以太网光纤通道(fcoe)技术综述

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1、什么是FCoE?它是在怎样的背景Z卜•产生的？它能给用户带來怎样的便利与好处？以太网光纤通道(FCoE)技术综述文/杨小朋目前，数据中心正以前所未冇的速度增长，企业级应用需要更强的计算能力，Web服务成为企业面向客户的核心策略，包括电了邮件、文件、以及多媒体等在内的数据量不断增多，等等。此外，法规遵从要求数据作较长时间的保存。所冇这些要求使得运行一个数据中心变得日益复杂和昂贵。与此同时，数据中心通常运行多个独立的网络：一个以太网网络(LAN)用丁•客户机到服务器和服务器到服务器的通信；一个光纤通道的存储区域网络(SAN)用于服务器和存储设备的通信。为了支持各类型网络，数据小心的服务器上需

2、要为每种网络配置单独的接口，即以太网网络接口卡(NIC)和光纤通道主机总线适配器(HBA)o并且服务器通常还具有其他专用的网络接口，用于管理、备份和虚拟机即时迁移。对这些接口提供支持需要犬量接口卡、布线、机架空间、上行交换机。多种并行的网络架构增加了数据中心的建设成本和电力、冷却方面的开支以及空间的消耗，使得数据中心管理更加困难，削弱了业务灵活性。网络融合是数据屮心应对上述挑战的发展方向(如图1所示)。FCoE便是一种网络融合的技术，可以使得FC和以太网共享一个单一的，集成的网络基础设施。FCoE可以为数据中心带来显著的业务优势：更低的总体拥有成本(TC0):通过为LAN/SAN流量提供

3、统一交换网络，融合网络能够整合并更有效的利用以而分散的资源，通过消除不必要的交换基础设施,将服务器的1/0适配器与线缆的数量减少多达50%,大幅减少电力和冷却成本。同时，简化的基础设施还可以降低管理和运营的开支。强大的投资保护:FCoE可以和数据中心现有的以太网及FC基础设施无缝互通,使用户享受融合网络带来的优势，同时延续以太网和FC网络领域的架构，管理和运营最佳实践。增强的业务灵活性：FCoE使得所有的服务器均能访问存储设备，在虚拟机移动的情况下可为虚拟机提供一致的存储连接，这样也提高了系统的灵活性和可用性。3;远11CEE图1当前的网络架构和通过FCoE整合后的网络架构以太网LAN与

4、FCSAN设计差异比较以太网LAN的设计思路主机节点何没有预先定义的主从访问关系图1・以太网的基本模型如图1所示为传统以太网LAN的基本模世，其特点是“无限制性和尽力而为”,正是这种特点使得以太网的拓扑结构及流量模型具有高度灵活性。对以太网这种特点的理解包括以下五点。拓扑结构。以太网由交换机和主机节点这两个基本元素组成，交换机之间成网状互联，主机节点间没有预先定义的主从访问关系。任何一台主机都可以是发起访问的客户端，也可以是被访问的服务器。传输可靠性。传统以太网本身不保证传输可靠性，在转发层层面采用“尽力而为”的思想，传输可靠性由上层协议实现，例如，通过TCP协议可实现报文重传机制和滑动

5、窗口机制。网络服务。以太网本身只负责报文传输，不提供更多网络服务，女ClL4/L7相关网络服务由防火墙、负载分担设备、网流分析设备等实现。流量模型。对于分层（接入、汇聚/分布、核心）网络模型来说，以太网既有同层间的横向流量（如同一接入层设备的主机间互访），也有跨层的纵向流量（如不同接入层设备的主机跨汇聚/核心的互访）。高可用性。通过物理上的全连接和冗余节点部署，并辅以生成树协议和动态路由协议实现环路避免和流量分担。图2.局域网分层架构出传统以太网技术构成的局域网/LAN（本文主要讨论数据中心局域网），最常用的设计模型是“接入一一汇聚——核心”分层架构，如图2所示。服务器采用双网卡接入方式

6、上行到两台接入层交换机。采用设备兀余部署方式以保证高可用性。当网络规模较小吋，核心与汇聚核心合并，形成“接入/汇聚一一核心”两层架构。网络二层与网络三层的边界通常在汇聚交换机上。二层网络通过生成树I•办议避免环路，也可以采用N:1虚拟化（如H3C1RF）技术避免环路。汇聚层上通常部署各种L4/L7层服务，实现安全控制和应用优化。传统FCSAN设计思路Initiator与Target何吊访问关系明硝定义图3.FCSAN的基本模型如图3所示为FCSAN的基木模型，其特点是“流向确定和可靠传输”。FC网络本身可承载多种上层协议，如IP、SCSI等，但ft]TFC协议在标准化之初，具备其他协议所

7、不及的高带宽和可靠传输特性（不丢包），这种特性满足了SCSI的传输需求，所以FC网络技术的最广泛应用是构建存储网络（SAN）,即通过FC协议承载SCSI报文。与此相比，以太网只有物理层（PHY）与访问控制层（MAC）,其木身所具备的灵活性使以太网更适合于局域网中承载IP报文。对FCSAN“流向确定和可靠传输”特点的理解包括以下五点：拓扑结构:FCSAN由FC交换机、Initiator（存储访问的发起方）、Target（受访存储设备）