آداپتور شبکه همگرا (CNA)

(FCoE) Fibre Channel over Ethernet

کانال فیبر روی اترنت (FCoE) یک فناوری شبکه کامپیوتری است که فریم های کانال فیبر را روی شبکه های اترنت کپسوله می کند. این به کانال فیبر اجازه می دهد تا از شبکه های اترنت (با سرعت های بالاتر) استفاده کند و در عین حال پروتکل کانال فیبر را حفظ کند. در مراکز داده هم از اترنت برای شبکه‌های TCP/IP و هم از کانال فیبر برای SAN استفاده می‌کردند، که هر کدام دارای رابط‌ها و اتصالات گوناگونی هستن ، بنابراین نیاز به سیم‌کشی و اتصالات جداگانه سخت‌افزار سوئیچینگ برای هر کدام دارند  . با ظهور SAN ، FCoEهایی که به طور سنتی از کانال فیبر استفاده می‌کردند، با اترنت ادغام می‌شوند و در کنار ترافیک IP، پروتکل شبکه دیگری را ایجاد می کنند که روی پارچه اترنت اجرا می‌شود. FCoE در بالای لایه پیوند داده در مدل OSI عمل می کند که با اکثر پروتکل های شناخته شده دیگری که ممکن است از اترنت استفاده کند کار می کنند ، مانند ذخیره سازی iSCSI که در بالای TCP از طریق IP اجرا می شود، در تضاد است.

نکته : FCoE در لایه IP قابل مسیریابی نیست و در شبکه های IP مسیریابی شده مانند اینترنت کار نخواهد کرد .

(FCoE) Fibre Channel over Ethernet برای چه چیزی به وجود آمد ؟

کاهش هزینه های برق و سرمایش

تعداد کابل ها و سوئیچ ها را کاهش دهید

FCoE به دلیل کاهش کابل‌کشی کاربرد خاصی در مراکز داده دارد .

کاربرد اصلی FCoE در شبکه های منطقه ذخیره سازی مرکز داده (SAN) است.

با استفاده از FCoE، ترافیک داده شبکه (IP) و ذخیره سازی (SAN) را می توان با استفاده از یک شبکه یکپارچه کرد. که این منجر به این می شود که تعداد کارت های رابط شبکه مورد نیاز برای اتصال به شبکه های ذخیره سازی و IP متفاوت را کاهش دهید .

Converged Network Adapter (CNA)

آداپتور شبکه همگرا CNA، همچنین به عنوان Converged Network Interface Controller (C-NIC) شناخته می شود. همانطور که از نامش پیداست، این قطع سخت افزاری با رابط های PCIe اتصال و انتقال داده را بین دستگاه های ذخیره سازی ، سرورها و SAN های مبتنی بر FC فراهم می کند و از طرف دیگر، مستقیماً ترافیک اترنت را از همان دستگاه های شبکه به شبکه های محلی تحویل می دهد و می‌توانند با آداپتورهای شبکه همگرا (CNA) به FCoE متصل کرد که شامل آداپتور گذرگاه میزبان کانال فیبر (HBA) و کنترل‌کننده رابط شبکه اترنت (NIC) می باشد که روی یک کارت فیزیکی در یک قطع سخت افزاری واحد ترکیب کند.این همگرایی از طریق استفاده از فناوری به نام کانال فیبر روی اترنت (FCoE) امکان پذیر است و نیاز به شبکه های اترنت و کانال فیبر مجزا را از بین می برند. این همگرایی CNA می تواند به بهبود کارایی شبکه ، توانایی انتقال داده ها و ترافیک ذخیره سازی بر روی یک زیرساخت مشترک اترنت را فراهم می کند و این عملکرد باعث مدیریت ساده و افزایش انعطاف پذیری در استقرار و مدیریت شبکه و منابع ذخیره سازی ساده سازی معماری شبکه و کاهش هزینه ها در محیط های مرکز داده منجر شود. این ویژگی ها به افزایش عملکرد، بهبود قابلیت اطمینان و امکان استفاده کارآمد از منابع شبکه و ذخیره سازی در محیط های مجازی و محاسبات ابری کمک کند. به طور معمول، اترنت برای شبکه های TCP/IP و کانال فیبر برای شبکه های ذخیره سازی استفاده می شود. با یک کارت CNA، کانال فیبر مستقیماً از طریق اترنت به یک پورت اترنت در یک سوئیچ فعال FCoE منتقل می شود. سپس سوئیچ همگرا ترافیک FC را به FC SAN و ترافیک اترنت را به LAN تبدیل می کند.

نکته :  CNA Network  ها دارای یک یا چند پورت فیزیکی اترنت هستند. که کار کپسوله‌سازی FCoE را می‌توان در نرم‌افزار با کارت رابط شبکه اترنت معمولی انجام داد، با این حال CNA های FCoE پردازش فریم سطح پایین و عملکردهای پروتکل SCSI را که به طور سنتی توسط آداپتورهای گذرگاه میزبان Fiber Channel انجام می‌شد، را از CPU تخلیه کند . با استفاده از FCoE، CNA ها توانایی حمل داده ها و ترافیک ذخیره سازی را بر روی یک زیرساخت مشترک اترنت فراهم می کنند .

