FCoE简介

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。
• 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。

FCoE的封装

FCoE通过将FC帧封在普通以太帧中，从而实现FC流量在以太网中传输的功能。从FC协议的角度看，FCoE仅仅是将FC流量承载在另一种链路上传输；从以太网协议的角度看，FCoE仅仅是以太帧承载不同的上层协议。

FCoE的协议栈

如图1所示，在传统的FC协议中，FC协议栈共分为5层：

• FC-0定义承载介质类型
• FC-1定义帧编解码方式
• FC-2定义分帧协议和流控机制
• FC-3定义通用服务
• FC-4定义上层协议到FC的映射

如图2所示，在FCoE协议栈中，FC-0和FC-1被映射成为IEEE 802.3 Ethernet协议的Physical和MAC，并添加了FCoE Mapping作为上层FC协议栈与底层Ethernet协议栈之间的适配层。

报文封装

FCoE协议将一个完整的FC帧封装在以太帧中，封装形式如图3所示。

其中：

• Ethernet Header中指定了报文的源、目的MAC地址、以太帧类型和FCoE VLAN。以太帧类型字段取值为FCoE_TYPE(0x8906)。
• FCoE Header指定了FCoE帧的版本号和控制信息。
• FC Header和传统FC帧相同，即指定了FC帧的源、目的地址等信息。