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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

ESFOT ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES REDES E INTRANET FIBRE CHANNEL  

STALIN CAISACHANA DARÍO GARCÍA

27-09-2013

ÍNDICE DE TEMAS PAGINA INTRODUCCIÓN

3

HISTORIA

4

¿QUÉ ES CANAL DE FIBRA?

4

TOPOLOGÍAS DE CANALES DE FIBRA

5

COMPARACIÓN ENTRE LAS 3 TOPOLOGÍAS

6

CAPAS DE CANAL DE FIBRA

6

PUERTOS

7

INFRAESTRUCTURA DEL CANAL DE FIBRA

8

VARIANTES DEL MEDIO ÓPTICO PORTADOR

8

HOST BUS ADAPTERS PARA EL CANAL DE FIBRA

8

CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFÍA

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FIBRE CHANNEL

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INTRODUCCIÓN En los últimos años varios avances técnicos han convergido a una más grande que nunca necesidad de enlaces de datos extremadamente rápidas. Computadoras de alto rendimiento se han convertido en el foco de atención en la industria de las comunicaciones de datos. Mejoras en el rendimiento han generado cada vez más aplicaciones de redes de datos intensivos y de alta velocidad, tales como la visualización multimedia y científicos. Sin embargo, la red de las interconexiones entre las computadoras y los dispositivos de E / S no son capaces de funcionar a las velocidades necesarias. La intención del canal de fibra (FC) es desarrollar medios prácticos, de bajo costo, pero prescindible para transferir rápidamente los datos entre estaciones de trabajo, mainframes, supercomputadoras, computadoras de escritorio, dispositivos de almacenamiento, pantallas y otros periféricos. Fibre Channel es el nombre general de un conjunto integrado de normas siendo desarrollado por el American National Standards Institute (ANSI). Hay dos tipos básicos de comunicación de datos entre los procesadores y entre procesadores y periféricos: canales y redes. Un canal proporciona una conexión directa o conmutada punto a punto entre los dispositivos de comunicación. Un canal es típicamente hardware de obra y transporte de datos a alta velocidad, con bajo costo operativo. Por el contrario, una red es un conjunto de nodos distribuidos (como estaciones de trabajo, servidores de archivos o periféricos) con su propio protocolo que apoya la interacción entre estos nodos. Una red tiene relativamente alta sobrecarga, ya que es intensivo de software, y por lo tanto más lento que un canal. Las redes pueden manejar una gama más amplia de tareas que los canales que operan en un entorno de conexiones imprevistas, mientras que los canales operan entre sólo unos pocos dispositivos con direcciones predefinidas. Fibre Channel intenta combinar lo mejor de estos dos métodos de comunicación en una nueva interfaz de E / S que satisface las necesidades de los usuarios del canal y también a los usuarios de la red. Aunque se le llama canal de fibra, su arquitectura no representa ni un canal ni una topología de red real. Se permite un esquema de interconexión inteligente activa, llamada tela, para conectar dispositivos. Todo lo que un puerto de canal de fibra tiene que hacer es gestionar una simple conexión punto a punto entre sí y la tela. Fibre Channel es una conexión en serie de alto rendimiento de apoyar a sus propios, así como los protocolos de nivel superior, como el FDDI , SCSI, HIPPI y el IPI ( véase el capítulo 7 ) . El estándar de canal de fibra se refiere a la necesidad de transferencias muy rápida de grandes cantidades de información. La tecnología rápida (hasta 1 Gbit / s) se puede convertir para la tecnología de red de área local mediante la adición de un interruptor especificado en el estándar de canal de fibra, que se encarga de hacer frente a multipunto. Hay un punto de vista como una tecnología de E / S y una tecnología de red de área local también. Otra ventaja de canal de fibra es, que ofrece a los usuarios un puerto que soporta tanto el canal y las interfaces de red, unburdening los ordenadores de gran número de puertos de E / S. FC proporciona un control completo y la comprobación de errores sobre el enlace. FIBRE CHANNEL

