fc光纤通道 协议总结

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1、1 FC 结构和概念1.1 概述F C - 4 映射层F C - 3 通用服务F C - 2 信号协议F C - 1 传输协议F C - 0 接口 / 介质FC 逻辑上是一个高性能的双向点到点的串行数据传输通道，在物理上它可以通过交换网互联连接多个通讯节点也就是 N 端口，也可以以点到点的形式连接。FC 协议由一系列的功能层组成， FC-PH 由相关的功能层 FC-0，FC-1，FC-2 组成。 FC-0 层（物理层）由传输介质、发送机和接收机及接口组成。物理层规定了多种介质在不同速率下工作的驱动接收能力。 FC-1 层（编码层）进行 8B10B 编码。 FC-2 规定了端到端数据块的传输机制

2、。FC-2 层协议应管理下列内容：a) 交换的激活和终止b) 序列的启动和终止c) X_ID 分配和重新分配d) 序列主动权e) SEQ_ID 的分配f) 分段和重组g) 序列h) 帧的序列计数 SEQ_CNT i) 帧序列错误的检测j) 帧序列错误的报告（3 类服务除外） FC-3 层提供了一组 FC 节点上多个 N 端口的通用服务（基本链路服务，扩展的链路服务，F4 层链路服务） FC-4 层 ULP 到 FC 的映射组成 FC-4 层，是 FC 中的最高层FC 节点一个 FC 节点 node 如上图所示，节点可支持一个或多个 N 端口和一个或多个 FC-4 层协议，每个 N 端口包括 F

3、C-0，FC-1 ，FC-2 层的功能，FC-3 层选择性的为多个 N 端口和 FC-4 层提供通用服务。1.2 拓扑结构点到点结构交换网结构仲裁环结构NL 端口：具有仲裁功能的 N 端口FL 端口：具有仲裁功能的 F 端口1.3 交换网交换网的主要功能是从源 N 端口中接收帧，并按帧中给出的地址标识符寻找目的 N 端口。每个 N 端口通过链路连接到交换网上。每个 N 端口都有一个唯一的 N 端口地址标识符。FC-2 层定义了交换网与所连接的 N 端口间的协议。连接交换子网无连接交换子网RxTxRxTx . . . .交换网F 端口 F 端口F 端口F 端口B U F F E RB U F F

4、 E R交换网包括两个或更多的 F 端口，每个 F 端口可连接到一个 N 端口上。连接交换子网用于在 F 端口间和 F 端口与 N 端口间建立专用连接。无连接交换子网用于在 F 端口间和 F 端口与 N 端口间进行多路复用。1.4 构造块FC-2 层中定义的构造块有：帧，序列，交换，协议。序列由一个或多个数据帧及其响应组成。交换由一个或多个序列组成。交换可以单向的，也可以是双向的。ULP 使用 FC 进行数据交换之前须完成登录，登录完成后，ULP 就可以使用 FC 直到登录实效为止。 帧：分为数据帧和链路控制帧 序列：由一组数据帧和链路控制帧组成，序列单向发送。序列级的错误恢复由 FC-2 层

5、以上的层完成。每个序列都分配了一个 SEQ_ID。 交换：由一个或多个非并发序列组成。交换可以在一个 1 类专用连接中完成，也可以跨多个 1 类连接。交换的双方都分配了一个交换标识符 OX_ID ,RX_ID。 协议：提供的协议如下a) 原语序列协议b) 交换网登录协议c) N 端口登录协议d) 数据传输协议e) N 端口登出协议2 FC-0/FC-1 层2.1 FC-0FC-0 层包括多种介质及能以不同速度工作的发送机和接收机。1 0 0 S M L L - L速度1 0 05 02 51 21 0 0 M B / S5 0 M B / S2 5 M B / S1 2 M B / S介质S

