Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003 - Наик Дайлип

Служба RSCN (Registered State Change Notification) позволяет устройству регистрироваться для получения уведомлений о подключении к коммутатору или отключении от него других устройств. Например, сервер может зарегистрироваться для получения уведомлений при подключении к коммутатору или отключении от него связной архитектуры устройств хранения. Таким образом, RSCN дополняет сервер SNS: сервер позволяет компоненту Fibre Channel (например, узлу) обнаруживать другие компоненты (например, единицы хранения). В то же время служба RSCN позволяет узлу (компоненту Fibre Channel) регистрироваться для получения уведомлений об изменениях в составе компонентов Fibre Channel.

Пакеты RSCN могут прерывать передачу данных. Кадры RSCN используются получателем для обновления собственных таблиц маршрутизации. Некоторые поставщики предоставляют возможности по остановке широковещательного распространения пакетов RSCN на уровне коммутатора. Хотя это полезная функция, существует опасность, что из-за неправильной настройки кадр RSCN никогда не достигнет устройства, которое должно его получить.

4.4.3.3 Служба FAN

Служба FAN (Fabric Address Notification) обеспечивает ликвидность транзакций, выполняемых устройствами. Обычно это необходимо в том случае, когда инициализация кольца прерывает активную передачу данных между двумя компонентами Fibre Channel.

4.4.3.4 Служба Broadcast Server

Интерфейс Fibre Channel поддерживает протоколы более высокого уровня, требования для реализации которых должны быть выполнены. К одному из таких протоколов относится IP. Так как в рамках сетей IP поддерживается вторичный протокол ARP (Address Resolution Protocol), посредством которого устройства отправляют широковещательные запросы, этот же протокол должен поддерживаться и устройствами Fibre Channel.

4.4.3.5 Служба Principal Switch

При использовании в сети хранения данных на основе Fibre Channel нескольких коммутаторов связной архитектуры необходим протокол выбора одного из коммутаторов в качестве главного коммутатора (principal switch). Выбранный главный коммутатор будет работать как коммутатор с адресом

OxFFFFFE и обеспечивать уникальность адресов устройств в сети хранения данных на основе Fibre Channel.

4.4.3.6 Служба Fabric Login

Устройства связной архитектуры всегда стремятся воспользоваться службой Fabric Login. Для этого на фиксированный адрес OxFFFFFE отправляется специальный кадр FLOGI. Кадр FLOGI содержит адрес отправляющего устройства, который устанавливается в нулевое значение, если пакет используется для запроса нового адреса.

Служба Fabric Login позволяет выполнять следующие задачи:

получение информации о параметрах связной архитектуры, например списков поддерживаемых служб;

назначение адресов;

инициализация буфера для контроля передачи данных.

4.5 Типы портов Fibre Channel

В стандарте Fibre Channel определено несколько типов портов, зависящих от топологии сети хранения данных и от устройства, к которому относится порт. Различные типы портов представлены в табл. 4.2.

Окончание табл. 4.2

Чтобы облегчить жизнь администраторам сетей хранения данных, поставщики устройств обычно предоставляют порты с автоматическим конфигурированием. Такое конфигурирование проводится следующим образом.

1. Порт пытается инициироваться как порт кольца (FL). Если инициализация проходит успешно, порт настраивается как порт FL.

Если инициализация кольца завершается неудачно, делается попытка инициализации в виде порта Е; таким образом, проверяется возможность подключения к сети на базе связной архитектуры.

Если инициализация в виде порта Е завершается неудачно, порт пытается активизировать службу Fabric Login. Если регистрация выполняется

успешно, порт иницируется как порт F.

Не стоит рассчитывать, что все поставщики устройств устанавливают на них динамически конфигурируемые порты, которые могут работать вместо любого порта. Такая возможность встроена лишь в некоторые устройства. Это позволяет переконфигурировать порты без перезагрузки или отключения питания. Остальные устройства для получения определенного типа порта требуют замены прошивки или установки платы расширения, что может потребовать выключения питания.

