پروتکل FCoE چیست؟ 3 کاربرد تکنولوژی فیبر بر روی اترنت

پروتکل FCoE همان Fibre Channel over Ethernet یک تکنولوژی بر پایه شبکه است که امکان انتقال داده‌های شبکه ذخیره‌سازی Storage Area Network یا SAN مبتنی بر پروتکل Fibre Channel (FC) را از طریق بستر اترنت برای کاربران شبکه فراهم می‌سازد. هدف اصلی این پروتکل، کاهش پیچیدگی و هزینه‌های مربوط به زیرساخت‌های ذخیره‌سازی و بهبود یکپارچگی سیستم‌های شبکه است.

FCoE با استفاده از مزایای شبکه اترنت و FC، امکان انتقال داده‌های با تأخیر پایین و سرعت بالا را در یک بستر واحد فراهم می‌نماید. در این مقاله تیم مستر اچپی به بررسی اصول، معماری، مزایا، معایب، و کاربردهای FCoE می‌پردازد.

بررسی اصول و مفاهیم Fibre Channel، اترنت، FCoE

پروتکل FCoE، اترنت، FCoE چند واژه تخصصی در این مقاله هستند که جهت درک دقیق اصول، ایتدا با این مفاهیم شما کاربران گرامی را آشنا می‌سازیم.

پروتکل FCoE (Fibre Channel) چیست؟

Fibre Channel یک پروتکل استاندارد که به اختصار FC نامیده می‌شود، برای انتقال داده‌ها در شبکه‌های ذخیره‌سازی است که تأخیر کم و پهنای باند بالا را تضمین می‌کند. این پروتکل در شبکه‌های SAN برای ارتباط بین سرورها و دستگاه‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌شود. با استفاده از تکنولوژی Fiber Channel، می‌توانید سرعت‌هایی تا 10 گیگابیت بر ثانیه را در شبکه خود تجربه کنید.

همچنین امکان استفاده از فیبر نوری در شبکه‌های خود را فراهم کنید. پروتکل به عنوان یک زبان مشترک برای برقراری ارتباط عمل می‌کند و در این مورد نیز FC به عنوان پروتکلی برای ارتباط بین دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند SAN Storage، سوئیچ‌های SAN و سرورهایی که از HBA برای اتصال به SAN Switch استفاده می‌کنند، عمل می‌کند. به کمک FC، این دستگاه‌ها قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند.

اترنت چیست؟

اترنت به عنوان یکی از رایج‌ترین فناوری‌های شبکه، در انتقال داده‌ها در بستر شبکه‌های LAN، MAN و WAN استفاده می‌شود. با سرعت بالا و قابلیت تطبیق‌پذیری، اترنت برای ایجاد ارتباطات شبکه‌ای گسترده مورد استفاده کاربران قرار می‌گیرد.

امروزه این تکنولوژی می‌تواند داده‌ها را با سرعت‌های بین 1 گیگابیت بر ثانیه تا 10 گیگابیت بر ثانیه و حتی بیشتر منتقل کند. بسته‌های اطلاعاتی در شبکه‌های اترنت به عنوان فریم (Frame) شناخته می‌شوند. در شبکه‌های مبتنی بر اترنت، رسانه ارتباطی این امکان را فراهم می‌کند که بسته‌های اطلاعاتی را هم از طریق کابل‌های فلزی و هم به صورت بی‌سیم (Wireless) منتقل کنیم.

FCoE چیست؟

پروتکل FCoE ترکیبی از Fibre Channel و اترنت است. این پروتکل داده‌های FC را در بسته‌های اترنت قرار داده و انتقال می‌دهد. برخلاف FC که از بسترهای فیبر نوری خاص استفاده می‌کند، FCoE از بستر اترنت استاندارد جهت انتقال داده ها بهره می‌گیرد. فناوری FCoE این امکان را فراهم می‌آورد که این دو شبکه را بدون نیاز به تجهیزات اضافی به هم متصل کنیم و در یک بستر یکپارچه قرار دهیم. در شبکه‌های LAN از NIC و در شبکه‌های SAN از HBA به عنوان کارت‌های رابط شبکه استفاده می‌شود، اما در فناوری FCoE هر دو این تجهیزات به یک کارت واحد به نام CNA تبدیل می‌شوند.

