O
aumento da capacidade de memória e de processamento
dos equipamentos de redes (servidores, roteadores, etc),
bem com o aumento da complexidade das aplicações, geram
cada vez mais informação para ser processada e armazenada.
Padrão Fibre Channel
O padrão Fibre
Channel foi definido pelo ANSI em 1994, como uma interface
de transferência de dados, visando oferecer uma alternativa
para substituição das interfaces de armazenamento existentes,
como a SCSI, por exemplo.
O padrão foi projetado
para endereçar um meio comum de interligação para os
três tipos diferentes de tráfego de uma rede de comunicação:
voz, dados e imagem. Suporta diversos protocolos de
transporte, incluindo IP e SCSI, permitindo a utilização
de cabeamento metálico ou óptico na interface física,
o que torna essa tecnologia �nica para atender às necessidades
de armazenamento de dados e de comunicação em redes
de computadores.
Armazenamento
Com relação ao armazenamento
de informações, o surgimento de plataformas que empregam
componentes de rede com base no Fibre Channel, tais
como hubs e switches, passaram a oferecer maiores facilidades
na forma de gerenciar a informação, protegendo e compartilhando
volumes crescentes de aplicações de missão crítica.
Assim, as características do padrão Fibre Channel (confiabilidade,
performance e conectividade) permitem que diferentes
topologias de redes possam ser aplicadas no ambiente
de armazenamento de dados.
A tecnologia Fibre Channel
é projetada para combinar as características de simplicidade
e rapidez dos canais de I/O com a flexibilidade e interconectividade
das redes de comunicação baseadas em protocolos. Oferece
um sistema de comunicação eficiente para uma grande
variedade de dispositivos e aplicações, por meio de
uma �nica interface de comunicação.
Características
O Fibre Channel possui
as seguintes características:
Links de comunicação
full-duplex com duas fibras ópticas por link (opções
de outros meios);
Taxas de transmissão
de 100Mbps a 3,2Gbps em um �nico link (200Mbps até 6,4Gbps
em um link full-duplex);
Suporte para dist�ncias
até 10km;
Suporte a m�ltiplos
níveis de custo/performance, de pequenos sistemas a
supercomputadores;
Suporte a comandos de
interfaces de redes e canais de I/O existentes.
Figura
1 - Principais aplicações Fibre Channel
Terminologia
O Fibre Channel
faz uso de um conjunto de terminologia específica, sendo
que os principais termos são:
Porta:
uma porta de comunicação dentro de um nó que realiza
a comunicação sobre um link Fibre Channel. A porta
do tipo N é usada na topologia Point-to-Point, a porta
L é usada na topologia Arbitrated Loop, a porta do
tipo F é de acesso no Fabric Switch e uma porta FL
é utilizada na interconexão das topologias Arbitrated
Loop e Fabric Switching;
Fabric:
conjunto de componentes que realizam a comutação de
frames. Interconecta diversas portas do tipo N;
Nó:
conjunto de portas do tipo N.
Topologias
O padrão permite a conexão
de dispositivos nos modos Point-to-Point, Arbitrated
Loop e Fabric Switching:
Point-to-Point -
� a topologia de nível básico do Fibre Channel, sendo
utilizada quando há necessidade de alta performance
no armazenamento de dados para um host. Nesta topologia,
uma unidade de disco ou um conjunto de discos é ligado
ao host e toda a banda disponível fica dedicada a
ele;
Arbitrated Loop �
Trata-se de uma topologia
de nível intermediário, que permite ligar até 126
dispositivos de rede em anel. As portas em um Arbitrated
Loop devem possuir as funções da porta tipo
N e tipo F, denominadas de portas NL. O controle de
acesso ao meio desta topologia funciona de maneira
bem semelhante à rede Token Ring;
Fabric Switch � é
uma topologia de nível avançado e permite a conexão
de um n�mero ilimitado de dispositivos, oferecendo
uma banda completa para cada conexão por meio de um
switch usado para interconectar um certo n�mero de
portas do tipo N. A figura 7(a) ilustra esta topologia,
que pode também ser composta por uma rede de comutação
fabric.
Uma topologia combinada
de arbitrated loop com fabric switching pode ser utilizada
para otimizar o custo da configuração. Neste caso, um
dos nós do arbitrated loop deve ser um nó fabric-loop,
que possui uma porta do tipo FL.
Figura 2 - Tipos de portas Fibre Channel
Um fabric
pode ser implementado em um �nico componente como mostrado
na figura anterior ou como uma rede de componentes conforme
a figura seguinte:
Figura 3 - Implementação de Fabric
O Fibre
Channel parece mais com as tradicionais redes de comutação
de pacotes do que com os meios compartilhados de uma
LAN. Desta forma, o Fibre Channel não se preocupa com
as questões de controle de acesso ao meio (MAC).
Arquitetura de Protocolos
O padrão Fibre
Channel é organizado em cinco níveis, conforme ilustrado
na figura seguinte:
Figura 4 - Protocolos Fibre Channel
Os níveis
de FC-0 a FC-2 definem a camada física e a sinalização
(FC-PH). Ainda não existe padronização para o nível
FC-3. No nível FC-4, padrões proprietários têm sido
desenvolvidos para suportar uma variedade de canais
e redes existentes.
Camada Física
Uma das grandes
vantagens do padrão Fibre Channel é o suporte a uma
variedade de opções para o meio físico, para a taxa
de transmissão neste meio físico e a topologia da rede.
O padrão para o nível FC-0 inclui uma notação para definir
um meio de transmissão específico operando com uma taxa
de transmissão específica. As duas implementações mais
comuns são 100-TW-S-EL e 100-M5-I-SL.
Figura 5 - Nomenclatura FC-0
Confiabilidade, Performance e Conectividade O Fibre Channel
foi desenhado para permitir a conexão e desconexão de
dispositivos, sem causar parada no funcionamento do
barramento como um todo. Além disso, permite adotar
uma configuração de anel duplo, formando um link de
100Mbps. Como utiliza a interface serial, os dados são
transmitidos bit a bit, com uma taxa de transferência
de pico de 106Mbps.
A integridade dos dados
durante o processo de transferência é verificada por
meio de mecanismos de sincronismo e pela utilização
de "checksum", verificado pelo receptor da
informação. Se ocorrer alguma inconsistência, os dados
são retransmitidos pelo emissor.
A conectividade do Fibre
Channel permite que as organizações possam consolidar
dados entre servidores e sistemas de armazenamento bastante
dispersos e ao mesmo tempo, dar suporte aos crescentes
volumes de dados corporativos. Neste aspecto, o padrão
oferece vários benefícios para os servidores e sistemas
de armazenamento (as atuais implementações SCSI impõem
uma limitação na dist�ncia em 25 metros entre os servidores
e os sistemas de armazenamento de dados enquanto o FC
permite uma dist�ncia de até 10Km entre os dispositivos
da rede de "Enterprise Storage"), conectividade
aberta e maiores taxas de transferência de dados. Uma
�nica plataforma Fibre Channel pode lidar simultaneamente
com conexões de canais paralelos e seriais de mainframes
e com servidores de sistemas abertos.
A figura seguinte mostra
as dist�ncias máximas permitidas por tipo de meio físico
utilizado no padrão Fibre Channel.
Figura 6 - Dist�ncias máximas para Fibre
Channel
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