Основы протокола FC: уровни, порты, логины, зонирование

Fibre Channel похож на Ethernet на уровне SFP — те же клетки, похожая оптика — и ведёт себя совершенно иначе выше. Это транспорт без потерь, ориентированный на соединение, построенный для хранения: каждый кадр обязан прийти, по порядку, а фабрика знает каждое устройство по прошитому имени. Здесь — уровни протокола, типы портов, адресация, последовательность логина и зонирование: словарь, нужный, чтобы читать SAN-коммутатор и понимать, почему его оптику так строго контролируют.

Уровни

Уровень	Имя	Содержимое	Связь с оптикой
FC-0	физический	среда, разъёмы, передатчики, приёмники, скорости	SFP: Оптика FC, скорости
FC-1	передача	кодирование 8B/10B до 8GFC, 64B/66B с 16GFC; упорядоченные наборы; FEC на 16GFC (опционально) и 32GFC+ (обязательно)	байт кодирования, счётчики FEC
FC-2	кадры и управление потоком	кадры (до 2112 байт нагрузки), последовательности, обмены, классы сервиса, кредиты buffer-to-buffer	кредиты задают дальность — Дизайн SAN
FC-3	общие сервисы	многоадресность, hunt groups (используются редко)	—
FC-4	отображение протоколов	SCSI (FCP), NVMe (FC-NVMe), FICON, IP over FC	NVMe over fabrics

Типы портов

Порт	Роль
N_Port	порт узла — HBA или порт дискового массива
F_Port	порт фабрики на коммутаторе, подключённый к N_Port
E_Port	порт расширения — межкоммутаторная линия (ISL)
NL_Port / FL_Port	варианты для арбитражного кольца (наследие)
G_Port / U_Port	универсальный — порт коммутатора, становящийся F или E, когда узнаёт, что подключено
TE_Port / EX_Port	транковый E_Port (транк VSAN Cisco) / порт маршрутизатора между фабриками
D_Port	диагностический порт — выполняет оптические и электрические петлевые тесты линии (Brocade)

Имена и адреса

Идентификатор	Размер	Смысл
WWNN — World Wide Node Name	64 бит	устройство (HBA, контроллер массива)
WWPN — World Wide Port Name	64 бит	каждый порт; идентичность для зонирования и маскирования
FCID (N_Port ID)	24 бит	адрес, назначенный фабрикой: Domain (коммутатор) / Area / Port; меняется при переносе устройства
Общеизвестные адреса	FFFFFC сервер имён, FFFFFD контроллер фабрики, FFFFFE сервер логина фабрики, FFFFFA сервер управления	сервисы фабрики

WWN прошиты в HBA и портах массивов; они не меняются с кабелированием — поэтому зонирование по WWPN переживает перекоммутацию, а зонирование по портам — нет.

Последовательность логина

Инициализация линии — согласование скорости (каждая сторона пробует свои скорости от старшей вниз; несовпадение или маргинальная оптика проявляются здесь), затем примитивные последовательности до синхронизации обоих концов.
FLOGI (логин в фабрику) — N_Port просит у коммутатора FCID и согласует кредиты, класс сервиса и размер кадра.
PLOGI (логин порта) — N_Port к N_Port (или к серверу имён) для установления сессии.
PRLI (логин процесса) — согласует протокол FC-4 (SCSI или NVMe) и его параметры.
Регистрация и запрос сервера имён — устройство регистрирует WWPN/FCID и узнаёт, какие зонированные цели существуют; уведомления RSCN объявляют дальнейшие изменения.

Порт, застрявший до FLOGI, — проблема физического уровня (оптика, кабель, скорость); застрявший после FLOGI — проблема фабрики/зонирования (Диагностика портов).

Классы сервиса и управление потоком

Класс	Поведение	Применение
Класс 1	выделенное соединение	устарел
Класс 2	с подтверждением, без соединения	редко
Класс 3	без соединения, без подтверждения — но фабрика никогда не теряет благодаря кредитам	практически весь трафик хранения
Класс F	управление коммутатор—коммутатор	сервисы фабрики

Кредиты buffer-to-buffer (BB_Credit): приёмник выдаёт число буферов кадров; отправитель может передать только столько кадров, прежде чем получит подтверждения R_RDY. Ничего не теряется; когда кредиты кончаются, отправитель ждёт — механизм за поведением без потерь, ограничениями дальности и перегрузкой slow-drain (Дизайн SAN).

Зонирование и маскирование

Зонирование на коммутаторе ограничивает, какие WWPN могут видеть друг друга; зонирование с одним инициатором (один порт HBA со своими целями) — норма. Зонируйте по WWPN, а не по портам.
Маскирование LUN на массиве ограничивает, какие WWPN могут обращаться к каким томам.
VSAN (Cisco) / Virtual Fabrics (Brocade) делят коммутатор на независимые фабрики; NPIV позволяет одному N_Port представлять много WWPN (виртуальные машины, блейд-шасси).
Проблемы зонирования выглядят как «нет устройств» после успешного логина — проверьте сервер имён и активный набор зон, прежде чем трогать оптику.

Согласование скорости и оптика

Порты FC автоматически согласуют старшую общую скорость (например, 32/16/8GFC). SFP должен поддерживать согласованную скорость: SFP 16G в порту 32G ограничивает порт 16G; порт с фиксированной скоростью и оптикой другого поколения не линкуется вовсе. FC SFP кодируются битами скорости и среды FC, а не кодами Ethernet (Коды соответствия), а SAN-коммутаторы строго требуют вендорский брендинг (Оптика FC).

В CodingBox

Для FC SFP экран Check transceiver декодирует биты скорости, среды и дальности FC (байты 7–10, 62), так что видно, какие поколения заявляет модуль, до того как он попадёт в фабрику, которая будет их согласовывать.