fc光纤通道 协议总结 1 FC结构与概念
1.1 概述
FC-4 映射层FC-3 通用服务FC-2 信号协议FC-1 传输协议FC-0 接口/介质 FC逻辑上就是一个高性能的双向点到点的串行数据传输通道,在物理上它可以通过交换网互联连接多个通讯节点也就就是N端口,也可以以点到点的形式连接。FC协议由一系列的功能层组成,FC-PH由相关的功能层FC-0,FC-1,FC-2组成。 ➢ FC-0层(物理层)由传输介质、发送机与接收机及接口组成。物理层规定了多种介质在不同速率下工作的驱动接收能力。 ➢ FC-1层(编码层)进行8B10B编码。 ➢ FC-2规定了端到端数据块的传输机制。FC-2层协议应管理下列内容: a) 交换的激活与终止 b) 序列的启动与终止 c) X_ID分配与重新分配 d) 序列主动权 e) SEQ_ID的分配 f) 分段与重组 g) 序列 h) 帧的序列计数SEQ_CNT i) 帧序列错误的检测 j) 帧序列错误的报告(3类服务除外) ➢ FC-3层提供了一组FC节点上多个N端口的通用服务(基本链路服务,扩展的链路服务,F4层链路服务) ➢ FC-4层ULP到FC的映射组成FC-4层,就是FC中的最高层 fc光纤通道 协议总结 FC节点
一个FC节点node如上图所示,节点可支持一个或多个N端口与一个或多个FC-4层协议,每个N端口包括FC-0,FC-1,FC-2层的功能,FC-3层选择性的为多个N端口与FC-4层提供通用服务。
1.2 拓扑结构
点到点结构 fc光纤通道 协议总结 交换网结构
仲裁环结构 NL端口:具有仲裁功能的N端口 FL端口:具有仲裁功能的F端口
1.3 交换网
交换网的主要功能就是从源N端口中接收帧,并按帧中给出的地址标识符寻找目的N端口。每个N端口通过链路连接到交换网上。每个N端口都有一个唯一的N端口地址标识符。FC-2层定义了交换网与所连接的N端口间的协议。 fc光纤通道 协议总结 连接交换子网无连接交换子网RxTxRxTx
……..……..
交换网F端口F端口
F端口F端口BUFFERBUFFER
交换网包括两个或更多的F端口,每个F端口可连接到一个N端口上。 连接交换子网用于在F端口间与F端口与N端口间建立专用连接。 无连接交换子网用于在F端口间与F端口与N端口间进行多路复用。
1.4 构造块
FC-2层中定义的构造块有:帧,序列,交换,协议。 序列由一个或多个数据帧及其响应组成。交换由一个或多个序列组成。交换可以单向的,也可以就是双向的。ULP使用FC进行数据交换之前须完成登录,登录完成后,ULP就可以使用FC直到登录实效为止。 ➢ 帧:分为数据帧与链路控制帧 ➢ 序列:由一组数据帧与链路控制帧组成,序列单向发送。序列级的错误恢复由FC-2层以上的层完成。每个序列都分配了一个SEQ_ID。 ➢ 交换:由一个或多个非并发序列组成。交换可以在一个1类专用连接中完成,也可以跨多个1类连接。交换的双方都分配了一个交换标识符OX_ID ,RX_ID。 ➢ 协议:提供的协议如下 a) 原语序列协议 b) 交换网登录协议 c) N端口登录协议 d) 数据传输协议 e) N端口登出协议 fc光纤通道 协议总结 2 FC-0/FC-1层
2.1 FC-0
FC-0层包括多种介质及能以不同速度工作的发送机与接收机。 100 – SM – LL - L
速度100502512100MB/S50MB/S25MB/S12MB/S
介质SMM5M6TV单模多模50微米多模62.5微米视频电缆MITP细电缆TP距离LIS长距离中距离短距离发送机LLSLLEEL长波长激光短波长激光长波LED电
FC-0层发送机接口 FC-0层接收机接口 fc光纤通道 协议总结 2.2 FC-1
FC-1层为编码层,FC采用8b10b编码,编码后产生传输字符。
数据流转换示意图 3 有序集
FC-1层使用8b10b编码,通过光纤发送的信息应把一组8位数据转换为10位传输字符。数据值可以统一的表示为DX、Y或KX、Y,其中D表示为数据代码,K表示为特殊的命令代码。传输字由4个连续传输字符组成,这四个字符传输前与接收后应视为一个整体。 把4个特定的传输字符进行组合形成有序集,有序集由4个专用字符与数据字符组成,FC-PH 定义了如下有特殊意义的有序集: RD初始值Running Disparity 有序集
定界符 SOFc1 负 K28、5 D21、5 D23、0 D23、0 SOFi1 负 K28、5 D21、5 D23、2 D23、2
SOFn1 负 K28、5 D21、5 D23、1 D23、1
SOFi2 负 K28、5 D21、5 D21、2 D21、2
SOFn2 负 K28、5 D21、5 D21、1 D21、1
SOFi3 负 K28、5 D21、5 D22、2 D22、2