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HISTORIA Comenzó su desarrollo en 1988, con la aprobación del estándar por ANSI en 1994. Fue especialmente interesante para simplificar las conexiones y aumentar las distancias, más que para aumentar la velocidad. También aportó soporte para un número elevado de protocolos de nivel superior, incluyendo SCSI, ATM e IP, siendo para SCSI su uso más frecuente. ¿QUÉ ES CANAL DE FIBRA? El Canal de Fibra o el FC, por sus siglas en ingles (Fibre Channel), es una tecnología o herramienta desarrollada para la transmisión de datos a alta velocidad entre dispositivos de almacenamiento, mainframes, superordenadores, servidores de altas prestaciones entre otros. Puede operar sobre cable y sobre fibra óptica a distancias de hasta 10 Kms sin uso de repetidores. Es una tecnología única en cuanto a las múltiples e interoperables topologías que soporta, que pueden ser Punto-a-punto, Fabric conmutado y Arbitrated Loop (FC-AL), y que ofrece diferentes Clases de Servicio para un mayor control sobre las prestaciones y características de transmisión de datos de cada aplicación particular. Es una interfaz de transferencia de datos en serie que utiliza actualmente una velocidad de enlace de 1 Gigabit por segundo (1 Gbps) y que soporta diferentes protocolos de transporte, tanto canal de periféricos. Como puedan ser:  SCSI o IPI  Paquetes de red  IP o ATM

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TOPOLOGÍAS DE CANALES DE FIBRA Punto a Punto Dos dispositivos se conectan el uno al otro directamente. Es la topología más simple, con conectividad limitada a dos elementos.

Anillo Arbitrado En este diseño, todos los dispositivos están en un bucle o anillo, similar a una red token ring.

Medio Conmutado Todos los dispositivos o bucles de dispositivos se conectan a conmutadores (switches) de canal de fibra. Los conmutadores controlan el estado del medio físico, proporcionando interconexiones optimizadas.

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COMPARACIÓN ENTRE LAS 3 TOPOLOGÍAS

CAPAS DE CANAL DE FIBRA •FC0: La capa física, que incluye los cables, la óptica de la fibra, conectores, etc. •FC1: La capa de enlace de datos, que implementa la codificación y decodificación de las señales. •FC2: La capa de red, definida por el estándar FC-PI-2, que constituye el núcleo del canal de fibra y define los protocolos principales. •FC3: La capa de servicios comunes, una fina capa que puede implementar funciones como el cifrado o RAID. •FC4: La capa de mapeo de protocolo, en la que otros protocolos, como SCSI, se encapsulan en unidades de información que se entregan a la capa FC2. •FC0, FC1 y FC2: también se conocen como FC-PH, las capas físicas del canal de fibra. Las implementaciones del canal de fibra están disponibles a 1, 2 y 4 Gbit/s. Un estándar a 8 Gbit/s está en desarrollo. Un desarrollo a 10 Gbit/s ha sido ratificado, pero en este momento sólo se usa para interconectar switches. No existen todavía iniciadores ni dispositivos de destino a 10 Gbit/s basados en el estándar. Los productos basados en los estándares a 1, 2, 4 y 8 Gbit/s deben ser interoperables, y compatibles hacia atrás; el estándar a 10 Gbit/s, sin embargo, no será compatible hacia atrás con ninguna de las implementaciones más lentas.

