Fibre Channel

Atualmente, Fibre Channel é a arquitetura mais utilizada para implementações de SAN's. Trata-se de um padrão tecnológico alternativo à Ethernet, que permite a transferência de dados de um nó para outro nó da rede em velocidades extremamente altas. Implementações atuais podem atingir taxas de transferência de dados de 10Gbps ou mais, e alcançar distâncias de até 10 km quando a fibra ótica é utilizada como o meio físico. [Gibson, G.A. & Meter, R.V.] [IBM Redbook]

Fibre Channel é uma rede multicamadas, baseada na série de padrões estabelecidos pela American National Standards Institute (ANSI), que definem características e funções para a transferência de dados através da rede. Essas definições incluem interfaces físicas, codificação de dados e controle de enlaces, entrega de dados, controle de fluxo e classes de serviço, serviços comuns e protocolos de interface. [IBM Redbook]

A tecnologia Fibre Channel utiliza os mesmos mecanismos de fios e transmissão que a Ethernet Gibabit, embora seu controle de sinalização e congestionamento seja especializado para SCSI. [Gibson, G.A. & Meter, R.V.]

Na arquitetura Fibre Channel, os dados são serializados antes da transmissão para depois serem enviados em pacotes ou frames estruturados, assim como em outras redes. O diferencial da arquitetura Fibre Channel é uma quantidade significativa de processamento de hardware para alcançar alto desempenho. A transferência serial elimina a as limitações de distância e velocidade, pois não há ocorrência de skew, como em transferências paralelas de dados. A transferência serial, além de simplificar o cabeamento e conectores, também facilita o roteamento de informações através da rede.

A arquitetura Fibre Channel é utilizada para o transporte do tráfego IPI (Intelligent Peripheral Interface), tráfego IP (Internet Protocol), tráfego FICON (Fibre Connection), tráfego FCP(SCSI), e outros tráfegos que utilizem protocolos do padrão de transporte Fibre Channel .

Existem dois tipos de topologia Fibre Channel amplamente utilizadas, a topologia de Laço Arbitrado (FC-AL) e a topologia Switched Fibre Channel. Independentemente da topologia, o principal protocolo adotado em SAN’s é o Fibre Channel Protocol (FCP). O FCP é um padrão que define a comunicação entre os iniciadores SCSI e os targets (hosts e dispositivos de armazenamento) em relação a comandos SCSI, dados e informação de estado.  Todos os dispositivos Fibre Channel suportam o FCP, que é uma forma consistente de converter comandos SCSI em formato serial e transmiti-los através da rede. [Lin, S et al.]

Alguns fatores contribuíram o consenso de que a tecnologia Fibre Channel é ideal para o desenvolvimento de SAN’s, entre eles o alto grau de flexibilidade, disponibilidade e escalabilidade; a combinação de diferentes protocolos a altas velocidades através de longas distâncias; e a ampla aceitação dos padrões Fibre Channel na indústria de Tecnologia da Informação (TI).

As desvantagens do protocolo Fibre Channel estão relacionadas à necessidade de uma infra-estrutura de rede separada e dedicada, alto custo e complexidade da instalação da rede FC e da manutenção, o que inviabiliza o uso desta solução por empresas pequenas e médias.

Como funciona a arquitetura Fibre Channel
Em todas as topologias, a informação é trocada entre dois nós, que são a fonte (transmissor ou iniciador)  e o destino (receptor ou target). Um nó é um dispositivo, como um servidor (computador pessoal, Workstation, ou mainframe), ou um periférico, como um disco.

Os frames são pacotes de dados que são transmitidos através dos nós, e sua estrutura é definida por um protocolo. Em teoria, uma fonte e um target deveriam utilizar o mesmo protocolo, mas cada nó tem suporte a diferentes protocolos ou tipos de dados, o que implica na grande flexibilidade da Fibre Channel. As camadas de transporte do Fibre Channel são independentes do protocolo, permitindo a transmissão de múltiplos protocolos.

Devido ao uso de uma metodologia de controle de fluxo baseado em crédito, o Fibre Channel pode entregar os dados tão rápido quanto o buffer do destinatário é capaz de recebê-los. Por haver pouco overhead, é possível manter altas taxas de utilização sem a perda de dados. [IBM Redbook]
Portanto, o Fibre Channel agrega as melhores características dos canais  de entrada e saída tradicionais e de redes de computadores: [IBM Redbook]

• Alto desempenho para grande quantidade de transferências de dados por meio da utilização de protocolos de transportes simples e da extensiva assistência de hardware
• Transmissão serial de dados
• Interface física com baixa taxa de erros
• Transmissão de dados confiável, com garantia ou confirmação da entrega de dados sem erros
• Empacotamento de dados (frames)
• Uso de dispositivos orientados a comandos, como SCSI e FCP
• Vasta extensão de dispositivos que podem ser endereçados quando comparada às interfaces de I/O.