光纖通道技術(shù)（Fibre Channel）是一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)交換技術(shù)，可提供遠(yuǎn)距離和高帶寬，能夠在存儲(chǔ)器、服務(wù)器和客戶機(jī)節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)文件的傳輸。

Fibre Channel (FC)是一種高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)（通常的運(yùn)行速率有2Gbps、4Gbps、8Gbps和16Gbps），主要用于連接計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備。過(guò)去，光纖通道大多用于超級(jí)計(jì)算機(jī)，但它也成為企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)SAN中的一種常見(jiàn)連接類型。盡管被稱為光纖通道，但其信號(hào)也能在光纖之外的雙絞線上運(yùn)行。

光纖通道協(xié)議（Fibre Channel Protocol，F(xiàn)CP）是一種類似于TCP的傳輸協(xié)議，大多用于在光纖通道上傳輸SCSI命令。

光纖通道廣泛用于通信接口，并成為傳統(tǒng)I/O接口與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合趨勢(shì)的一部分。

Network運(yùn)作于一個(gè)開(kāi)放的，非結(jié)構(gòu)化的并且本質(zhì)上不可預(yù)測(cè)的環(huán)境。

Channels通常運(yùn)行在一個(gè)封閉的、結(jié)構(gòu)化的和可預(yù)測(cè)的環(huán)境，該環(huán)境下所有與主機(jī)通信的設(shè)備都預(yù)先已知，任何變更都需要主機(jī)軟件或配置表進(jìn)行相應(yīng)更改。通道協(xié)議如SCSI，ESCON, IPI。

Fibre Channel將這兩種通信方式的優(yōu)勢(shì)集合為一種新的接口，同時(shí)滿足network和channel用戶的需求。

Fibre Channel的目標(biāo)與優(yōu)勢(shì):

Fibre Channel要提供的是一個(gè)連接計(jì)算機(jī)和共享外圍設(shè)備的接口，在這一技術(shù)提出之前是通過(guò)多種不同的接口來(lái)連接的，如IDE，SCSI，ESCON。

Fibre Channel需要提供大量信息的高速傳輸。

上圖顯示了2Gbps Fibre Channel與Escon和SCSI同等級(jí)下的傳送速率對(duì)比。

除了速度增長(zhǎng)以外，F(xiàn)ibre Channel也需要支持公里級(jí)的距離。通過(guò)光纖交換機(jī)實(shí)現(xiàn)，如下圖所示：

光纖通道還需要提供傳輸多種上層協(xié)議的能力，并維持這些上層協(xié)議的持續(xù)使用。光纖通道接口如下圖所示：

連接和擴(kuò)展是光纖通道的一個(gè)主要目標(biāo)，通過(guò)將數(shù)千個(gè)設(shè)備共享數(shù)據(jù)并連接在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。Fibre Channel支持交換光纖，一個(gè)光纖結(jié)構(gòu)理論上可支持一千六百萬(wàn)地址。光纖結(jié)構(gòu)可以從一個(gè)單一交換機(jī)開(kāi)始，按照需求可添加更多交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。

光纖通道還需要提供比SCSI形式更簡(jiǎn)單的線纜和插頭。

光纖線纜比傳統(tǒng)SCSI銅線更易于管理，插頭體積更小從而一個(gè)適配器端口密度更高。當(dāng)使用光纖線纜時(shí)，系統(tǒng)安裝更為簡(jiǎn)便。

無(wú)中斷安裝和服務(wù)也是光纖線纜的一個(gè)要求。不同于銅線，在插拔時(shí)需要斷電，光纖在上下電時(shí)無(wú)需擔(dān)心瞬態(tài)損傷。
可靠性，可用性和可維護(hù)性一直是光纖通道協(xié)議的目標(biāo)。與銅線相比它具有明顯的優(yōu)勢(shì)：對(duì)電磁干擾和線間串?dāng)_不明顯。

節(jié)點(diǎn)（Node）:

