Fiber Channel
[1] Abk. FC . Allgemein für optischen Signalkanal, beispielsweise beim Wellenlängenmultiplex ( Wavelength Division Multiplex , WDM ) oder bei der WDM-basierten optischen Vermittlung.
[2] Abk. FC . Äußerst breitbandiges serielles I/O-Bussystem, das auf die 1993 von HP , IBM und Sun gegründete „Fiber Channel Systems Initiative“ zurückgeht. Eines der wesentlichen Ziele bei der Entwicklung des Fiber Channel war die Definition eines universellen physikalischen Kommunikationsmediums, das simultan unterschiedliche und weit verbreitete Protokolle, wie etwa SCSI ( Small Computer Systems Interface ) und TCP/IP , unterstützen sollte. Fiber Channel unterscheidet sich von klassischen I/O-Bussen für Peripheriegeräte insofern, als hier viele Konzepte aus der Netzwerktechnologie in den Standard eingingen.
In erster Linie wurde Fiber Channel für den Anschluss und die Vernetzung großer und schneller Storage-Systeme entwickelt. Mit einer Bandbreite von bis zu mehreren GByte/s gehört Fiber Channel zu den schnellsten Technologien für diese Zwecke. Ein weiterer Vorteil sind die großen Distanzen, die überbrückt werden können: In der preisgünstigeren Variante mit Kupferkabeln sind dies 30 m, mit Glasfaserkabeln sogar bis zu 10 km.
In seiner ursprünglichen Form basiert eine Fiber-Channel-Implementierung auf einer so genannten „ Fabric “, d.h. einem Kommunikationsnetz ähnlich einem typischen Datennetz. Wie diese Fabric aussieht, richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen des Anwenders. Hosts und Storage-Systeme (die so genannten Nodes) werden über entsprechende Adapter mit Fiber Channel Ports an diese Fabric angeschlossen, die eine Kommunikation zwischen beliebigen Nodes ermöglicht. Insgesamt ähnelt dieses Konzept sehr stark einem geswitchten Ethernet . Eine Fabric-basierte Fiber-Channel-Installation kann maximal 16 Millionen Nodes unterstützen.
Kern einer Fiber Channel Fabric ist üblicherweise ein Crossbar Switch , an den mehrere Nodes angeschlossen werden. Vom Konzept her arbeitet ein solcher Switch wie ein Ethernet Switch , d.h. er stellt dedizierte Verbindungen zwischen Sender und Empfänger her, denen die gesamte Bandbreite des Fiber Channel zur Verfügung steht. Dabei werden so viele gleichzeitige Verbindungen mit voller Bandbreite unterstützt wie Node-Paare verfügbar sind.
Da die Kosten einer solchen Implementierung sehr hoch sind, haben einige Hersteller eine kostengünstigere Variante vorgeschlagen, die Fiber Channel Arbitrated Loop ( FC-AL ). Auch bei diesem Konzept standen etablierte Netztechnologien Pate, nämlich der Token Ring und FDDI (Fiber Distributed Data Interface) . Wie in solchen Rechnernetzen werden die einzelnen Nodes bei FC-AL ringförmig miteinander verbunden, wobei ein Ring bis zu 126 Nodes unterstützt und per „Fair Arbitration “ eine faire Verteilung der Bandbreite auf die einzelnen Nodes sicherstellt. Diese Verteilung erfolgt dabei nach zwei Prinzipien:
1. Wer zuerst auf den Bus zugreift, darf auch zuerst übertragen.
2. Wer zuletzt eine Übertragung abwickelte, darf erst wieder, wenn alle anderen wenigstens einmal die Chance hatten, auf den Bus zuzugreifen.
Während ein Node Daten über den Ring sendet, „schweigen“ alle anderen, sodass jeder Transfer die gesamte Bandbreite des Fiber Channel nutzen kann. Wie bei FDDI wird die Arbitrated Loop typischerweise als Doppelring ausgelegt, um redundante Datenpfade zu schaffen und so die Ausfallzeiten zu minimieren. FC-AL eignet sich gut für den direkten Anschluss von Festplatten an den Host und ist insofern gut mit dem parallelen SCSI-Bus vergleichbar. Grundsätzlich ist diese Technologie nicht komplexer als SCSI , und sie sollte bei entsprechendem Produktionsvolumen auch in dessen Preisregionen kommen können. Sie eignet sich vor allem für Server-Applikationen mit hohen Anforderungen an den Datendurchsatz und die Flexibilität . Komplette Arbitrated Loops können, ebenso wie einzelne Subsysteme, in eine Fiber-Channel-Fabric-Installation integriert werden.
Aufgrund seiner hohen Performance und seines datennetzähnlichen Aufbaus eignet sich der Fiber Channel vor allem für Midrange- und High-end-Server sowie für den Aufbau so genannter Storage Area Networks (SAN), in denen mehrere Server flexibel auf alle installierten Storage-Systeme zugreifen können. Diese Storage-Systeme können entweder reine Fiber-Channel-Systeme sein oder auf SCSI-Platten basieren, die über einen Fiber Channel Controller in das SAN eingebunden werden. Bereits heute denken einige Anbieter über Wide Area SANs nach, in denen eine Fabric über ATM Services weit über das heutige Limit von 10 km ausgedehnt werden kann.
http://hsi.web.cern.ch/HSI/fcs/spec/overview.htm
