Fibre Channel over Ethernet verbindet Speicher und Server

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FCoE, der neue RZ-Integrationsstandard

Noch in diesem Sommer wird die Finalisierung eines der wichtigsten Standards erwartet, der Storage und Netzwerk miteinander verknüpft, nämlich des Fibre Channels over Ethernet (FCoE). FCoE-Initiative wird vom ANSI T11 Technical Committee erarbeitet unter Zusammenarbeit mit dem IEEE, das die Ethernet-Standards regelt.

Im Gegensatz zu der schon verfügbaren iSCSI-Technologie, die Daten blockweise mit TCP/IP-Paketen transportiert und deren Performance durch TCP-Fehlerroutinen geschwächt wird, soll FCoE die Zuverlässigkeit und Performance von Fibre Channel mit Geschwindigkeiten von zehn Gigabit pro Sekunde erzielen.

Die Übertragung über Fibre Channel und über Ethernet geschieht über Layer 2. Layer 2 ist das Protokoll für die Rahmenbildung und setzt unmittelbar auf das Medium auf, während in den darüber liegenden Ebenen (Layer 3+) höhere Services wie Netzwerkrouting und Sitzungsmanagement abgewickelt werden. Weil jede zusätzliche höhere Schicht deutlich mehr Protokollverarbeitung und Verwaltungsaufwand bedeutet, ist Layer 2 der beste Weg, um Daten schnell und mit geringem Overhead von einem Netzwerkknoten zum anderen zu übertragen.

Die Kanaleigenschaften und speicherspezifischen Services des Fibre Channel lassen sich nicht nahtlos auf die Ethernet-Netzwerk-Infrastruktur übertragen. Dem Ethernet fehlen Sicherheitsfunktionen und Speicherdienste wie Discovery, Notification und Name Services.

Erst diese Erweiterungen schaffen die Basis, FC-Frames in Ethernet-Pakete zu verkapseln, die entweder als Kanal einen Ende-zu-Ende-Zugriff (FCoE-Initiatoren zu FCoE-Targets) ermöglichen oder die Frame-Übersetzung in andere Protokolle (FCoE-Initiatoren und Fibre-Channel-Targets, Fibre-Channel-Initiatoren zu Fibre-Channel-Targets über Data Center Ethernet Backbone).

FCoE-Transaktionen unterstützen gleichzeitig Lese- und Schreibvorgänge. Deshalb müssen alle Endgeräte und Ethernet-Switches den bidirektionalen Flusskontroll-Standard 802.3x mit Pause-Frames unterstützen. Pause-Frames sind zwar die technisch schlechtere Lösung, sie minimieren aber Frame-Verlust (Frameloss) durch Pufferüberläufe.

Die Frame-Größen bei Ethernet und beim Fibre Channel sind unterschiedlich. In der aktuellen Version des Ethernet-Standard ist die Frame-Größe auf maximal 1.518 Byte beschränkt (1.522 Byte mit VLAN-Tag). Die maximale Frame-Größe beim Fibre Channel beträgt dagegen typischerweise meist 2.112 Byte. Bei FCoE wird ein kompletter Fibre-Channel-Frame abzüglich der CRC-Prüfsumme in ein Jumbo-Ethernet-Frame verkapselt. Auf den CRC-Teil kann verzichtet werden, da Ethernet bereits eine Frame Check Sequence (FCS) zur Prüfung der Bit-Integrität enthält.

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