SOFn3 负 K28、5 D21、5 D22、1 D22、1
SOFf 负 K28、5 D21、5 D24、2 D24、2
EOFt 负 K28、5 D21、4 D21、3 D21、3
正 K28、5 D21、5 D21、3 D21、3 EOFdt 负 K28、5 D21、4 D21、4 D21、4
正 K28、5 D21、5 D21、4 D21、4 EOFa 负 K28、5 D21、4 D21、7 D21、7
正 K28、5 D21、5 D21、7 D21、7 EOFn 负 K28、5 D21、4 D21、6 D21、6
正 K28、5 D21、5 D21、6 D21、6 EOFdti 负 K28、5 D10、4 D21、4 D21、4
正 K28、5 D10、5 D21、4 D21、4 fc光纤通道 协议总结 EOFni 负 K28、5 D10、4 D21、6 D21、6
正 K28、5 D10、5 D21、6 D21、6 原语信号 Idle 负 K28、5 D21、4 D21、5 D21、5 R_RDY 负 K28、5 D21、4 D10、2 D10、2
原语序列 OLS无操作 负 K28、5 D21、1 D10、4 D21、2 NOS离线序列 负 K28、5 D21、2 D31、5 D5、2 LR 链路复位 负 K28、5 D9、2 D31、5 D9、2 LRR 链路复位响应 负 K28、5 D21、1 D31、5 D9、2
➢ 帧定界符:放在帧内容之前或之后的有序集。SOF就是放在帧内容之前的有序集;EOF就是放在CRC之后的有序集,表示序列内容的结束。 ➢ 原语信号: Idle 表示端口已做好帧传输与接收的准备。在没有发送数据帧、R_RDY或原语序列就是应发送Idle。 R_RDY:表示收到一个1类服务请求帧、2类或3类帧,而且还可以接收更多的帧。R_RDY之前与之后应至少有2两个Idle,帧之间应至少有6个原语信号。 ➢ 原语序列:原语序列就是一个连续重复发送的序列集,当端口或一个端口的接收机逻辑遇到了特殊情况,应发送原语序列。当条件存在,原语序列应不断地发送。当收到一组原语序列,应根据端口的状态,回送相应的原语或Idle。原语序列识别需要连续检测3个同样的原语序列,原语序列之间不能有其她数据。原语序列协议规定如下: a) 链路初始化 b) 在线到离线转换 c) 链路失效 d) 链路复位 发送原语序列 发送条件 响应 NOS 无操作 检测到链路失效: 1) 不在离线状态时同步丢失超时 2) 不在离线状态时信号丢失 3) 链路复位期间超时
OLS
OLS离线序列 启动链路初始化 接收到NOS 进入离线状态
LR
LR 链路复位 启动链路复位 启动链路超时恢复 不能确认连接状态与恢复连接过程(1类N)
LRR
LRR链路复位响应 接收到LR Idle
4 帧
帧分类 fc光纤通道 协议总结 帧格式 链路控制帧 FC-0型帧 R_CTL 31~28 为 1100 确认帧 ACK_0 ACK_1 ACK_N 链路响应帧 忙 F_BSY P_BSY 拒绝 F_RJT P_RJT 链路命令帧 LCR
数据帧 FC-1型帧 R_CTL 31~28不为 1100 FC-4层设备数据帧 FC-4层 设备类型 IP、IPI-3、SCSI、SB FC-4视频数据帧 FC-4层 视频类型 保留 链路数据帧 基本链路服务 ABTS、BA_ACC、BA_RJT、NOP、RMC 扩展链路服务 ABTX、ACC、ADVC、ECHO、ESTC、ESTS、FLOGI、LOGO、LS_RJT、PLOGI、RCS、RES、RLS、RRQ、RSI、RSS、RTV、TEST FC-4链路服务
4.1 帧格式
SOF帧头数据CRCEOF...Idle......Idle...可选帧头可填充字节数据载荷
帧内容通用帧格式
N端口发送机发送帧之间最少有6个原语信号,接收机接收帧之前需接收到2个Idle,交换网可以插入或除去Idle。 ➢ SOF:SOF就是帧内容之前的一个有序集。 SOF类别 描述 SOFc1 用于请求一个1类连接
SOFi1 1类服务序列的第一帧
SOFn1 1类服务正常帧起始
SOFi2 2类服务序列的第一帧
SOFn2 2类服务正常帧起始
SOFi3 3类服务序列的第一帧
SOFn3 3类服务正常帧起始
SOFf 交换网起始帧
➢ 帧头:就是帧内容的第一个字段,24个字节,紧跟着SOF。帧头用于控制链路操作、控制设备传输协议与检测丢失或无序的帧。 ➢ 数据字段:数据字段在帧头之后。长度等于四字节的倍数。FC-0型帧数据段长度为零,FC-1型帧长度等于四字节的倍数,范围为0字节到2112个字节。ULP的有效载荷不能被4整除,应进行填充。 ➢ CRC:为紧跟着数据字段的四个字节字段,用于检测帧头与数据字段