光纖通道環(huán)境包括兩個(gè)或更多通過(guò)互聯(lián)拓?fù)溥B接在一起的設(shè)備。光纖通道設(shè)備如個(gè)人電腦，工作站，磁盤(pán)陣列控制器，磁盤(pán)和磁帶設(shè)備都被稱為節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息源或目的。以EMC為例節(jié)點(diǎn)可以是Symmetrix系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要一個(gè)或多個(gè)端口作為節(jié)點(diǎn)間通信的物理接口。端口是一個(gè)允許節(jié)點(diǎn)通過(guò)物理接口發(fā)送或接收信息的硬件附件。一些設(shè)備將這些端口集成，其他一些設(shè)備則使用可插拔端口如HBA。以EMC為例端口可以是Symmetrix FA適配器上的接口。

端口（Ports）:

每一個(gè)光纖通道節(jié)點(diǎn)包含至少一個(gè)硬件端口，將該節(jié)點(diǎn)與光纖通道環(huán)境連接，并處理與其他端口的信息。此端口稱為節(jié)點(diǎn)端口。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)端口。按照端口支持的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種不同類型的節(jié)點(diǎn)端口：

N_PORT：Node_ports既可以用在端到端也可以用在光纖交換環(huán)境。在端到端環(huán)境下N_ports發(fā)送端與接收端之間直接互連。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)HBA或一個(gè)Symmetrix FA端口就是一個(gè)N_port。

F_PORT：Fabric_Ports用于光纖交換環(huán)境下N_port之間的互連，從而所有節(jié)點(diǎn)都可以相互通信。通常這些端口在交換機(jī)上，允許HBA和其他設(shè)備如Symmetrix FA連接到光纖。

NL_PORT：NL_Port是支持仲裁環(huán)路的節(jié)點(diǎn)端口。例如，NL_Port可以是HBA或Symmetrix FA端口。

FL_PORT：FL_PORT是支持仲裁環(huán)路的交換端口。通常是交換機(jī)上連接到仲裁環(huán)路的端口。

E_PORT：E_Port是一個(gè)光纖擴(kuò)展端口，用于在多路交換光纖環(huán)境下。E_ports通常指一個(gè)交換機(jī)上連接到光纖網(wǎng)絡(luò)另一個(gè)交換機(jī)的端口。

G_PORT：G_Port是一個(gè)既能配成E_Port又能配成F_Port的通用端口。是一種位于交換機(jī)上的端口。

光纖（Fiber）：

端口通過(guò)鏈路連接至光纖網(wǎng)絡(luò)。此鏈路包括線纜和承載兩個(gè)獨(dú)立光纖網(wǎng)絡(luò)間收發(fā)信息端口的其他連接器。

鏈路可能包括光導(dǎo)纖維或電纜。發(fā)送信號(hào)可能是長(zhǎng)波光，短波光，LED或電子信號(hào)。

光纖結(jié)構(gòu)包括光傳輸?shù)睦w芯。纖芯包裹著覆層，功能是反射并控制光在芯內(nèi)傳輸。纖芯和覆層由玻璃材質(zhì)制造并且很容易被損壞。為了保護(hù)光纖避免受到物理?yè)p壞覆蓋了更多保護(hù)層，以使光纖能夠承受一定力度。并有一個(gè)光纖可彎曲的最小角度，在這個(gè)角度附近光纖將被彎曲，超過(guò)這個(gè)角度將會(huì)導(dǎo)致光纖傳輸信號(hào)衰減，最壞情況將導(dǎo)致光纖損壞。正常使用下線纜較為堅(jiān)實(shí)并且除了要留意最小彎曲半徑以外無(wú)需特別維護(hù)。芯徑和外徑（μm為單位）通常是光纖規(guī)格的定義方式。例如，62.5/125μm光纖，芯徑為62.5μm外徑為125μm。兩根這樣的光纖結(jié)合在一根雙芯線纜中，兩端有相應(yīng)的雙芯連接器。兩根光纖以相反的方向發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。雙芯線纜允許同步發(fā)送和接收。

單模和多模（Single Mode and Multimode）：

光纖通道中有兩種傳輸模式。

單模鏈路的芯徑為9-10μm并且使用位于光譜紅外部分約為1300納米的長(zhǎng)波光作為光源。此光對(duì)于人眼是不可見(jiàn)的。下芯徑允許單模鏈路支持端口間最大10km的距離，所有光在光纖中沿著同一路徑傳輸，如下圖所示。單模鏈路主要用于長(zhǎng)距離傳輸，應(yīng)用于Symmetrix Fibre Channel適配器的幾個(gè)版本。

