7.4　FCIP

FCIP属于隧道协议，它支持SAN片段（岛）通过IP网络互连，这样的连接对本地FC是透明的，两个不同的SAN光纤通过FCIP链路连接形成了一个完全融合的FC光纤。FCIP使用TCP/IP封装FC帧，并在TCP/IP传输层完成拥塞控制和无错数据的有序分发。借助FCIP，企业能够对现有IP基础架构和管理资源进行升级，实现本地FC SAN的互联和扩展以支持私有云计算。另外，采用FCIP后，遥远的物理距离就再也不是问题了。

7.4.1　FCIP入门

本节探讨如下FCIP概念：

·FC帧封装

·虚拟边缘端口（Virtual Expansion Port,VE_Port）

·FCIP链路以及虚拟交换链路（virtual ISL）

FC帧封装

IETF FC帧封装标准（RFC3643）定义了FC帧的封装头，除了FCIP协议，RFC3643还对互联网光纤通道协议（Internet Fibre Channel Protocol,iFCP）进行了规定。头为28位（或7个字），包括一个时间戳、循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check,CRC）以及对FCIP特定帧（FCIP special frames,FSF）的约束。

说明：FSF协商（选择）提供了又一种安全认证机制，它将确定在连接开始FC模块初始化之前，是否要将新创建的TCP连接与正确的FCIP链路联系起来。从发起方到接收方的TCP连接请求的头几位字节都是FSF验证信息，既对发起方进行验证，也对发送者预期的接受者进行验证。如果该FSF内容无误且能被接收方认可，未经更改的FSF就会被回传至发送者。这样的发送/回应过程是允许使用TCP连接完成FC模块传输的唯一行为。

图7-13说明了一个封装在TCP包中的FC帧，不同上下层协议数据单元（Protocol Data Units,PDU）的嵌套关系。

图　7-13　IETF FC帧封装

说明：FC的所有数据，包括FC标志头信息以及CRC，当移除IP封装后，这些信息不会受到影响，仍然可以继续在FC网络中使用。

VE_Port

FC链路使用IP网络为载体，将FC模块中两个单独的部分连接起来形成一个完整的FC模块，FC链路的每一个端点都关联着一个虚拟扩展端口（Virtual Expansion Port,VE_Port）。除了采用FCIP（基于TCP/IP）而非本地FC传输外，VE_Port实际类似一个标准的FC E_Port，系统通过一个8字节的唯一标示符VE_Port_Name来区分VE_Port。

说明：FCIP链路和FCIP隧道这两个术语表达的意思是相同的。

VE_port与FCIP链路端点（FCIP link endpoint,FCIP_LEP）相连，FCIP_LEP负责编排、封装FC帧并转发，封装好的FC帧在IP网络中就像TCP片段一样被传输。FCIP_LEP从它的VE_port接收按字节编码，由帧起始（Start-of-Frame,SOF）或帧结尾（End-of-Frame,EOF）界定的FC帧以及时间戳。

FC数据引擎（FCIP Data Engine,FCIP_DE）是FCIP_LEP进行数据转发的组件，它负责管理FCIP链路上所有FC帧的封转/解封，以及对封装好的FC帧转发/接收。每个FCIP_LEP拥有一个或一个以上的FCIP_DE，它们分别负责不同的TCP连接。

FCIP链路以及虚拟交换链路

FCIP链路由两个FCIP_LEP中一个或多个TCP连接组成，每一个链路都载有封装好的FC帧。当一个FCIP链路成功建立后，也会在链路两端的VE_port间跟着建立起一个虚拟ISL。图7-14展示了一个简单的FCIP链路及虚拟ISL的样例。

图　7-14　FCIP链路及虚拟ISL

说明：FC-BB-3标准为连接到IP网络的光纤通道骨干（Fibre Channel Backbone,FC_BB）定义了两个功能模型：VE_Port和B_Access。其中，集成了FCIP功能的FCIP交换机支持VE_Port，而B_Access可以通过连接了FC交换机的FCIP设备实现。能够支持B_Access功能模型的设备被称为FCIP桥，FCIP桥内部用来连接FC交换机的接口被称为B_port。术语虚拟ISL，在没有进行特别限制时，也可以指VE_port虚拟ISL以及B_Access虚拟ISL。

VE_port初始化操作和普通E_port初始化操作一样，与具体的链路类型是FCIP还是本地光纤通道并无关联。VE_port之间通过交换机内部链路服务（Switch Internal Link Services,SW_ILS）完成，包括交换链路参数（Exchange Link Parameter,ELP）、交换链路容量（Exchange Switch Capabilities,ESC）、组件光纤（Build Fabric,BF）、重配置光纤（Reconfigure Fabric,RCF）、光纤最短路径优先（Fabric Shortest Path First,FSPF）等。

IP网络上的FCIP链路使用3225端口在FCIP_LEP之间传送封装好的FC流，该端口是TCP默认为FCIP提供的知名端口（Well-Known Port,WKP），在两个FCIP_LEP同时建立一个以上的TCP连接是行得通的，例如Cisco MDS 9000系列存储交换机就可以为每个FCIP链路创建两个TCP连接。

·一个连接是为数据帧服务（类3）

·另一个连接只用于FC控制帧，即，内部交换帧（类F）。这样的安排降低了所有控制帧（ELP,ESC等）的延时。

说明：FC交换机之间使用类F在ISL上传输与光纤相关的信息，类3属于无连接服务类，不支持已发送或未发送确认信息。

说明：FC_BB_3说明要求所有FC骨干网络（包括FCIP）支持F类帧，可以有选择地支持2、3、4类帧，不支持1类和6类帧。不能通过FCIP链路传输FC原始信号、原始序列以及1类FC帧，因为它们无法应用FC帧封装技术进行编码。实际应用中，只用到3类（面向数据）和F类（面向控制）。