ファイバー チャネルは、一度に つのデバイス間で安全な双方向の物理的または論理的なポイントツーポイントの低遅延接続を提供します。 Serial Attached SCSI (SAS) などの他のシリアル インターフェイスと同様に、ファイバー チャネルでは、SCSI や ATA 物理インターフェイスで使用されるパラレル方式とは対照的に、データは物理メディア上でシリアル方式で送信されます。 シリアル伝送は、パラレル伝送方式に比べて信号線の本数が少ないため、接続距離を長くすることができ、複数の信号線が同時に切り替わることで発生するノイズ（クロストーク）を低減します。
ファイバー チャネルの主な用途は、SAN (ストレージ エリア ネットワーク) アプリケーションでのブロック指向のストレージ トラフィックの転送です。 たとえば、ヘッドアップ ディスプレイ用のビデオ ストリームを転送するために、防衛およびアビオニクス アプリケーションで使用される特殊な上位層のファイバー チャネル プロトコルもあります。
ファイバー チャネルは、多くのコネクタおよびケーブル タイプの構成で、光ファイバー物理媒体または銅線ケーブルのいずれかで動作するように設計されています。 銅線ケーブルは比較的安価ですが、5GbFC では 16 メートル、3GbFC では 32 メートルの範囲の短い距離でのみ使用できます。 一般に、伝送速度が高くなるほど、銅線ケーブル技術で確実にサポートできる距離は短くなります。 さまざまな銅線ソリューションが利用可能ですが、最も一般的に使用されるのは、SFP (Small Form-factor Pluggable) 構成と QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) 構成の両方での Direct Attach Copper (DAC) ケーブルです。 SFP および QSFP 光ケーブル ソリューションも利用可能で、10 メートルを超え、最大約 10 キロメートルまでの信頼性の高い伝送距離をサポートします。
アーキテクチャ
ファイバー チャネルは階層化されたプロトコルであり、ネットワークの OSI モデルに基づいて大まかにモデル化されています。 OSI モデルおよびファイバー チャネルの場合、各層は特定のサービスを提供し、その結果を次の層で利用できるようにします。 以下の図 1 は、定義された OSI レイヤーと定義されたファイバー チャネル レイヤーを比較しています。
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OSIモデル |
Fibre Channel |
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7 - アプリケーション |
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6 - プレゼンテーション |
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5 - セッション |
FC-4プロトコルマップ |
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4 - 輸送 |
FC-3サービス |
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3-ネットワーク |
FC-2 フレーミング |
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2 – データリンク |
FC-1データリンク |
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1 - 物理的 |
FC-0 物理 |
図 1、OSI モデルとファイバー チャネル ネットワーク層
表内のレイヤーは、ファイバー チャネル プロトコル定義内に存在するさまざまな機能とサービスを表します。 他の通信規格と同様に、プロトコル レベルの分析はリンク層 (FC-2) 以上に焦点を当てることがよくあります。
ファイバー チャネルは、他のネットワーク アーキテクチャと同様に、データ ペイロードと呼ばれるアプリケーション情報のブロックを転送します。 物理リンク経由でペイロードを送信する前に、追加のファイバー チャネル固有の制御バイトがペイロード データの先頭と末尾の両方に追加されます。 制御バイトとペイロード データの組み合わせはフレームと呼ばれ、ファイバー チャネルの情報の基本単位です。
ファイバー チャネルは、ソース デバイスと宛先デバイスの間にセッション固有の接続を作成することによって機能する、スイッチド接続または直接ポイントツーポイント接続を通じてデータを転送します。 これらの接続は転送が完了するまでのみ持続し、より優先度の高い転送要求によって一時的にプリエンプトされる可能性があります。
接続は、スイッチ、ハブ、ブリッジなどの「相互接続コンポーネント」を介してファイバー チャネル システム上で行われます。 ファイバー チャネルはさまざまな相互接続デバイスを使用できるため、ユーザーのニーズに応じて柔軟かつ拡張可能になります。 完全にスイッチ化されたファイバー チャネル ネットワークは、ファブリック トポロジと呼ばれます。 ファブリック トポロジでは、ファブリック内の任意の つのポート間に複数の代替パスを確立できます。
まとめ
ファイバー チャネル プロトコルは、非常に低い遅延と高いデータ転送速度をサポートするように設計されています。 最大 32Gb/S をサポートする現在承認されている規格は、一般に 32GFC と呼ばれます。 サーバー仮想化とストレージ仮想化は、より高い帯域幅の必要性を促進する幅広いトレンドです。 ネットワーク インフラストラクチャにおける高帯域幅のニーズにより、前世代の 4,8、16、および 32GFC が 64GFC に、そして間もなく GFC に置き換えられ始めています。
ファイバ チャネルは、集中ストレージ、コンピュータ データ センターなどへのロスレス アクセスを必要とする多数のサーバーが存在する環境に適しています。 このため、ファイバー チャネルは、SAN 環境などの外部ストレージ システムで使用されるネットワーク インターフェイスとして 80% 以上の市場シェアを誇っています。