Протокол FICON. Краткий ликбез

В этой статье я вкратце расскажу о основах FICON — протокола неразрывно связанного с миром мейнфреймов. Это маленькая статья-введение, описывающая концепцию FICON и поэтому я воздержусь от глубоких технических деталей. Если возникнет необходимость, то это будет сделано в следующих статьях.

Немного истории

FICON (FIber CONnection) — это проприетарный протокол и индустриальный стандарт ввода/вывода используемый для соединения мейнфреймов с системами хранения данных и периферийными устройствами. Появился в 1998 году как замена устаревшему протоколу ESCON (Enterprise Server CONnection) и сильно превосходит его по всем основным характеристикам. Как Вы уже догадались, придуман был данный стандарт в стенах компании, которая является основным производителем мейнфреймов на нашей планете — IBM.

В данный момент IBM-совместимые мейнфреймы также производят компании Fujitsu, NEC, Hitachi, хотя они практически не составляют конкуренцию IBM и продаются в основном на японском рынке. В их продуктах также используется FICON. А системы хранения данных и ленточные библиотеки с поддержкой FICON производят все крупнейшие игроки рынка систем хранения данных (EMC, Hewlett-Packard, IBM, Hitachi). Фактически, поддержка системой хранения данных протокола FICON является чуть ли ни одним из признаков того, что эта система класса Hi-End.

Рынок коммутаторов FICON не так сильно пестрит количеством производителей. Фактически этот рынок делят два производителя: большую его часть занимает компания Brocade (по разным оценкам около 70-80%), а остатки контролирует всеми известная Cisco Systems.

Необходимость разработки этого протокола появилась вследствие того, что мейнфреймы всегда строились на закрытой архитектуре и в частности всеми любимый SCSI не поддерживали. А в наш век, протокол SCSI используется практически на каждом первом сервере: SAS диски на серверах (Serial Attached SCSI), виртуальные тома с внешних систем хранения данных по протоколу FCP (SCSI over FC), виртуальные тома с внешних систем хранения по протоколу iSCSI. В исторической гонке скоростей интерфейсов в один прекрасный день сложилась такая ситуация, что скорости ESCON уже никого не устраивали, а замены из открытых систем (в частности SCSI) для мейнфреймов использоваться не могли, т.к. такая миграция приводила к необходимости внесения большого числа архитектурных изменений в ПО мейнфреймов. Поэтому хитрые умы из IBM решили разработать протокол, подобный по формату ESCON но на открытой и динамично развивающейся инфраструктуре. Такой инфраструктурой оказался Fibre Channel. Разработанный компанией IBM в 1998 году FICON — есть ни что иное, как адаптация и некоторая модификация ESCON к использованию его в качестве протокола верхнего уровня в стеке Fibre Channel.

Характеристики

Существующие в данный момент устройства FICON поддерживают скорости 2, 4, 8, 16 Гбит/сек. Правда стоит отметить что на данный момент скорость в 16 Гбит/сек. можно получить исключительно на оборудовании Brocade, так как Cisco пока не имеет подобных решений. Максимальное расстояние зависит от скорости интерфейсов, используемого оборудования и других факторов, но обычно не превышает 100 километров (без использования FCIP маршрутизаторов). На расстояниях более 500 метров необходимо будет использовать особые оптические модули (long-wave SFP) и одномодовое оптоволокно (dark fiber).

Топологии

Есть три основных способа подключения мейнфреймов к переферийному оборудованию через FICON:

1. Использование прямых подключений (point-to-point). Это самый простой способ. В данном случае FICON порт мейнфрейма подключается к порту переферийного устройства напрямую.
2. Переключаемая точка-точка (switched point-to-point). В данном случае порт мейнфрейма и порт периферийного устройства подключаются к одному FC коммутатору.
3. Каскадный FICON. В данном случае порт мейнфрейма подключается к одному коммутатору, а порт переферийного устройства — к другому коммутатору, связанному с первым через межкоммутаторную связь (ISL, Inter-Switch Link).
   Эти три способа отличаются не только физическим аспектом подключения, но и непосредственно влияют на способ настройки коммутаторов FICON и мейнфрейма. Они даже используют разные типы адресации. В частности при использовании прямых подключений точка-точка адрес состоит только из одного байта, который используется для адресации устройства. При использовании топологии каскадного FICON адрес состоит из двух байт. Первый байт используется для идентификации FC коммутатора в который подключено переферийное устройство (domain ID коммутатора), второй – для идентификации физического адреса порта устройства на коммутаторе.

Сходства и различия с Fibre Channel Protocol (FCP)

FICON использует аппаратную инфраструктуру Fibre Channel. То есть используются те же коммутаторы, те же оптоволоконные кабели с разъемом LC-LC, те же трансиверы, что используются для подключения серверов открытых систем (не мейнфреймов) к системам хранения данных. FICON — это всего лишь один из протоколов верхнего уровня (upper level protocol) который инкапсулируется в стек Fibre Channel на верхнем уровне (FC-4). Он инкапсулируется в стек FC так же как и SCSI в наиболее популярном FCP. FICON и FCP могут использоваться одновременно на одной и той же аппаратной инфраструктуре (делить одни и те же коммутаторы и директора сети хранения данных). Администрирование FICON фабрик очень похоже на администрирование обычных фабрик для открытых систем, но имеет свои весьма забавные особенности, связанные в первую очередь с адресацией устройств в мейнфреймах.

На этом всё! Спасибо Вам что вы дочитали до конца! Если вдруг кого-то заинтересует техническое продолжение, то оно не заставит себя ждать.