کاربرد پروتکل FCoE

پروتکل FCoE (Fibre Channel over Ethernet) یک فناوری شبکه است که برای انتقال داده‌های ذخیره‌سازی از طریق شبکه‌های اترنت طراحی شده است. این پروتکل ترکیبی از مزایای فناوری ذخیره‌سازی سنتی Fibre Channel (FC) و سهولت استفاده از Ethernet را ارائه می‌دهد. FCoE امکان انتقال بسته‌های داده مبتنی بر پروتکل Fibre Channel را بر روی شبکه‌های اترنت با سرعت بالا (مانند 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر) فراهم می‌کند. این فناوری به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که از زیرساخت‌های اترنت موجود خود برای مدیریت داده‌های ذخیره‌سازی بدون نیاز به نصب سخت‌افزارهای اختصاصی Fibre Channel استفاده کنند.

کاربرد اصلی FCoE در محیط‌های مرکز داده است که در آن‌ها مدیریت کارآمد منابع ذخیره‌سازی اهمیت دارد. این پروتکل باعث کاهش پیچیدگی زیرساخت‌ها و هزینه‌های عملیاتی می‌شود، زیرا نیازی به کابل‌کشی جداگانه برای شبکه‌های ذخیره‌سازی نیست. علاوه بر این، FCoE از عملکرد بالایی برخوردار است و تأخیر کمتری نسبت به برخی راهکارهای جایگزین دارد. همچنین، این پروتکل با ادغام شبکه‌های داده و ذخیره‌سازی، مدیریت شبکه‌ها را ساده‌تر کرده و موجب بهینه‌سازی منابع در مراکز داده مجازی‌سازی‌شده می‌شود. در نتیجه، FCoE برای سازمان‌هایی که به دنبال کارایی، صرفه‌جویی در هزینه و افزایش بهره‌وری در زیرساخت‌های IT خود هستند، یک گزینه ایده‌آل محسوب می‌شود.

مقایسه کانال فیبری با FCoE

برای درک بهتر FCoE، ضروری است بدانیم که این فناوری از پروتکل کانال فیبر (FCP) بهره می‌برد.

FCoE این امکان را فراهم می‌آورد که فریم‌های کانال فیبر درون بسته‌های اترنت قرار گیرند و از طریق اتصالات اترنت منتقل شوند. هر دو نوع ترافیک از یک کابل فیزیکی عبور می‌کنند، اما با وجود فضای مشترک، می‌توان مسیرهای انتقال داده‌ها را به صورت مجزا مدیریت کرد.

FCPمخفف عبارت Fiber Channel Protocol است که به معنای پروتکل کانال فیبر می‌باشد و به عنوان زبان مشترک برای انتقال اطلاعات در این سیستم عمل می‌کند. این پروتکل دقیقاً همان پروتکل کانال فیبری است که در شبکه‌های فیبر بومی استفاده می‌شود. تفاوت اصلی در این است که ما هدر ترافیک اترنت را به این پروتکل اضافه می‌کنیم تا بتوانیم آن را از طریق یک شبکه اترنت اجرا کنیم، به جای اینکه تنها به یک شبکه کانال فیبری محدود شویم.

ساختار و معماری FCoE

دسته‌بندی لایه‌ها :

 FCoEبر اساس مدل OSI عمل می‌کند و عمدتاً در لایه‌های زیر کاربرد دارد:

• لایه پیوند داده (Data Link Layer) این لایه داده‌های FC را در قالب فریم‌های اترنت کپسوله می‌کند.
• لایه فیزیکی داده‌ها از طریق کابل‌های اترنت مانند Cat6 یا فیبر نوری منتقل می‌شوند.

اجزای اصلی:

• FCoE Node (ENode): دستگاه‌های انتهایی (مانند سرورها) که داده‌های FCoE را ارسال و دریافت می‌کنند.
• FCoE Forwarder (FCF): سوئیچ‌های خاصی که ترافیک FCoE را مدیریت و هدایت می‌کنند.
• Converged Network Adapter (CNA): آداپتورهایی که قابلیت ارسال و دریافت ترافیک FC و اترنت را دارند.

کپسوله‌ سازی:

• در پروتکل FCoE ، فریم‌های Fibre Channel در قالب فریم‌های اترنت استاندارد کپسوله می‌شوند. این فرآیند امکان انتقال داده‌ها از طریق بستر اترنت را فراهم می‌کند بدون اینکه ساختار اصلی داده‌ها تغییر کند.

مزایا و معایب  پروتکل FCoE

مزایا استفاده از پروتکل FCoE شامل:

1. کاهش هزینه‌ها: FCoE با یکپارچه‌سازی زیرساخت‌های اترنت و Fibre Channel، نیاز به کابل‌کشی و تجهیزات مجزا را کاهش می‌دهد.
2. سادگی مدیریت: استفاده از یک بستر واحد برای ترافیک شبکه و ذخیره‌سازی، مدیریت سیستم را ساده‌تر می‌کند.
3. افزایش بهره‌وری: سرعت‌های بالای اترنت مانند 10GbE، 25GbE، و 100GbE عملکردی مشابه Fibre Channel را در بستر شبکه ارائه می‌دهد.
4. انعطاف‌پذیری: FCoEامکان انتقال داده‌ها در محیط‌های هیبریدی (مانند دیتاسنترهای ترکیبی) را فراهم می‌کند.