6、MM 5M 6T V单模多模 5 0 微米多模 6 2 . 5 微米视频电缆M IT P细电缆T P距离LIS长距离中距离短距离发送机L LS LL EE L长波长激光短波长激光长波 L E D电FC-0 层发送机接口FC-0 层接收机接口2.2 FC-1FC-1 层为编码层， FC 采用 8b10b 编码，编码后产生传输字符。数据流转换示意图3 有序集FC-1 层使用 8b10b 编码，通过光纤发送的信息应把一组 8 位数据转换为 10位传输字符。数据值可以统一的表示为 DX.Y或 KX.Y，其中 D表示为数据代码，K 表示为特殊的命令代码。传输字由 4个连续传输字符组成，这四个字符传输前和

7、接收后应视为一个整体。把 4 个特定的传输字符进行组合形成有序集，有序集由 4 个专用字符和数据字符组成，FC-PH 定义了如下有特殊意义的有序集：RD 初始值Running Disparity有序集SOFc1 负 K28.5 D21.5 D23.0 D23.0SOFi1 负 K28.5 D21.5 D23.2 D23.2SOFn1 负 K28.5 D21.5 D23.1 D23.1SOFi2 负 K28.5 D21.5 D21.2 D21.2SOFn2 负 K28.5 D21.5 D21.1 D21.1SOFi3 负 K28.5 D21.5 D22.2 D22.2SOFn3 负 K28.5

8、D21.5 D22.1 D22.1SOFf 负 K28.5 D21.5 D24.2 D24.2负 K28.5 D21.4 D21.3 D21.3EOFt正 K28.5 D21.5 D21.3 D21.3负 K28.5 D21.4 D21.4 D21.4EOFdt正 K28.5 D21.5 D21.4 D21.4负 K28.5 D21.4 D21.7 D21.7EOFa正 K28.5 D21.5 D21.7 D21.7负 K28.5 D21.4 D21.6 D21.6EOFn正 K28.5 D21.5 D21.6 D21.6负 K28.5 D10.4 D21.4 D21.4EOFdti正 K28

9、.5 D10.5 D21.4 D21.4定界符EOFni 负 K28.5 D10.4 D21.6 D21.6正 K28.5 D10.5 D21.6 D21.6Idle 负 K28.5 D21.4 D21.5 D21.5原语信号R_RDY 负 K28.5 D21.4 D10.2 D10.2OLS 无操作 负 K28.5 D21.1 D10.4 D21.2NOS 离线序列 负 K28.5 D21.2 D31.5 D5.2LR 链路复位 负 K28.5 D9.2 D31.5 D9.2原语序列LRR 链路复位响应 负 K28.5 D21.1 D31.5 D9.2 帧定界符：放在帧内容之前或之后的有序集

10、。SOF 是放在帧内容之前的有序集；EOF 是放在 CRC 之后的有序集，表示序列内容的结束。 原语信号：Idle 表示端口已做好帧传输和接收的准备。在没有发送数据帧、R_RDY 或原语序列是应发送 Idle。R_RDY:表示收到一个 1 类服务请求帧、2 类或 3 类帧，而且还可以接收更多的帧。R_RDY 之前和之后应至少有 2 两个 Idle，帧之间应至少有 6 个原语信号。 原语序列：原语序列是一个连续重复发送的序列集，当端口或一个端口的接收机逻辑遇到了特殊情况，应发送原语序列。当条件存在，原语序列应不断地发送。当收到一组原语序列，应根据端口的状态，回送相应的原语或 Idle。原语序列识

11、别需要连续检测 3 个同样的原语序列，原语序列之间不能有其他数据。原语序列协议规定如下：a) 链路初始化b) 在线到离线转换c) 链路失效d) 链路复位发送原语序列 发送条件 响应NOS 无操作 检测到链路失效：1) 不在离线状态时同步丢失超时2) 不在离线状态时信号丢失3) 链路复位期间超时OLSOLS 离线序列 启动链路初始化接收到 NOS进入离线状态LRLR 链路复位 启动链路复位启动链路超时恢复不能确认连接状态和恢复连接过程（1 类 N）LRRLRR 链路复位响应 接收到 LR Idle4 帧帧分类帧格式链路控制帧 确认帧 ACK_0ACK_1ACK_N忙 F_BSY P_BSY链路响

