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FC总线技术简介（一）在前面的介绍中，我们介绍了航空航天数据总线技术，并认为FC总线技术由于具备高速率的数据传输特性、较高可靠性、可扩展性强等特点被认为是未来航空总线发展的主要数据总线之一。
因此，在接下来的几期文章中，我们将从光纤通道技术、FC-AE系列标准、FC-AE-1553及FC标准簇等方面进行详细介绍。
在本期中，我们将对光纤通道的相关技术进行介绍，包括分层结构、拓扑结构、端口类型、服务类型及端口单元等方面。
1. 光纤通道简介光纤通道航空环境(FC-AE：Fiber Channel Avionics Environment)是光纤通道(Fiber Channel)标准开发组织制定的一簇协议族，用于详细定义可用于光纤通道航空电子环境上的(包含军事以及商业应用)专用系统。
该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。
FC 协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集，支持光纤和铜缆等多种物理介质。
FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。
光纤通道的基本特点如下：高带宽、多媒介、长距离传输：串行传输速率已由最初的1Gbps 提高到4Gbps ，并且正在向更高速率、更大数据吞吐量发展，适用于不同模块间大规模应用数据（如音频、视频数据流）交换；以光纤、铜缆或屏蔽双绞线为传输介质，低成本的铜缆传输距离为25m，多模光纤传输距离为0.5km，单模光纤传输距离为10km；可靠性与实时性：多种错误处理策略，32位CRC 校验，利用优先级不同适应不同报文要求，并解决媒介访问控制时的冲突，传输误码率低于10-12，端到端的传输延迟小于10us，支持非应答方式与传感器数据传输；统一性与可扩展性：可以方便的增加和减少节点以满足不同应用需求，拓扑结构灵活，支持多层次系统互连，利用高层协议映射提高兼容和适应能力。
FC总线技术简介（一）在前面的介绍中，我们介绍了航空航天数据总线技术，并认为FC总线技术由于具备高速率的数据传输特性、较高可靠性、可扩展性强等特点被认为是未来航空总线发展的主要数据总线之一。
因此，在接下来的几期文章中，我们将从光纤通道技术、FC-AE系列标准、FC-AE-1553及FC标准簇等方面进行详细介绍。
在本期中，我们将对光纤通道的相关技术进行介绍，包括分层结构、拓扑结构、端口类型、服务类型及端口单元等方面。
1.光纤通道简介光纤通道航空环境(FC-AE：Fiber Channel Avionics Environment)是光纤通道(Fiber Channel)标准开发组织制定的一簇协议族，用于详细定义可用于光纤通道航空电子环境上的(包含军事以及商业应用)专用系统。
该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。
FC 协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集，支持光纤和铜缆等多种物理介质。
FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。
光纤通道的基本特点如下：高带宽、多媒介、长距离传输：串行传输速率已由最初的1Gbps 提高到4Gbps ，并且正在向更高速率、更大数据吞吐量发展，适用于不同模块间大规模应用数据（如音频、视频数据流）交换；以光纤、铜缆或屏蔽双绞线为传输介质，低成本的铜缆传输距离为25m，多模光纤传输距离为0.5km，单模光纤传输距离为10km；∙∙可靠性与实时性：多种错误处理策略，32位CRC 校验，利用优先级不同适应不同报文要求，并解决媒介访问控制时的冲突，传输误码率低于10-12，端到端的传输延迟小于10us，支持非应答方式与传感器数据传输；∙∙统一性与可扩展性：可以方便的增加和减少节点以满足不同应用需求，拓扑结构灵活，支持多层次系统互连，利用高层协议映射提高兼容和适应能力。
