O Fibre Channel fornece uma conexão segura, bidirecional, física ou lógica ponto a ponto e de baixa latência entre dois dispositivos ao mesmo tempo. Como outras interfaces seriais, como Serial Attached SCSI (SAS), no Fibre Channel, os dados são transmitidos pelo meio físico de maneira serial, em oposição aos métodos paralelos, que são usados em interfaces físicas SCSI e ATA. A transmissão serial permite distâncias de conexão muito maiores em comparação com os métodos de transmissão paralela, porque são necessárias muito menos linhas de sinal, reduzindo assim o ruído criado por várias linhas de sinal, todas alternando ao mesmo tempo (fala cruzada).
Um uso principal do Fibre Channel é no transporte de tráfego de armazenamento orientado a blocos em aplicativos SAN (Storage Area Network). Existem também protocolos de canal de fibra de camada superior especializados que são usados em aplicativos de defesa e aviônicos, para transportar fluxos de vídeo para telas de alerta, por exemplo.
O Fibre Channel foi projetado para funcionar com meio físico de fibra óptica ou cabos de cobre em muitas configurações de conector e tipo de cabo. Os cabos de cobre são relativamente baratos, mas são utilizáveis apenas para distâncias mais curtas, na faixa de 5 metros a 16 GbFC e 3 metros a 32 GbFC. Em geral, quanto maior a velocidade de transmissão, menor a distância que pode ser suportada de forma confiável pela tecnologia de cabos de cobre. Uma variedade de soluções de cobre está disponível, a mais comumente usada é o cabeamento Direct Attach Copper (DAC) nas configurações SFP (Small Form-factor Pluggable) e QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable). As soluções de cabeamento óptico SFP e QSFP também estão disponíveis, suportando distâncias de transmissão confiáveis superiores a 10 metros, até cerca de 10 quilômetros.
Arquitetura
O Fibre Channel é um protocolo em camadas e é modelado livremente no modelo OSI para redes. No modelo OSI, e no caso do Fibre Channel, cada camada fornece serviços específicos e disponibiliza os resultados para a camada seguinte. A Figura 1 abaixo compara a camada OSI definida com as camadas Fibre Channel definidas.
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Modelo OSI |
Fibre Channel |
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7 - Aplicação |
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6 - Apresentação |
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5 - Sessão |
Mapa do protocolo FC-4 |
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4 - Transporte |
Serviços FC-3 |
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3 - Rede |
Enquadramento FC-2 |
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2 – Link de dados |
Link de Dados FC-1 |
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1 - Físico |
FC-0 Físico |
Figura 1, Modelo OSI e Camadas de Rede Fibre Channel
As camadas na tabela representam diferentes funções e serviços que existem na definição do protocolo Fibre Channel. Tal como acontece com outros padrões de comunicação, a análise de nível de protocolo é frequentemente focada na camada de enlace (FC-2) e acima.
O Fibre Channel, como qualquer arquitetura de rede, transporta blocos de informações de aplicativos, chamados de cargas úteis de dados. Antes de enviar uma carga pelo link físico, bytes de controle específicos de Fibre Channel adicionais são adicionados ao início e ao fim dos dados de carga. A combinação dos bytes de controle e dos dados de carga útil é chamada de quadro, que é a unidade básica de informação no Fibre Channel.
O Fibre Channel transfere dados por meio de conexões ponto a ponto diretas ou comutadas que funcionam criando conexões específicas de sessão entre os dispositivos de origem e destino. Essas conexões duram apenas até que a transferência seja concluída e podem ser temporariamente impedidas por solicitações de transferência de prioridade mais alta.
As conexões são feitas em sistemas Fibre Channel por meio de “componentes de interconexão”, como switches, hubs e pontes. A capacidade do Fibre Channel de usar diferentes dispositivos de interconexão o torna flexível e escalável, dependendo das necessidades do usuário. Uma rede Fibre Channel totalmente comutada é chamada de topologia de malha. A topologia de malha permite que vários caminhos alternativos sejam estabelecidos entre quaisquer duas portas na malha.
Resumo
O protocolo Fibre Channel foi projetado para suportar latência muito baixa e altas taxas de transferência de dados. O padrão atualmente aprovado que suporta até 32 Gb/S é geralmente chamado de 32 GFC. A virtualização de servidor e a virtualização de armazenamento são tendências amplas que estão impulsionando a necessidade de maior largura de banda. A necessidade de alta largura de banda na infraestrutura de rede está apenas começando a impulsionar a substituição das gerações anteriores de produtos de 4,8 e 16GFC por 32GFC e, em breve, 64GFC.
O Fibre Channel é uma boa opção para qualquer ambiente com muitos servidores que precisam de acesso sem perdas ao armazenamento centralizado, data centers de computador, por exemplo. Por isso, o Fibre Channel possui mais de 80% de participação de mercado como interface de rede usada em sistemas de armazenamento externo, como ambientes SAN.