12、应帧拒绝 F_RJT P_RJTFC-0 型帧R_CTL 3128 为1100链路命令帧 LCRFC-4 层设备数据帧FC-4 层 设备类型IP、 IPI-3、SCSI 、 SBFC-4 视频数据帧 FC-4 层 视频类型保留基本链路服务ABTS、 BA_ACC、BA_RJT 、NOP、RMC扩展链路服务ABTX、ACC 、ADVC、ECHO、ESTC、ESTS、FLOGI、LOGO 、LS_RJT、PLOGI、RCS、RES 、RLS、RRQ、RSI 、 RSS、RTV、TEST数据帧FC-1 型帧R_CTL 3128 不为1100 链路数据帧FC-4 链路服务4.1 帧格式S O F 帧头

13、 数据 C R C E O F . . . I d l e . . . . . I d l e . . .可选帧头可填充字节数据载荷帧内容通用帧格式N 端口发送机发送帧之间最少有 6 个原语信号，接收机接收帧之前需接收到 2 个 Idle，交换网可以插入或除去 Idle。 SOF：SOF 是帧内容之前的一个有序集。SOF 类别 描述SOFc1 用于请求一个 1 类连接SOFi1 1 类服务序列的第一帧SOFn1 1 类服务正常帧起始SOFi2 2 类服务序列的第一帧SOFn2 2 类服务正常帧起始SOFi3 3 类服务序列的第一帧SOFn3 3 类服务正常帧起始SOFf 交换网起始帧 帧头：是

14、帧内容的第一个字段，24 个字节，紧跟着 SOF。帧头用于控制链路操作、控制设备传输协议和检测丢失或无序的帧。 数据字段：数据字段在帧头之后。长度等于四字节的倍数。FC-0 型帧数据段长度为零，FC-1 型帧长度等于四字节的倍数，范围为 0 字节到 2112 个字节。ULP 的有效载荷不能被 4 整除，应进行填充。 CRC：为紧跟着数据字段的四个字节字段，用于检测帧头和数据字段的数据完整性。CRC 校验中不包括 SOF，EOF EOF：为紧跟着 CRC 后的一个有序集。指明了帧内容的结束。EOF 类别 描述EOFn 帧内容结束EOFdt 撤销 1 类专用连接帧内容有效EOFt 表明该序列结束E

15、OFni 交换网检测出错误，用其替代 EOFn 或 EOFt 表明帧内容无效帧内容无效 EOFdti 交换网检测出错误，用其替代 EOFdt 表明帧内容无效帧内容遭破坏EOFa N 端口/F 端口用于表明内部故障4.2 帧头B i t 3 1 2 4 B i t 2 3 1 6 B i t 1 5 8 B i t 7 0R _ C T L D _ I DS _ I Dr r r r r r r rT Y P E F _ C T LS E Q _ I D D F _ C T L S E Q _ C N TR X _ I D0 X _ I D参 数 字 段字 0字 1字 2字 3字 4字 5帧头

16、R_CTL 路由控制R_CRL 是一个对帧功能进行分类的一个单字节字段，包括路由选择字段和信息字段。Bit31bit28 路由选择字段帧类型 Bit31bit28 信息字段描述 备注0000 未分类信息0001 请求数据 Solicited Data0010 自发控制 Unsolicited Control0011 请求控制 Solicited Control0100 自发数据 Unsolicited Data0101 数据描述符 Data Descriptor0110 自发命令 Unsolicited Command0111 命令状态 Command Status0000 FC4 层设备数据帧其他 未指定0100 视频数据帧 同上 同上0011 FC4 层链路数据帧 同上 同上0010 扩展链路数据帧(TPYE 应为0000 0001)同上 同上0000 NOP 无操作