FC照常升起——详细解析FCoE协议

　　从光纤通道到以太网的映射

　　FCoE也必须解决以太网和光纤通道各自所传输的帧之间的差异。通常一个以太网的帧最大为1518字节。而一个典型的光纤通道帧最大为大约2112字节。因此在以太网上打包光纤帧时需要进行分段发送，然后在接收方进行重组。这会导致更多的处理开销，阻碍FCoE端到端传输的流畅性。

　　因此需要一个更大的以太网帧来平衡光纤通道和以太网帧大小上的差异。有一个称为"巨型帧"的实质标准，尽管不是正式的IEEE标准，但它允许以太网帧在长度上达到9k字节。在使用"巨型帧"时需要注意，所有以太网交换机和终端设备必须支持一个公共的"巨型帧"格式。

　　最大的巨型帧（9K字节）可以实现在一个以太网帧下封装四个光纤通道帧。但是这会使光纤通道连接层恢复以及应用802.3x暂停指令的缓冲流量控制变得更加复杂。如图2所示，FCoE向一个巨型以太网帧内封装一个完整的光纤帧（不使用循环冗余校验）。因为以太网已经提供了帧检验序列（FCS）来检验传输数据的完整性，所以不需要光纤帧的循环冗余校验（CRC）。这进一步降低了传输层所需的处理开销，同时提高通道的性能。由于光纤帧可能包括拓展的、可选择的信头或虚拟光纤标记信息，所以以太网"巨型帧"的大小就不合适，并且会随着封装光纤帧的需要而发生变化。

图2 在以太网封装一个光纤帧

　　FCoE帧是使用六字节MAC硬件目的地址和源地址的本地第二层以太网帧。但MAC地址是存储透明的，并且只能用于从源到目的地帧的交换。以FCoE帧中保留了存储事务中需要的光纤通道寻址，所以需要从FCID（Fibre Channel ID）到以太网MAC地址映射的方法。可以选择一个与地址解析协议（ARP）相类似的协议来实现FCID到MAC的地址映射。例如，在第三层IP环境下，地址解析协议用于从上层IP网络地址到第二层硬件MAC地址映射。此外，光纤通道使用一些较为熟知的地址来获得存储服务（例如通过SNS发现设备机制）。FCoE要求有相应的功能性来完成从熟知的地址到对应MAC地址的映射。

　　在传统光纤通道中，HBA或存储端口在连接到以太网交换机时会接收FCID。FCoE设备无法确保通用以太网交换机提供专门的存储服务，所以必须依靠可用于FCoE交换机内部的域控制器和存储服务引擎来提供光纤通道登陆、寻址和其它高级服务。未来的数据中心导向器将会在一个高可靠性、多协议平台上将以太网、光纤通道和FCoE存储服务融合为一体。