FC光纤通道协议详解：从物理层到应用层

"FC光纤通道协议总结，涵盖了FC通信技术、传输协议、拓扑结构以及指令集等内容。本文深入解析了FC协议的各层结构，包括FC-0、FC-1、FC-2、FC-3和FC-4层的功能，并介绍了FC节点的构成和不同拓扑结构的应用。此外，还提及了交换网的工作原理和构造块的概念。" FC光纤通道协议是一种高效的数据传输技术，主要应用于存储区域网络（SAN）中。协议的逻辑结构设计为双向点到点的串行数据通道，能够通过交换网实现多个通讯节点的连接。FC协议由五个功能层组成，分别是FC-0、FC-1、FC-2、FC-3和FC-4层。 FC-0层，即物理层，负责处理传输介质、发送与接收设备以及接口，确保在不同速率下工作的兼容性。FC-1层执行8B10B编码，将8位数据转换为10位，以确保传输的正确性和稳定性。FC-2层规定了端到端数据块的传输机制，包括序列的管理和错误检测，以及帧的序列计数和错误报告。 FC-3层提供通用服务，如基本链路服务、扩展链路服务和F4层链路服务，支持多个N端口间的交互。而FC-4层是最顶层，负责将上层协议（如SCSI、iSCSI等）映射到FC协议，使得不同的应用能够在FC网络上运行。 FC节点包含一个或多个N端口和FC-4层协议，每个N端口拥有FC-0至FC-2层的功能，FC-3层可选地为多个N端口提供服务。拓扑结构多样化，包括点到点、交换网和仲裁环结构。其中，交换网通过F端口连接N端口，根据帧中的地址标识符转发数据帧，实现高效的数据传输。 交换网中，无连接交换子网和连接交换子网分别用于多路复用和专用连接的建立。FC-2层定义的构造块如帧、序列、交换和协议，这些构成了FC通信的基本单元。序列由数据帧和控制帧组成，交换则由一个或多个序列构成，它们可以是单向或双向的。帧分为数据帧和链路控制帧，每个序列都有一个独特的SEQ_ID，用于跟踪和错误恢复。 通过登录过程，上层协议（ULP）可以使用FC协议进行数据交换，直至登录失效。这种灵活、高效的协议设计使得FC光纤通道成为数据中心和大规模存储系统的优选通信方案。