Fibre Channel

Fibre Channel continues to evolve as the preferred communications standard for mission critical, secure, and time sensitive Storage Area Network (SAN) applications. Fibre Channel supplies over 80% of the datacenter and enterprise interconnections where lossless delivery of data is required and will be used for many years to come.

설명

Fibre Channel은 미션 크리티컬, 보안 및 시간에 민감한 SAN(Storage Area Network) 애플리케이션을 위한 기본 통신 표준으로 계속 발전하고 있다. Fibre Channel은 데이터 센터 및 엔터프라이즈 상호연결의 80% 이상을 제공하며, 데이터 무손실 전송이 필요하며 향후 수년간 사용될 예정이다. 최신 속도인 6세대(32GFC)는 오늘날에도 주요 산업 부문과 시장에 지속적으로 배치되고 있다.
업계는 현재 PAM4(펄스 진폭 변조) 신호를 활용한 7세대 – 64GFC 개발에 주력하고 있으며, 더 높은 대역폭을 필요로 하는 애플리케이션과 시간 및 컨텐츠에 민감한 데이터의 전달을 보장할 것이다.

Overview

파이버 채널은 한 번에 두 장치 간에 안전한 양방향, 물리적 또는 논리적 지점 간, 짧은 지연 시간 연결을 제공한다. SAS(Serial Attached SCSI)와 같은 다른 직렬 인터페이스와 마찬가지로 파이버 채널의 데이터는 SCSI와 ATA 물리적 인터페이스에서 사용되는 병렬 방식과는 달리 직렬 방식으로 물리적 매체를 통해 전송된다. 직렬 전송은 병렬 전송 방식에 비해 훨씬 더 긴 연결 거리를 가능하게 하는데, 이는 신호 라인이 훨씬 더 적게 필요하기 때문에 동시에 여러 신호 라인에 의해 생성되는 노이즈를 감소시키기 때문이다(크로스 토크).

파이버 채널의 주요 용도는 SAN(Storage Area Network) 애플리케이션에서 블록 지향 스토리지 트래픽 전송이다. 예를 들어, 헤드업 디스플레이를 위한 비디오 스트림을 전송하기 위해 Defense 및 Avionics 애플리케이션에서 사용되는 전문 상위 계층 파이버 채널 프로토콜도 있다.

파이버 채널은 많은 커넥터와 케이블 유형 구성에서 광섬유 물리적 매체 또는 구리 케이블과 함께 작동하도록 설계되었다. 구리 케이블은 비교적 저렴하지만 16GbFC에서는 5m, 32GbFC에서는 3m의 범위에서 짧은 거리에서만 사용할 수 있다. 일반적으로 전송 속도가 높을수록 구리 케이블 기술로 안정적으로 지지할 수 있는 거리가 짧아진다. 다양한 구리 용액을 사용할 수 있으며, 가장 일반적으로 SFP(Small Form-factor Pluggable)와 QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable) 구성 모두에서 DAC(Direct Atttach Copper) 케이블이 사용된다. SFP, QSFP 광케이블링 솔루션도 이용할 수 있어 10m 이상, 약 10km 이상의 신뢰할 수 있는 전송 거리를 지원한다.

Architecture

파이버 채널은 레이어드 프로토콜로, 네트워크용 OSI 모델을 느슨하게 모델로 하고 있다. OSI 모델에서, 그리고 파이버 채널의 경우, 각 계층은 특정 서비스를 제공하고 그 결과를 다음 계층이 이용할 수 있도록 한다. 아래 그림 1은 정의된 OSI 계층을 정의된 파이버 채널 계층과 비교한다.

OSI Model	Fibre Channel
7 – Application
6 – Presentation
5 – Session	FC-4 Protocol map
4 – Transport	FC-3 Services
3 – Network	FC-2 Framing
2 – Data Link	FC-1 Data Link
1 – Physical	FC-0 Physical

<그림 1, OSI 모델 및 파이버 채널 네트워크 계층>

표의 계층은 파이버 채널 프로토콜 정의 내에 존재하는 서로 다른 기능과 서비스를 나타낸다. 다른 통신 표준과 마찬가지로, 프로토콜 수준 분석은 링크 계층(FC-2) 이상에 집중되는 경우가 많다.

파이버 채널은 다른 네트워크 아키텍처와 마찬가지로 데이터 페이로드라고 불리는 애플리케이션 정보의 블록을 전송한다. 물리적 링크를 통해 페이로드를 전송하기 전에 페이로드 데이터의 시작과 끝에 파이버 채널별 제어 바이트가 추가된다. 제어 바이트와 페이로드 데이터의 조합을 프레임이라고 하는데, 이것은 파이버 채널에서 정보의 기본 단위다.

파이버 채널은 소스 장치와 대상 장치 사이에 세션별 연결을 생성하여 작동하는 전환 또는 직접 지점 간 연결을 통해 데이터를 전송한다. 이러한 연결은 전송이 완료될 때까지만 지속되며 더 높은 우선 순위 전송 요청에 의해 일시적으로 선점될 수 있다.

Fibre Channel 시스템에서 스위치, 허브, 브리지와 같은 “인터커넥트 구성 요소”를 통해 연결된다. 파이버 채널이 서로 다른 상호 연결 장치를 사용할 수 있기 때문에 사용자 요구에 따라 유연하고 확장 가능하다. 완전히 개폐된 파이버 채널 네트워크를 패브릭 토폴로지라고 한다. 패브릭 토폴로지는 패브릭의 두 포트 사이에 여러 대체 경로를 설정할 수 있도록 한다.

Summary

ibre Channel 프로토콜은 매우 낮은 지연 시간과 높은 데이터 전송 속도를 지원하도록 설계되었다. 최대 32Gb/S까지 지원하는 현재 승인된 표준을 일반적으로 32GFC라고 한다. 서버 가상화와 스토리지 가상화는 더 높은 대역폭을 요구하는 광범위한 추세다. 네트워크 인프라에서 높은 대역폭의 필요성은 이제 막 이전 제품 세대인 4,8 및 16GFC를 32GFC로 대체하고 곧 64GFC로 대체하기 시작하고 있다.

Fibre Channel은 중앙 집중식 스토리지, 예를 들어 컴퓨터 데이터 센터에 대한 무손실 액세스가 필요한 서버가 많은 모든 환경에 적합한 옵션이다. 이 때문에 파이버 채널은 SAN 환경과 같은 외부 스토리지 시스템에서 사용되는 네트워크 인터페이스로 80% 이상의 시장 점유율을 차지하고 있다.