华为CloudEngine系列交换机FCoE和DCB技术白皮书

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CloudEngine 8800&7800&6800 系列交换机FCoE 和DCB 技术白皮书目录1FC SAN 简介 (1)2FCoE 简介 (2)3FC 原理描述 (5)3.1FC 的基本概念 (6)3.2FC 的工作原理 (8)3.3FCF (8)3.4NPV (9)3.5Zone (10)4FCoE 原理描述 (12)4.1FCoE 的基本概念 (13)4.2FCoE 的封装 (15)4.3FIP 协议 (16)4.4FSB (19)5应用场景 (22)5.1FCF 场景 (23)5.2FCF+NPV 组网 (24)5.3FCF+FSB 组网 (26)6配置任务概览 (28)7配置注意事项 (29)8兼容性列表 (33)9缺省配置 (53)10配置FCF. (54)10.1配置FC/FCoE 接口 (57)10.2(可选)配置FC 接口参数 (58)10.3配置FCF 实例 (59)10.4配置Zone (59)10.5(可选)配置FCF 参数 (61)10.6(可选)指定FCoE 流量端口 (61)10.7(可选)配置FIP Keepalive 报文的发送间隔 (63)10.8检查配置结果 (63)11配置NPV. (64)11.1配置FC/FCoE 接口 (67)11.2(可选)配置FC 接口参数 (68)11.3配置NPV 实例 (69)11.4(可选)配置接口映射关系 (70)11.5(可选)配置FIP Keepalive 报文的发送间隔 (70)11.6检查配置结果 (71)12配置FSB (72)12.1配置FSB 实例 (74)12.2配置接口角色 (74)12.3(可选)配置FIP 协议报文的交互超时时间 (75)12.4(可选)配置FCoE 链路同步功能 (76)12.5(可选)使能协议报文隔离功能 (76)12.6检查配置结果 (77)13维护FCoE (78)13.1查看FIP 报文的统计信息 (79)13.2清除FIP 报文的统计信息 (79)13.3查看FC 和FIP 报文的统计信息 (79)13.4清除FC 和FIP 报文的统计信息 (80)13.5监控FCoE 的运行状态 (80)14配置举例 (81)14.1配置FCF 示例(FC 接口) (82)14.2配置FCF 示例(FCoE 接口) (85)14.3配置FCF 示例(FC 和FCoE 接口) (89)14.4配置FCF+NPV 示例(FCoE 接口) (93)14.5配置FCF+NPV 示例(FC 和FCoE 接口) (100)14.6配置FCF+FSB 示例(FCoE 接口) (105)15DCB 简介 (112)16DCB 原理描述 (113)16.1 PFC. (114)16.2 ETS (116)16.3 DCBX (118)17 应用 (122)18配置任务概览 (123)19配置注意事项 (124)20缺省配置 (126)21配置PFC 功能 (127)22配置ETS 功能 (129)22.1配置ETS 模板 (130)22.2应用ETS 模板 (131)22.3检查配置结果 (131)23配置DCBX 功能 (132)24维护DCB (134)24.1监控DCB 的运行状态 (135)24.2清除DCB 的统计信息 (135)25配置举例 (136)25.1配置DCB 示例 (137)1FC SAN 简介介绍FC SAN 的定义和作用。

定义存储区域网络SAN(Storage Area Networks)是一种将存储设备和连接设备集成在一个高速网络中的技术。

光纤通道FC(Fibre Channel)协议是SAN 网络中使用的一种数据传输协议。

FC SAN 是使用FC 协议族的SAN 网络。

目的随着Internet 应用的不断增长,服务器需要存储的数据越来越多,这就导致对服务器存储容量的需求不断增长。

当服务器的内部存储容量无法满足信息增长的需求时,就需要将服务器的存储外部化。

SAN 就是在这种背景下产生,它为服务器提供了专用的外部存储环境,满足对大容量、高可靠数据的存储、访问和备份等需求。

受益FC SAN 可以扩展服务器外部存储空间,同时使存储空间利用更加充分,安装和管理更加有效。

2FCoE 简介介绍FCoE 的定义和作用。

数据中心融合网络的发展趋势如图2-1 所示,传统数据中心组网中,以太网LAN(Local Area Network)用于服务器与服务器、客户端与服务器之间通信,存储区域网络SAN(Storage Area Network)用于服务器与存储设备之间通信,两者的部署和维护相互独立。

随着数据中心的飞速发展和服务器数量的激增,LAN 和SAN 的独立部署存在如下问题:•网络复杂:LAN 和SAN 的相互独立导致业务部署的灵活性差,网络扩展困难,网络的维护和管理成本高。

•能效比低:服务器上至少配置4~6 块网卡,包括用于接入LAN 的网络接口卡NIC (Network Interface Card)和用于接入SAN 的主机总线适配器HBA(Host BusAdapter)。