fcp协议FCP（Fiber Channel Protocol）是一种用于光纤通道技术的网络协议。
该协议支持高速数据传输、高可用性和可扩展性等特性，被广泛应用于存储区域网络和数据中心的网络架构中。
本文将详细介绍FCP协议的定义、特点和应用领域。
一、FCP协议的定义FCP协议是一种光纤通道标准的传输协议，用于在光纤通道网络中传输数据。
其目的是提供高速、可靠的数据传输服务，以满足存储设备和计算机之间的数据交换需求。
FCP协议属于ISO/IEC 14165-214标准的一部分，定义了光纤通道网络中数据的传输格式、命令和应答规则等。
FCP协议采用客户端/服务器架构，其中客户端为应用程序或操作系统，而服务器则是存储设备。
客户端通过FCP协议向服务器发送请求并接收响应，从而实现数据交换。
FCP协议还支持多路径和多帧传输等特性，以提供更高的可靠性和带宽利用率。
二、FCP协议的特点1. 高速传输：FCP协议能够在光纤通道网络中以高速传输数据，最高传输速率可达到16Gbps，使得数据在存储设备和计算机之间的传输更加迅速。
2. 高可用性：FCP协议支持多路径传输技术，当其中一个路径出现问题时，可以通过其他路径继续传输数据，从而保证数据的可靠性。
此外，FCP协议还支持区域网络通信和远程数据保护等特性，以保证数据的安全性和可用性。
3. 可扩展性：FCP协议可以与其他存储协议兼容，如SCSI、iSCSI等，从而扩展其应用范围。
此外，FCP协议允许在现有的光纤通道网络中动态添加和删除设备，以支持网络的扩容和升级。
4. 简单易用：FCP协议的命令和应答规则较为简单，易于实现。
此外，FCP协议还提供了完整的错误处理机制，以方便维护和排错。
三、FCP协议的应用领域FCP协议被广泛应用于存储区域网络和数据中心的网络架构中。
其主要应用包括存储设备互联、数据备份和恢复、数据中心的数据共享等。
1. 存储设备互联：FCP协议可以实现存储设备之间的互联，使得存储资源能够被更多的计算机和应用程序所共享。
竭诚为您提供优质文档/双击可除fc协议zone篇一：第二章光纤通道协议介绍第二章光纤通道协议介绍2.1光纤通道协议簇Fc协议簇中与交换机相关的主要协议包括:Fc-Fs、Fc-ls、Fc-sw、Fc-gs。
Fc-Fs协议对Fc协议层次中Fc-0、Fc-1、Fc-2层的功能进行了详细描述。
各层的主要内容见2.2节。
Fc-ls详细描述了Fc扩展链路服务（els），包括各个els请求的功能、帧格式及可能的els响应。
Fc-sw协议主要定义了交换机端口模型及其操作、内部链路服务、交换网配置、路径选择、分布式服务，以及zone 的交换与合并等。
其中，交换机端口模型及其操作定义了Fl、F、e、b端口的物理模型及操作；内部链路服务详细定义了在交换网配置过程中用到的各种链路服务帧（F类）；交换网配置过程分为：交换机端口初始化、主交换机选择、domain_id分配、zoning合并以及路径选择五个部分；分布式服务定义了交换网为n端口提供的服务。
Fc-gs协议详细描述了Fc协议所支持的一般类服务（genericservice），并定义了用于支持这些一般类服务的辅助功能和服务。
所描述的服务包括名字服务，管理服务，发现服务，时间服务和别名服务。
2.2光纤通道协议模型和帧格式Fc协议由一系列功能层次组成，如图2-1所示图2-1Fc协议功能层次Fc-0层描述两个端口之间的物理链路，包括传输介质、连接器、发射机、接收机及其各自特性的规范。
Fc-1层描述了8b/10b编码/解码方案。
采用8b/10b数据编码传送信息可以保证在低成本的电路上实现10-12比特误码率；可以维持总的dc平衡；编码比特流中不存在5个以上的相同比特，以减少直流分量有利于时钟恢复；可以从传送的编码数据中区分数据字和控制字。
Fc-2层为帧协议层，规定了数据块传送的规则和机制，包括服务类型、通信模型、分段重组、差错检测以及协调端口间通信所需要的注册/注销服务。
Fc-3层提供了一套对一个Fc节点上的多个n端口都通用的服务，实现一对多的通信。
FC协议详解FC 协议简介开发于1988年，最早是用来提高硬盘协议的传输带宽，侧重于数据的快速、高效、可靠传输。
到上世纪90年代末，FC SAN开始得到大规模的广泛应用。