4.6 Протокол Fibre Channel

В общем контексте Fibre Channel – это набор стандартов, разработанных в Национальном институте стандартизации США. Интерфейс Fibre Channel предоставляет высокопроизводительное последовательное подключение между хостом и единицами хранения, а также между самими единицами хранения. Стандарт позволяет обеспечить высокоскоростную передачу данных в сетях с топологией «точка-точка» и кольцо. Более того, Fibre Channel предоставляет все эти возможности вместе с проверкой ошибок.

В стандарте Fibre Channel определено пять функциональных уровней: от FC-0 до FC-4. Уровни рассматриваются в разделах 4.6.1–4.6.5. Обратите внимание, что по практическим соображениям уровни FC-0, FC-1 и FC-2 реализуются аппаратно.

4.6.1 Уровень FC-0

Определяет физические характеристики интерфейса и носителя. В частности, посредством FC-0 определяются спецификации уровней сигналов, носителя и получателей/отправителей. Уровень FC-0 позволяет использовать несколько интерфейсов, что дает возможность выбирать разные скорости передачи данных и различные передающие среды. В качестве примера физической передающей среды можно привести медный провод, одномодовый и мно- гомодовый кабели. Скорость передачи варьируется от 12,5 до 106,25 Мбайт/с.

Те, кто знаком с семиуровневой сетевой моделью ISO OSI[7], могут заметить, что FC-0 соответствует седьмому уровню модели ISO OSI.

4.6.2 Уровень FC-1

Определяет схемы кодирования и декодирования данных, сигналов и специальных символов, а также управление ошибками. Кроме того, уровень FC-1 отвечает за обслуживание лйЬий связи.

Уровень FC-1 использует схему кодирования, которая называется 8В/10В. Схема проектировалась для того, чтобы обеспечить следующее:

эффективную синхронизацию данных;

расширенное обнаружение ошибок;

эффективное обнаружение управляющих символов;

упрощенное проектирование аппаратного обеспечения приемников/передатчиков.

Схема кодирования 8В/10В преобразует каждые 8 бит в два возможных значения, объемом 10 бит. Эти 10 бит используются в виде Ann. m, где А – значение К для индикации команды или D для индикации данных; гш – десятичное значения последних пяти битов байта; М – десятичное значение первых трех битов байта.

Два возможных значения появляются потому, что посредством спецификации выбирается одно из значений для кодирования данных при их передаче на базе недавней истории передачи. Это необходимо для того, чтобы обеспечить минимальное количество переходов состояния (между 0 и 1), что повысит эффективность передачи. Недавняя история передачи называется динамическим рассогласованием.

Как уже отмечалось, все данные кодируются с помощью 10 бит. Некоторые неиспользованные 10-битовые символы (в контексте данных) применяются для отделения фреймов и сигналов, включая сигналы о готовности порта для принятия данных, а также другие типы сигналов. Основное внимание уделяется обнаружению и исправлению ошибок на этапе передачи. Данные Fibre Channel всегда передаются группами по 4 байта, которые называются словами передачи (transmission words).

4.6.3 Уровень FC-2

Определяет передачу данных от одного узла к другому, т.е. непосредственно транспортный механизм. Уровень FC-2 формирует кадры, определяет классы обслуживания и службы регистрации связной архитектуры или портов. Этот уровень можно представить в качестве аналога уровню MAC (Media Access Control) в модели ISO OS1.

Рис. 4.4. Иерархия передачи данных Fibre Channel

Уровень FC-2 определяет:

иерархию передачи данных Fibre Channel, которая включает в себя упорядоченные множества, кадры, последовательности и обмены;

управление потоком Fibre Channel;

протоколы FC-2;

классы обслуживания FC-2.

Эти компоненты рассматриваются в разделах 4.6.3.1 4.6.3.7, но перед этим следует выяснить, как соединяются различные структурные элементы иерархии.

В Fibre Channel данные передаются с помощью кадров (frame). Кадр представляет собой эквивалент пакета TCP/IP. Кадры создаются из упорядоченных множеств и символов данных. Несколько кадров группируются вместе и формируют последовательность, а несколько последовательностей формируют обмен (exchange). Это демонстрируется на рис. 4.4.