服务器的多类型的网卡使得整个数据中心的电力消耗和冷却成本增加。

ConvergedCoreAccess图 2-1 数据中心网络融合前后对比ServerBeforeAfterFCoE Traffic and Ethernet TrafficEthernet TrafficFC TrafficFCoE Traffic数据中心网络融合后,存储网络 SAN 和以太网 LAN 通过网络融合技术可共享同一个单 一的、集成的网络基础设施,解决了不同类型网络共存所带来的问题,实现了网络基 础设施整合、精简的目标。

本文所采用的网络融合技术是指以太网光纤通道 FCoE (Fibre Channel over Ethernet )。

定义FCoE 是由美国国家标准委员会 ANSI (American National Standards Institute )下属的 T11 (Technical Committee 11)委员会定义的一种融合网络技术,是以光纤通道 FC (Fibre Channel )存储协议为核心的 I/O 整合方案。

目的对比 SAN 和 LAN 网络模型可知,当网络融合后: • FC 流量无法正常转发。

• 现有以太网无法达到 FC 网络中无丢包转发的需求。

为解决上述问题,以太网光纤通道 FCoE 和数据中心桥接 DCB (Data Center Bridging ) 应运而生。

其中:• FCoE 实现了以太网帧承载 FC 帧,从而使得 LAN 和 SAN 能够共享网络资源,实现网 络融合。

LANCoreAccessSANFC AccessArray•DCB 实现了在数据中心网络中构建一个无丢包以太网,使得传统以太网实现FC SAN 网络中的拥塞控制,为FCoE 融合业务提供了传输质量保证。

受益FCoE 可以为数据中心带来如下受益:•更低的总体拥有成本TCO(Total Cost of Ownership):LAN 和SAN 网络通过FCoE 技术共享网络资源,整合并更有效的利用以前分散的资源,减少对于SAN 网络基础设施的投资,简化了网络复杂度,降低网络的管理和维护成本;服务器采用融合网络适配器CNA(Converged Network Adapter),减少数据中心的电力和冷却成本。

•强大的投资保护:FCoE 可以和数据中心现有的以太网及FC 基础设施无缝互通,保护客户在现有FC SAN 上的投资(如FC 设备、工具成本和管理成本)。

•增强的业务灵活性:FCoE 使得所有的服务器共享存储资源,满足虚拟机迁移的需求,这样也提高了系统的灵活性和可用性。

3FC 原理描述关于本章介绍FC 实现原理。

3.1FC 的基本概念3.2FC 的工作原理3.3FCF3.4NPV3.5Zone3.1FC 的基本概念如图3-1 所示的FC 组网中,FC 存在以下概念:Fabric、FCF、NPV、WWN、FC_ID、Domain_ID、Area_ID、Port_ID、FC-MAP、Zone 和端口角色。

图3-1 FC 组网图ArrayFCFA FCFBF_PortFabricA FabricBNP_PortNPVA NPVBF_PortN_PortServer ServerFC TrafficFabric•Fabric Fabric 指服务器和存储设备通过一台或多台交换机互联的网络拓扑结构。

•FCFFCF(Fibre Channel Forwarder)是指同时支持FCoE 协议栈和FC 协议栈的双协议栈交换机,主要用于连接传统SAN 网络和LAN 网络。

FCF 能够转发FCoE 报文,同时具有FCoE 封装/解封装功能。

•NPVNPV(NPort Virtualization)交换机位于Fabric 网络边缘,处于ENode 与FCF 之间,将节点设备的流量转发到FCF 交换机。

•WWN全球名字WWN(World Wide Name),用来标识Fabric 网络和SAN 网络中的实体,其中WWNN(World Wide Node Name)用来标识节点设备,WWPN(World WidePort Name)用来标识设备端口。

SAN 网络中每个实体的WWN 在设备出厂前就已分配好了。

•FC_ID图3-2 FC_ID 的组成FC_ID 又称为FC 地址,在SAN 网络中,FC 协议通过FC 地址访问网络中各个实体。

一个FC 地址可以唯一标识一台节点设备上的一个N_Port。

•Domain_ID Domain_ID 又称为域ID,在SAN 网络中,一个域ID 可以唯一标识一台FC 交换机,在报文传输时,FC 交换机之间的路由和转发使用的都是域ID。

•Area_ID一台节点设备上的一个或多个N_Port 可以被划分为一个Area,用Area_ID 标识。

•Port_ID一个Port_ID 代表一个N_Port。

•FC-MAP图3-3 FPMA 方式分配MAC 地址MAC24 bits 24 bitsFCoE 帧在转发过程中使用的是本地唯一MAC 地址(即仅在本地以太子网内是唯一的),本地唯一MAC 地址由FCF 分配给ENode 或者FCF 响应使用ENode 自身指定的本地唯一MAC 地址。

FCF 分配给ENode 本地唯一MAC 地址的方式称为FPMA(Fabric Provided MAC Address)。

FPMA 实际上是将FC_ID 加上一个24 比特FCoE MAC 地址前缀FC-MAP(FCoE MAC Address Prefix)的过程。