FC协议其实并不能翻译成光纤协议，只是FC协议普遍采用光纤作为传输线缆而不是铜缆，因此很多人把FC称为光纤通道协议。
在逻辑上，我们可以将FC看作是一种用于构造高性能信息传输的、双向的、点对点的串行数据通道。
在物理上，FC是一到多对应的点对点的互连链路，每条链路终结于一个端口或转发器。
FC的链路介质可以是光纤、双绞线或同轴电缆。
FC协议栈FC-0：连接物理介质的界面、电缆等；定义编码和解码的标准。
FC-1：传输协议层或数据链接层，编码或解码信号。
FC-2：网络层，光纤通道的核心, 定义了帧、流控制、和服务质量等。
FC-3：定义了常用服务，如数据加密和压缩。
FC-4：协议映射层，定义了光纤通道和上层应用之间的接口，上层应用比如：串行SCSI协议，HBA卡的驱动提供了FC-4 的接口函数。
FC-4 支持多协议，如：FCP- SCSI，FC-IP，FC-VI。
光纤通道的主要部分实际上是FC-2。
其中从FC-0到FC-2被称为FC-PH，也就是“物理层”。
光纤通道主要通过FC-2来进行传输，因此，光纤通道也常被成为“二层协议”或者“类以太网协议”。
在此重复：光纤通道并不是SCSI的替代；一般而言SCSI是光纤通道的上层。
光纤通道一般是指FC-PHY层：FC0-FC2。
术语FCP，即光纤通道协议，是指对SCSI的界面协议或FC-4层映射。
我们这里讨论的是光纤通道的内在工作原理，而不是指光纤通道协议。
光纤通道的数据单元叫做帧。
即使光纤通道本身就有几个层，大部分光纤通道是指第2层协议。
一个光纤通道帧最大是2148字节，而且光纤通道帧的头部比起广域网的IP和TCP来说有些奇怪。
光线通道只使用一个帧格式来在多个层上完成各种任务。
帧的功能决定其格式。
1 FC结构和概念1.1 概述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。
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_CNTi)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FC-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。
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。
100 – SM – LL - L速度100 50 25 12100MB/S 50MB/S 25MB/S 12MB/S介质SM M5 M6 TV 单模多模50微米多模62.5微米视频电缆MI TP 细电缆TP距离LIS长距离中距离短距离发送机LLSLLEEL长波长激光短波长激光长波LED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：➢帧定界符：放在帧内容之前或之后的有序集。
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4 帧帧分类4.1 帧格式...Idle......Idle...节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。
➢ 帧头：是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。
4.2 帧头字0字1字2字3字4字5帧头➢ 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。
➢F_CTL字段F_CTL字段是一个与帧内容相关的包含控制信息的3字节字段➢D_ID是目的N端口或F端口内的包含地址标识符的3个字节字段➢S_ID是源N端口或F端口内的包含地址标识符的3个字节字段➢TYPE字段是一个单字节字段，表示了数据帧的帧内容类型。
在F_BSY 帧中TYPE字段表示原因码。
➢SEQ_ID是一个由序列启动方分配的一个单字节字段。
当序列开放时，每对D_ID S_ID都由唯一的SEQ_ID。
➢DF_CTL是一个单字节字段，该字段规定了在设备数据帧或视频数据帧的数据帧的开始部分是否有可选帧头。