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PUERTOS En el canal de fibra se definen los siguientes puertos: 

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E_port es la conexión entre dos switches del canal de fibra. También conocida como puerto de expansión, cuando dos E_ports entre dos switches forman un enlace, ese enlace se denomina enlace de InterSwitch o ISL. EX_port es la conexión entre un router de canal de fibra y un switch de canal de fibra. En el extremo del switch, el puerto es como el de un E_port, pero en el extremo del router es un EX_port. F_port es una conexión de medios en una topología conmutada. Un puerto F_port no se puede utilizar para un bucle de dispositivo. FL_port es la conexión de medios en un bucle público en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle. Nótese que un puerto de switch pude convertirse automáticamente en un F_port o un FL_port dependiendo de qué se esté conectando. G_port o puerto genérico en un switch puedo operar como E_port o F_port. L_port es el término genérico utilizado para cualquier tipo de puerto de bucle, NL_port o FL_port. También conocido como puerto de bucle. N_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología conmutada. También se conoce como puerto de nodo. NL_port es la conexión de nodo de los servidores o dispositivos de almacenamiento en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle de nodo. TE_port es un término utilizado para múltiples puertos E_ports unidos juntos para crear un ancho de banda mayor entre switches. También conocidos como puertos de expansión trunking.

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INFRAESTRUCTURA DEL CANAL DE FIBRA Los switches del canal de fibra se dividen en dos clases. Esta clasificación no es parte del estándar, y se deja en manos del fabricante. 

Los switches directores se caracterizan por ofrecer un elevado número de puertos y un chásis modular (basado en placas) sin punto único de fallo (alta disponibilidad).

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Los switches llamados fabric tienen normalmente una configuración fija (algunas veces semimodular) sin redundancias.

Brocade, *Cisco y *McData disponen de conmutadores tanto directores como fabric. *QLogic dispone de switches fabric. Si se utilizan conmutadores de diferentes proveedores en la misma instalación, trabajarán por defecto en modo de interoperabilidad, deshabilitando algunas funciones avanzadas propietarias. HOST BUS ADAPTERS PARA EL CANAL DE FIBRA Hay disponibles HBA para canal de fibra para los principales sistemas, arquitecturas de ordenador y buses, incluyendo PCI y SBus (ya obsoleto). Cada HBA tiene un identificado único (World Wide Name), similar a la dirección MAC en Ethernet en el hecho de que utiliza un identificador único repartido por rangos entre los fabricantes (reparto realizado por IEEE), y que le sirve al switch del canal de fibra para identificar las tarjetas (HBA) que tiene conectadas. Sin embargo, los WWNs son más largos (8 bytes). Además, se distinguen dos tipos de WWNs en un HBA: WWN de nodo, compartido por todos los puertos de un adaptador de host, y un WWN de puerto, único para cada puerto. Ejemplo de fabricantes de HBAs: Emulex, LSI Logic, QLogic, Alacritech y ATTO Technology.

VARIANTES DEL MEDIO ÓPTICO PORTADOR

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CONCLUSIONES Fibre Channel es usado para la transmisión de datos a alta velocidad entre dispositivos de almacenamiento, mainframes, superordenadores, servidores de altas prestaciones entre otros. Con una sociedad en la que la velocidad de internet es un requisito fundamental, Fibre Channel es la solución a ese requerimiento. Fibre Channel (con topología Fabric) es una tecnología utilizada habitualmente para montar redes de almacenamiento SAN. IBM se ha convertido en el primer OEM que ofrece los switches y adaptadores Fibre Channel a 16 Gbps de Brocade, así como adaptadores de red ‘stand-alone’ para sus servidores.

BIBLIOGRAFÍA http://hsi.web.cern.ch/HSI/fcs/spec/overview.htm http://www.fibrechannel.org/ https://www.iol.unh.edu/services/testing/fc/knowledgebase/tutorials/fc_tutorial.php http://www.redbooks.ibm.com/redbooks.nsf/0/f98c75e7c6b5a4ca88256d0c0060bcc0?OpenDo cument http://www.snia.org/ http://www.fibrechannel.org/library/documents/FCIA_FCSolutionGuide_2012_Final.pdf http://www.hpl.hp.com/hpjournal/96oct/oct96a11.pdf http://www.t11.org/ftp/t11/member/fc/pi-2/02-401v1.pdf

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