Fibre Channel fornisce una connessione punto-punto sicura, bidirezionale, fisica o logica, a bassa latenza tra due dispositivi alla volta. Come altre interfacce seriali come Serial Attached SCSI (SAS), in Fibre Channel i dati vengono trasmessi sul supporto fisico in modo seriale rispetto ai metodi paralleli, utilizzati nelle interfacce fisiche SCSI e ATA. La trasmissione seriale consente distanze di connessione molto più lunghe rispetto ai metodi di trasmissione parallela, perché sono necessarie molte meno linee di segnale, riducendo così il rumore creato da più linee di segnale che commutano tutte contemporaneamente (cross talk).
Un utilizzo principale di Fibre Channel è nel trasporto del traffico di archiviazione orientato ai blocchi nelle applicazioni SAN (Storage Area Network). Esistono anche protocolli Fibre Channel di livello superiore specializzati che vengono utilizzati nelle applicazioni di difesa e avionica, ad esempio per trasportare flussi video per display head-up.
Fibre Channel è progettato per funzionare con supporti fisici in fibra ottica o cavi in rame in molte configurazioni di connettori e tipi di cavo. I cavi in rame sono relativamente economici, ma sono utilizzabili solo per distanze più brevi, nell'intervallo di 5 metri a 16 GbFC e 3 metri a 32 GbFC. In generale, maggiore è la velocità di trasmissione, minore è la distanza che può essere supportata in modo affidabile dalla tecnologia dei cavi in rame. È disponibile una vasta gamma di soluzioni in rame, la più comunemente utilizzata è il cablaggio DAC (Direct Attach Copper) nelle configurazioni SFP (Small Form-factor Pluggable) e QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable). Sono inoltre disponibili soluzioni di cablaggio ottico SFP e QSFP, che supportano distanze di trasmissione affidabili superiori a 10 metri, fino a circa 10 chilometri.
Architettura
Fibre Channel è un protocollo a più livelli ed è modellato liberamente sul modello OSI per le reti. Nel modello OSI, e nel caso di Fibre Channel, ogni livello fornisce servizi specifici e rende disponibili i risultati al livello successivo. La figura 1 di seguito confronta il livello OSI definito con i livelli Fibre Channel definiti.
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Modello OSI |
Fibre Channel |
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7 - Domanda |
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6 - Presentazione |
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5 - Sessione |
Mappa del protocollo FC-4 |
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4 - Trasporto |
Servizi FC-3 |
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3 - Rete |
Inquadratura FC-2 |
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2 – Collegamento dati |
Collegamento dati FC-1 |
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1 - Fisico |
FC-0 Fisico |
Figura 1, Modello OSI e livelli di rete Fibre Channel
I livelli nella tabella rappresentano diverse funzioni e servizi che esistono all'interno della definizione del protocollo Fibre Channel. Come con gli altri standard di comunicazione, l'analisi a livello di protocollo è spesso focalizzata sul livello di collegamento (FC-2) e oltre.
Fibre Channel, come qualsiasi architettura di rete, trasporta blocchi di informazioni sull'applicazione, chiamati payload di dati. Prima di inviare un carico utile tramite il collegamento fisico, vengono aggiunti ulteriori byte di controllo specifici di Fibre Channel sia all'inizio che alla fine dei dati del carico utile. La combinazione dei byte di controllo e dei dati del carico utile è chiamata frame, che è l'unità di informazione di base in Fibre Channel.
Fibre Channel trasferisce i dati tramite connessioni point-to-point commutate o dirette che funzionano creando connessioni specifiche della sessione tra i dispositivi di origine e di destinazione. Queste connessioni durano solo fino al completamento del trasferimento e possono essere temporaneamente anticipate da richieste di trasferimento con priorità più elevata.
Le connessioni vengono effettuate sui sistemi Fibre Channel tramite "componenti di interconnessione" come switch, hub e bridge. La capacità di Fibre Channel di utilizzare diversi dispositivi di interconnessione lo rende flessibile e scalabile a seconda delle esigenze dell'utente. Una rete Fibre Channel completamente commutata è denominata topologia Fabric. La topologia del tessuto consente di stabilire più percorsi alternativi tra due porte qualsiasi nel tessuto.
Sommario
Il protocollo Fibre Channel è progettato per supportare una latenza molto bassa e velocità di trasferimento dati elevate. Lo standard attualmente approvato che supporta fino a 32 Gb/S è generalmente indicato come 32GFC. La virtualizzazione del server e la virtualizzazione dello storage sono tendenze generali che determinano la necessità di una maggiore larghezza di banda. La necessità di un'elevata larghezza di banda nell'infrastruttura di rete sta iniziando solo ora a guidare la sostituzione delle precedenti generazioni di prodotti di 4,8 e 16GFC con 32GFC e presto 64GFC.
Fibre Channel è una buona scelta per qualsiasi ambiente con molti server che necessitano di un accesso senza perdite allo storage centralizzato, ad esempio i data center dei computer. Per questo motivo, Fibre Channel gode di una quota di mercato superiore all'80% come interfaccia di rete utilizzata nei sistemi di storage esterni come gli ambienti SAN.