NETWORK INTERFACE CONTROLLER (NIC)

کنترلر رابط شبکه (NIC) یک قطع سخت افزاری است که روی یک برد مدار به صورت Embedded یا تراشه PCIe نصب می شود و با استفاده از آدرس Mac و IP کار می کند .که IP یک عدد صحیح 32 بیتی است که با نقطه ، اعشار یا نقطه چین از هم تفکیک می شوند ، مانند x.x.x.x و آدرس MAK که یک آدرس هگزادسیمال 48 بیتی است که معمولاً از شش مجموعه دو رقم یا کاراکتر تشکیل شده که با دو نقطه از هم جدا می شوند. مانند: 00:00:5e:00:53:af خواهد بود. 

یک آدرس MAC و آدرس IP در لایه‌های مختلف مدل Open Systems Interconnection (OSI) قرار دارند. (مدل OSI یک چارچوب مفهومی است که از هفت لایه انتزاعی برای توصیف تمام عملکردهای یک سیستم مخابراتی استفاده می کند.) در مدل OSI، زیرلایه MAC لایه پیوند داده (لایه 2) آدرس های MAC را پیاده سازی می کند. در همین حال، آدرس IP آنها در لایه شبکه (لایه 3) عمل می کند.

آدرس مک و آدرس IP با ARP کار می کند در حالی که آدرس‌های MAC و IP تفاوت‌های زیادی با هم دارند، اما پروتکل Address Resolution Protocol (ARP) پلی است که آنها را به هم متصل می کند. این پروتکل بین لایه 2 و لایه 3 در یک شبکه محلی (LAN) کار می کند. آدرس های IPv4 را به آدرس های MAC دستگاه های شبکه و بالعکس نگاشت می کند. (توجه: IPv4 از پروتکل ARP استفاده می کند. در شبکه های IPv6 جدیدتر، پروتکل Neighbor Discovery عملکردی معادل را ارائه می دهد.) نحوه کار به این صورت است: دستگاهی می خواهد با دستگاه دیگری در بخش شبکه محلی ارتباط برقرار کند. درخواست خود را با آدرس IP مبدا و آدرس IP مقصد در یک بسته IP قرار می دهد. سپس یک فریم اترنت بسته IP را کپسوله می کند. این فریم دارای آدرس MAC مبدا و مقصد نیز می باشد. با این حال، گاهی اوقات آدرس MAC دستگاه مقصد ناشناخته است. در مراحل ARP. مثال کامپیوتر A و کامپیوتر B سپس کامپیوتر A یک درخواست ARP دریافت شده توسط تمام کامپیوترها در بخش شبکه محلی را پخش می کند. این درخواست اساساً می گوید: “این آدرس IP من است. این آدرس مک من است. و من به دنبال آدرس MAC مرتبط با این آدرس IP هستم. اگر این آدرس IP متعلق به شماست، لطفا پاسخ دهید و آدرس MAC خود را به من بدهید.”و می شود.

نکته : در کنترلر رابط شبکه NETWORK INTERFACE CONTROLLER (NIC) با Vlan بندی در سوئیچ می شود .

 (HBA) HOST BUS ADAPTER

آداپتور باس میزبان (HBA) Host Bus Adapter یک آداپتور مدار مجتمع می باشد که در سخت افزار کامپیوتر به عنوان سیستم میزبان عمل می کند و به دیگر شبکه ها و دستگاه های ذخیره سازی SCSI، SAS، NVMe، کانال فیبر و SATA  متصل می شود . آداپتور باس میزبان (HBA) Host Bus Adapter به دستگاه‌های موجود در یک شبکه فضای ذخیره‌سازی کانال فیبر اجازه می‌دهد تا داده‌ها بین یکدیگر ارتباط برقرار کنند . این آداپتورها ممکن است یک سرور را به یک سن سوئیچ ، دستگاه ذخیره‌سازی و یا چندین سرور متصل کند. HBA های کانال فیبر برای سیستم های باز، معماری های کامپیوتری و گذرگاه BUS ها  ، از جمله PCI و SBus که (امروزه منسوخ شده) در دسترس قرار دهد . هر کانال فیبر HBA یک نام جهانی منحصر به فرد (WWN) دارد که شبیه به یک آدرس MAC می باشد که از یک OUI اختصاصی داده شده توسط IEEE استفاده می کند. با این حال، WWN ها طولانی تر هستند (8 بایت). دو نوع WWN در HBA وجود دارد. یک گره WWN (WWNN)، که توسط همه پورت ها روی یک آداپتور گذرگاه میزبان مشترک است، و یک پورت WWN (WWPN)، که برای هر پورت منحصر به فرد است. مدل های HBA با سرعت های مختلف وجود دارد: 1Gbit/s، 2Gbit/s، 4Gbit/s، 8Gbit/s، 10Gbit/s، 16Gbit/s، 20Gbit/s و 32Gbit/s. تولید کنندگان عمده کانال فیبر HBA QLogic و Broadcom هستند. از اواسط سال 2009، این فروشندگان تقریباً 90٪ از بازار را به خود اختصاص داده اند . تولیدکنندگان دیگر عبارتند از Agilent، ATTO و Brocade همچنین به عنوان آداپتور با پهنای باند بالا در موارد کنترل کننده های کانال فیبر تعبیر می شود .

نکته : منطقه بندی (SAN) SAN zoning یک سرویس مبتنی بر گروه بندی در دستگاه ها  SAN می باشد که به بخش های منطقی برای کنترل ارتباطات بین دستگاه ها استفاده می شود . هنگامی که منطقه بندی پیکربندی می شود، فقط دستگاه های موجود در همان منطقه می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. ارتباط بین منطقه ای مجاز نیست.