➢SEQ_CNT是一个两个字节字段，表示在同一个交换中的一个序列或多个连续序列中数据帧的传输顺序。
➢OX_ID由交换启动方分配的交换标识符，两个字节。
➢RX_ID由交换接收放分配的交换标识符，两个字节。
➢参数字段是一个四字节字段，对于链路控制帧，参数字段表示特定信息。
对于数据帧，参数字段用来规定相对偏移。
5 链路响应链路控制帧提供如下功能：a)交付成功提示b)交付不成功提示c)流控制和缓冲区管理反馈d)到N端口的底层控制命令成功交付的数据帧响应如下：➢对1类数据帧成功交付使用ACK_0, ACK_1, ACK_N;➢对2类数据帧成功交付使用ACK_0, ACK_1, ACK_N;➢对3类数据帧成功交付无响应。
不成功交付的数据帧响应如下：➢对1类数据帧不成功交付使用F_BSY、P_BSY、F_RJT、P_RJT相应;➢对2类数据帧不成功交付使用F_BSY、P_BSY、F_RJT、P_RJT相应;➢对3类数据帧不成功交付无响应。
R_RDY ：表示接收到一个帧，且接收帧的接口缓冲区还可接收到更多的帧。
对于所有2类3类和1类连接请求帧端口间应发送R_RDY，R_RDY无响应。
ACK帧：ACK_0 优先于ACK_N优先于ACK_11)ACK_1帧所有N端口都支持ACK_1，ACK_1的SEQ_CNT应与确认帧的相匹配，参数字段ACK_CNT为1 R_CTL信息字段为0；2)ACK_0帧表示序列中的所有数据帧都已经确认。
参数字段ACK_CNT为0 R_CTL信息字段为1，ACK_0不参与EE_Credit控制3)ACK_N 接收方确认N个连续数据帧，参数字段ACK_CNT为所确认数据帧的个数，SEQ_CNT为确认的最后一个数据帧的SEQ_CNT。
F_BSY:➢1类服务中F_BSY只能响应1类SOFc1帧，在2类服务中F_BSY 可响应任何数据帧和ACK帧，在3类服务中不能使用忙响应。
➢对链路控制帧不能响应P_BSY，2类服务中，如果收到响应ACK帧的F_BSY，则应丢弃F_BSY。
➢R_CTL 信息字段为0110时表示对链路控制帧忙，信息字段为0101表示对数据帧忙。
TYPE字段表示了原因码。
P_BSY:➢表示接收N端口被临时占用，不能接收帧，1类服务中P_BSY只能响应1类SOFc1帧，在2类服务中P_BSY可响应任何数据帧和ACK 帧，在3类服务中不能使用忙响应。
➢对链路控制帧不能响应P_BSY，参数字段包含4个字节的动作码和原因码。
拒绝帧P_RJT\F_RJT:➢表示帧的交付被拒绝，参数字段包含4个字节的拒绝动作码和原因码。
➢在1类2类服务中，端口检测到数据帧错误，则应发送一个拒绝帧。
交换网在下列情况下可以发送拒绝帧：a)服务类不支持b)无效的S_ID或D_IDc)N端口临时或永久不可用➢N端口只有在收不到期望的ACK时才拒绝链路控制帧；在有效交换中检测到链路控制帧错误，则应启动中止序列协议；对无效交换忽略错误。
6 链路服务（FC-3层）6.1 基本链路服务基本链路服务命令有单个基本链路数据帧组成，使用基本链路服务命令之前不需要登录ABTS：➢用于序列启动方请求序列接收方中止一个或多个序列➢序列启动方或序列接收方请求ABTS接收方中止交换，SEQ_ID，X_ID 与最后一个序列的相同，该命令无有效载荷。
➢ABTS帧的SEQ_CNT应比最后一个序列的SEQ_CNT大1下列情况下ABTS启动方可发送ABTS帧：a)没有EECredit可使用b)没有序列主动权c)序列没有开放d)并发序列已达到了所支持的最大数目BA_ACC：通知链路服务请求方请求已完成，如果ABTS发送方有序列主动权，则应转化主动权。
SEQ_ID重新分配，X_ID与ABTS匹配。
BA_RJT：通知链路服务请求方请求被拒绝，SEQ_ID重新分配，X_ID与ABTS匹配。
有效载荷的前4个字节标示了拒绝原因码。
NOP：可以代替正常数据帧启动1类连接，启动序列，中止序列，结束1类连接。
无确认序列。
RMC：用于请求立即撤销一个1类连接。
响应时请发送由EOFdt结束的ACK帧。
使用RMC撤销连接，所有的开放的序列都异常终止，因此不能把该方法当作撤销连接的正常方式。
无确认序列。
6.2 扩展链路服务扩展链路服务要求目的端口实现一个功能或服务。
每个请求或确认都由单独的序列构成。
