Was ist Fibre Channel over Ethernet (FCoE)?

Einführung: Haben Sie schon einmal FCoE gehört? Es ist ein Speicherprotokoll, das die direkte Übertragung von Fibre Channel-Kommunikation über Ethernet gewährleistet. Weitere Informationen zu FCoE finden Sie hier.

Definition

FCoE, kurz für Fibre Channel over Ethernet, ist eine Computernetzwerktechnologie, die Fibre Channel-Frames über Ethernet kapselt. Es ermöglicht Fibre Channel die Verwendung von 10-Gigabit-Ethernet-Netzwerken oder höheren Geschwindigkeiten unter Beibehaltung des Fibre-Channel-Protokolls.

FCoE wandelt Fibre-Channel-Datenverkehr in vorhandene Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Infrastrukturen um und führt dann IP-Protokolle und -Speicher zu einer einzigen Kabelübertragung und Schnittstelle zusammen.

Funktionalität

FCoE überträgt Fibre Channel direkt über Ethernet, jedoch unabhängig vom Ethernet-Weiterleitungsschema. Die FCoE-Protokollspezifikation verwendet Ethernet, um die FC0- und FC1-Schichten des Fibre Channel-Stacks zu ersetzen. FCoE ist so konzipiert, dass es sich unter Beibehaltung der Fibre-Channel-Strukturen in bestehende Fibre-Channel-Netzwerke und Management-Software integrieren lässt.

Rechenzentren verwenden Fibre Channel für Storage Area Networks (SANs) und Ethernet für TCP/IP-Netzwerke. Glasfaser wird mit dem FCoE-Kanal zu einem weiteren Netzwerkprotokoll, das auf Ethernet und traditionellem Internetprotokoll (IP)-Datenverkehr läuft.

Im Gegensatz zu iSCSI, das auf TCP und IP basiert, läuft FCoE direkt über Ethernet im Netzwerkprotokollstapel.

Im Gegensatz zu Fibre Channel verfügt herkömmliches Ethernet nicht über eine prioritätsbasierte Flusskontrolle, daher muss FCoE die Ethernet-Standards stärken, um prioritätsbasierte Flusskontrollmechanismen zu unterstützen, um Frameverluste aufgrund von Überlastung zu reduzieren. Die IEEE Standards Agency hat ihre Priorität in der Data Center Bridge (dcb) Task Group erhöht.

Fibre Channel benötigt drei wesentliche Erweiterungen, um die Funktionen von Fibre Channel over Ethernet-Netzwerken bereitzustellen:

• Kapselung von nativen Fibre-Channel-Frames in Ethernet-Frames.
• Erweiterungen des Ethernet-Protokolls ermöglichen ein Ethernet-Fabric, das bei Überlastung nicht häufig Frames verliert.
• Die Zuordnung besteht zwischen Fibre Channel N_Port-IDs (FCIDs) und Ethernet-MAC-Adressen.

Computer können über einen konvergenten Netzwerkadapter (CNA) eine Verbindung zu FCoE herstellen, der auf derselben physischen Karte Funktionen für den Fibre Channel-Hostbusadapter (HBA) und den Ethernet-Netzwerkschnittstellencontroller (NIC) enthält.

Anwendung

Die Hauptanwendung von FCoE liegt in Rechenzentrums-SANs (Storage Area Networks). Aufgrund der Reduzierung der Verkabelung hat FCoE eine bestimmte Anwendung im Rechenzentrum und ermöglicht Servervirtualisierungsanwendungen, die normalerweise viele physische E/A-Verbindungen pro Server erfordern.

Mit FCoE können Benutzer ein einziges Netzwerk verwenden, um den Datenverkehr des Netzwerkspeichers (IP) zu konsolidieren. Hier sind die Vorteile dieser Konsolidierung:

• Kühlkosten und Strom reduzieren
• Reduzieren Sie die Anzahl der Schalter und Kabel
• Reduzieren Sie die Anzahl der Netzwerkkarten für den Anschluss an unterschiedliche Speicher- und IP-Netzwerke

Rahmen Format

FCoE ist nur die Kapselung von FC-Frames in Ethernet-Frames. Zwischen FC- und Ethernet-Frames besteht eine Eins-zu-Eins-Beziehung. Somit werden FC-Frames nie über mehrere Ethernet-Frames und in Segmenten gesendet.

Die maximale Größe eines FCoE-Frames beträgt 2180 Byte. Dafür muss das Netzwerk bis zu 2,5 KB MTU unterstützen, auch bekannt als Baby-Jumbo-Frames.

Porttypen

FCoE bietet zusätzliche Porttypen für Standard-FC.

• VN_Port: Der Port des virtuellen Knotens wird vom ENode instanziiert und ist gleichbedeutend mit dem N_Port in Fibre Channel.
• VF_Port: Der Virtual Fabric-Port wird vom FCF instanziiert und ist gleichbedeutend mit dem F_Port in Fibre Channel.
• VE_Port: Der virtuelle Ethernet-Port wird vom FCF instanziiert und ist gleichbedeutend mit dem E_Port in Fibre Channel.

Vorteile

• VerbessertFibre Channel ist ein Hochgeschwindigkeitsspeicherprotokoll, und einige Speichergeräte unterstützen Geschwindigkeiten von bis zu 128 Gbit/s. Trotzdem sind solche Geräte oft teuer. Daher verwenden viele Unternehmen immer noch 8-Gbit/s-Speichergeräte und SANs. FCoE ermöglicht es solchen Organisationen, höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, indem sie vergleichsweise kostengünstige Ethernet-Netzwerke verwenden.
• Komplexität reduzieren. Speicherbezogener Datenverkehr wird über ein herkömmliches Ethernet-Netzwerk gesendet, sodass keine Fibre Channel-Switches erforderlich sind. Dies wiederum reduziert sowohl die architektonische Komplexität als auch die Kosten.
• Vereinfachen Sie die Netzwerkverwaltung. Es gibt unzählige Tools zum Überwachen und Verwalten von Ethernet-Netzwerken. FCoE leitet den Speicherverkehr über ein Standard-Ethernet-Netzwerk weiter, sodass Unternehmen ihre vorhandenen Netzwerktools verwenden können, um den Speicherverkehr zu verwalten.