制幀到2個(gè)訪問(wèn)級(jí)交換機(jī)，要求他們調(diào)整他們的流量。這種方法保證了核心網(wǎng)絡(luò)的完整性，將流控操作影響到引起擁塞的部分網(wǎng)絡(luò)，更逼近擁塞源頭。

FCoE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議模型

? ? ? FCoE協(xié)議模型保留了FC-4(高級(jí)協(xié)議映射層)，FC-3(通用服務(wù)層)，FC-2(FC幀)；FC-0(物理接口)和FC-1(鏈路層)由以太網(wǎng)的物理層和MAC層替換；FC和以太網(wǎng)層之間通過(guò)FCoE映射。

? ? ? 在FC網(wǎng)絡(luò)端，FC結(jié)點(diǎn)和FC交換機(jī)通過(guò)FC端口連接，FC連接包括PN2PF(結(jié)點(diǎn)與交換機(jī))和PE2PE(交換機(jī)與交換機(jī))。

? ? ? 在FCoE網(wǎng)絡(luò)(即以太網(wǎng))端，FCoE結(jié)點(diǎn)(ENODE)和FCoE交換機(jī)(FCF)在無(wú)損以太網(wǎng)上通訊是通過(guò)以太網(wǎng)的端口。通過(guò)將FC幀封裝在以太網(wǎng)幀上的FCoE虛擬連接代替了FC的物理連接。FCoE支持VN2VN(ENODE與ENODE)、VN2VF(ENODE與FCF)和VE2VE(FCF與FCF)。

??? 上圖可知，FC協(xié)議前端傳輸是通過(guò)FC網(wǎng)絡(luò)，速率在1、2、4、8Gbps。FCoE前端是通過(guò)增強(qiáng)的以太網(wǎng)傳輸，速率是10Gpbs；FC幀封裝SCSI，再有FCoE封裝FC幀，最后再被以太網(wǎng)封裝就成了以太網(wǎng)的幀，這樣就可以在以太網(wǎng)上傳輸了。FCoE是基于DCB也就是增強(qiáng)的以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)?#xff0c;沒(méi)有TCP/IP開(kāi)銷(xiāo)。

• FCoE網(wǎng)絡(luò)中的端口和FC網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似，只是叫法不同。

• N_Ports(HBA和存儲(chǔ)FC前端口)在FCoE中叫做VN_Ports(CNA和存儲(chǔ)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)。

FCoE組網(wǎng)類(lèi)型

? ? ? ENODEH1、ENODE H2和FCF A、FCF B都有一條與無(wú)損以太網(wǎng)的物理連接，每個(gè)ENODE可能會(huì)實(shí)例多個(gè)VN端口與FCF實(shí)例的VF端口建立FCoE虛擬連接。

VN2VF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

? ? ? 如上圖紅色虛線；這樣，通過(guò)P2P VN2VF的虛擬連接將無(wú)損以太網(wǎng)簡(jiǎn)化成了FC協(xié)議可以在上面操作的VN2VF模式。

? ? ? FCF A、B、C都有一條與無(wú)損以太網(wǎng)的物理連接，每個(gè)FCF都會(huì)實(shí)例多個(gè)VE端口與其它FCF的VE端口建立FCoE的虛擬連接。

VE2VE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

? ? ? 如上圖紅色虛線。這樣，通過(guò)P2P的VE2VE虛擬連接將無(wú)損以太網(wǎng)簡(jiǎn)化成了FC協(xié)議可以在上面操作的VE2VE模式。

? ? ? ENODEH1，H2，H3通過(guò)一條物理連接與無(wú)損以太網(wǎng)相連，每個(gè)ENODE會(huì)實(shí)例一個(gè)VN端口與其他ENODE實(shí)例的VN端口建立FCoE虛擬連接。

VN2VN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

? ? ?如上圖綠色虛線。這樣通過(guò)P2P的VN2VN虛擬連接將無(wú)損以太網(wǎng)簡(jiǎn)化成了FC的P2P協(xié)議可以在上面操作的VN2VN模式。中間用便宜的FDF設(shè)備連接。

溫馨提示：
請(qǐng)搜索“ICT_Architect”或“掃一掃”下面二維碼關(guān)注公眾號(hào)，獲取更多精彩內(nèi)容。

閱讀量又能說(shuō)明什么

只專(zhuān)注做一個(gè)有情懷的技術(shù)分享平臺(tái)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的“FCoE全解系列”之增强型以太网技术的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。