معایب استفاده از  پروتکل FCoE شامل:

1. نیاز به تجهیزات خاص: برای پیاده‌سازی FCoE، نیاز به تجهیزات خاصی مانند CNA و FCF وجود دارد که ممکن است هزینه‌بر باشد.
2. تداخل ترافیک: استفاده مشترک از بستر اترنت برای ترافیک شبکه و ذخیره‌سازی ممکن است در صورت عدم پیکربندی مناسب باعث تداخل شود.
3. پایداری کمتر در مقایسه با FC سنتی: FCoE به دلیل وابستگی به شبکه اترنت ممکن است تحت تأثیر مشکلاتی مانند از دست رفتن بسته‌ها قرار گیرد.

نحوه عملکرد  FCoE

نحوه عملکرد  FCoE به این صورت است که با ارسال بسته‌های کانال فیبر در سراسر یک شبکه اترنت کار می‌کند.

برای انجام این کپسوله کردن بسته‌های کانال فیبر اختصاصی در داخل بسته‌های اترنت، از نوع خاصی از آداپتور شبکه به نام آداپتور شبکه همگرا که به CNA یا C-NIC نیز موسوم است، استفاده می‌شود. آداپتور شبکه همگرا نوع خاصی از آداپتور شبکه است که عملکرد آداپتور گذرگاه میزبان کانال فیبر را با آداپتور شبکه اترنت ترکیب می‌کند.

این آداپتور همگرا نه تنها اتصال فیزیکی مورد نیاز را فراهم می‌کند، بلکه اترنت بدون از دست رفتن اطلاعات را نیز فعال می‌کند.

مقایسه FCoE با سایر پروتکل‌های ذخیره‌سازی

در مقایسه FCoE با سایر پروتکل‌های ذخیره‌سازی باید بگوییم این پروتکل، شباهت‌های زیادی به پروتکل iSCSI دارد. در FCoE، بسته‌های FC درون بسته‌های اترنت کپسوله می‌شوند، در حالی که iSCSI دستورات SCSI را در بسته‌های IP کپسوله می‌کند. یکی از تفاوت‌های اصلی بین این دو پروتکل این است که FCoE به منظور تسهیل ارتباطات FC در یک شبکه اترنت پرسرعت طراحی شده و معمولاً در محدوده یک مرکز داده به کار می‌رود.

در مقابل، iSCSI می‌تواند برای ارتباطات بین دستگاه‌ها در یک مرکز داده استفاده شود، اما بیشتر به عنوان ابزاری برای اتصال به دستگاه‌های ذخیره‌سازی از راه دور شناخته می‌شود. همچنین، FCoE نیاز به یک آداپتور شبکه همگرا دارد، در حالی که iSCSI می‌تواند با هر NIC استاندارد کار کند.

سوالات متداول از پروتکل FCoE

در مورد پروتکل FCoE، برخی از سوالات متداول که ممکن است جنبه‌های پرمخاطره و چالش‌برانگیزی داشته باشند عبارتند از:

خرید از سایت مستر اچپی

پروتکل FCoE سبب کاهش پیچیدگی و هزینه‌های مربوط به زیرساخت‌های ذخیره‌سازی و بهبود یکپارچگی سیستم‌های شبکه است .برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید با ما در ارتباط باشید. سایت مستر اچ‌پی با ارائه مشاوره تخصصی و تضمین اصالت کالا، امکان خرید مطمئن CPU سرور HP و سرور HP و تجهیزات مرتبط را برای شما در انواع مختلف مدل ها فراهم می‌کند. جهت انتخاب پردازنده سرور متناسب با بودجه و نیازهای کاری شما کاربران، با کارشناسان مستر اچپی تماس حاصل فرمایید.

سخن پایانی از FCoE

پروتکل FCoE یک تکنولوژی پیشرفته است که امکان ترکیب شبکه‌های ذخیره‌سازی و شبکه‌های محاسباتی را فراهم می‌کند. این پروتکل با ارائه سرعت بالا، کاهش هزینه‌ها، و ساده‌سازی مدیریت، به یکی از گزینه‌های جذاب برای دیتاسنترها و سازمان‌های بزرگ تبدیل شده است. با این حال، برای بهره‌برداری کامل از مزایای آن، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و استفاده از تجهیزات مناسب وجود دارد.