多模鏈路相對(duì)于單模成本較低，用于無(wú)需單模那樣遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膱?chǎng)景。光纖通道鏈路通常基于50或62.5μm芯徑并支持光波長(zhǎng)約為800nm。這種相對(duì)于單模增加的芯徑意味著光在光纖中有多種傳播路徑。

這就導(dǎo)致一種情況：某些頻率的光在光纖中沿著一條路徑傳輸而其他光沿著另一條路徑，這種結(jié)果稱為模態(tài)色散（Modal Dispersion）。這導(dǎo)致光呈放射狀從而限制了多模線纜的距離。

網(wǎng)絡(luò)（Fabric）：

術(shù)語(yǔ)Fabric用于光纖通道描述通用的交換或路由結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)依據(jù)幀頭的目的地址來(lái)傳遞幀。網(wǎng)絡(luò)可能是端到端，交換光纖或是仲裁環(huán)路。

拓?fù)洌═opology）：

光纖通道提供了三種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一個(gè)混合的互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是：

端到端

光纖交換

仲裁環(huán)路

混合

端到端：

端到端拓?fù)涫撬型負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的一種，允許兩個(gè)N_Port通過(guò)鏈路直接互連。各N_Port的發(fā)送端直接連至另一端口的接收端。此鏈路為這兩個(gè)端口專用，訪問(wèn)鏈路無(wú)需特定協(xié)議，因此這兩個(gè)端口完全占據(jù)鏈路帶寬。

光纖交換：

端到端拓?fù)潆m然很簡(jiǎn)單直觀，但連接數(shù)量有限。這就導(dǎo)致了光纖交換技術(shù)的誕生，理論上支持一千六百萬(wàn)個(gè)端口（2^24）。交換網(wǎng)絡(luò)可以包含單個(gè)交換機(jī)，或多個(gè)交換機(jī)互連作為一個(gè)邏輯整體。

每個(gè)N_Port通過(guò)相關(guān)鏈路連接至光纖網(wǎng)絡(luò)端口（F_Port）。在光纖網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各F_Port通過(guò)路由功能連接。這就使幀結(jié)構(gòu)按照幀頭的目標(biāo)地址從一個(gè)F_Port路由至另一個(gè)F_Port。

多個(gè)并發(fā)連接可以同時(shí)在N_Port之間共存，因此，隨著N_Port數(shù)量的增加，聚合帶寬也在增長(zhǎng)。

仲裁環(huán)路：

仲裁環(huán)路比端到端提供更多連接，可在一個(gè)回路上支持126個(gè)NL_Port和1個(gè)FL_Port，在端到端和光纖交換之間提供一個(gè)中間值。在仲裁環(huán)路中一個(gè)端口的發(fā)送輸出連接至下一個(gè)端口的接收端，所有節(jié)點(diǎn)之間都有這樣的連接直到形成一個(gè)閉合環(huán)路。如下圖所示。這類配置通常使用光纖通道集線器從而無(wú)需使用線纜。仲裁環(huán)路中各端口在環(huán)路上發(fā)現(xiàn)所有消息并忽視/傳遞目的地非本端口的信息。

混合光纖：

光纖通道通過(guò)連接一個(gè)或多個(gè)仲裁環(huán)路到網(wǎng)絡(luò)從而支持混合拓?fù)洹＿@種方式結(jié)合了兩種拓?fù)涞拈L(zhǎng)處。光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮峁┻B接選擇和高聚合帶寬，而仲裁環(huán)路拓?fù)涮峁┑统杀具B接和共享帶寬，而無(wú)需增加光纖交換機(jī)成本。

混合配置的好處在于仲裁環(huán)路上的NL_Port可通過(guò)交換機(jī)上的FL_Port連接光纖交換機(jī)上的N_Port，但需要進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換包括將光纖網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換成環(huán)路地址，以及將環(huán)路地址轉(zhuǎn)換成光纖交換地址。該配置同時(shí)允許N_Port連接至仲裁環(huán)路上的NL_Port。