(连载)网络存储导论第14章：互联网工程任务组

14.2 互联网工程任务组(IETF)

    IETF 史创于1986 年，其主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定。目前，IETF已成为全球互联网界最具权威的大型技术研究组织。

    IETF 体系结构分为三类，一个是互联网架构委员会（IAB），第二个是互联网工程指导委员会（IESG），第三个是在八个领域里面的工作组（Working Group）。标准制定工作具体由工作组承担，工作组分成八个领域，分别是Internet 路由、传输、应用领域等等。IAB 成员由IETF 参会人员选出，主要是监管各个工作组的工作状况，它必须非常认真的考虑Internet 是什么，它正在发生什么变化以及我们需要它做些什么等问题。互联网工程指导委员会（IESG）主要的职责是接收各个工作组的报告，对他们的工作进行审查，然后对他们提出的各种各样的标准、各种各样的建议提出指导性的意见，甚至从工作的方向上、质量上和程序上给予一定的指导。

    IETF 基本上不太涉及应用领域，但仍设立了一个应用领域。另外凡是没有归到以上那些领域的研究课题，都把它归至此类。IETF 实际上有上百个工作组，这里是真正完成工作的地方。IETF 的交流工作主要是在各个工作组所设立的邮件组中进行，这也是IETF 的主要工作方式。

    IETF 产生两种文件，一个叫做Internet Draft，即”互联网草案”，第二个是叫RFC，它的名字来源是历史原因的，原来是叫意见征求书，现在它的名字实际上和它的内容并不一致。

    Internet Draft 任何人都可以提交，没有任何特殊限制，而且其他的成员也可以对它采取一个无所谓的态度，而IETF 的一些很多重要的文件都是从这个Draft 开始。需要说明的是，仅仅为成为Internet Draft 毫无意义。Internet Draft 实际上有几个用途，有一些提交上来变成RFC，有些提出来讨论，有一些拿出来就想发表一些文章。

    RFC 更为正式，而且它历史上都是存档的，它的存在一般来讲，被批准出台以后，它的内容不做改变。RFC 也有好多种，第一个就是它是一种标准，第二个它是一种试验性的，RFC 无非是说人们在一起想做这样一件事情，尝试一下，还一个就是文献历史性的，这个是记录了人们曾经做过一件事情是错误的，或者是不工作的。再有一种就是叫做介绍性信息。

    IETF 的自身定位是一个互联网技术研发的跨国民间组织。虽然已有很多互联网技术规范通过在IETF 讨论成为了公认标准，但它仍有别于像国际电联（ITU－International Telecommunication Union）这样的传统意义上的标准制定组织。IETF 的参与者都是志愿人员，他们大多是通过IETF 每年召开的三次会议来完成该组织的如下使命：

• 鉴定互联网的运行和技术问题，并提出解决方案；
  
• 详细说明互联网协议的发展或用途，解决相应问题；
  
• 向IESG 提出针对互联网协议标准及用途的建议；
  
• 促进互联网研究任务组（IRTF）的技术研究成果向互联网社群推广；
  
• 为包括互联网用户、研究人员、行销商、承包人及管理者等提供信息交流的论坛。

    IETF 与网络存储有关的包括但不限于如下内容：

    1. 光纤通道基本架构

    FC-4 Upper Layer Protocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IP 
    FC-3 common service 
    FC-2 Framing Protocol /Flow Control 
    FC-1 Encode/Decode 
    FC-0 Media:Optical or copper,100MB/sec to 1.062GB/sec

    描述:

    FC-0:物理层，定制了不同介质，传输距离，信号机制标准，也定义了光纤和铜线接口以及电缆指标 
    FC-1:定义编码和解码的标准 
    FC-2:定义了帧、流控制、和服务质量等 
    FC-3:定义了常用服务，如数据加密和压缩 
    FC-4:协议映射层，定义了光纤通道和上层应用之间的接口，上层应用比如:串行SCSI协议，HBA 的驱动提供了FC-4 的接口函数，FC-4 支持多协议，如:FCP-SCSI,FC-IP,FC-VI。

    2. FCP-SCSI

    FCP-SCSI:是将光纤通道设备映射为一个操作系统可访问的逻辑驱动器的一个串行协议，这个协议使得以前基于SCSI 的应用不做任何修改即可使用光纤通道。FC-SCSI 是存储系统和服务器之间最主要的通信手段。SCSI 扩展了COPY 命令，一个新的ANSI T10 标准，也支持SAN 上存储系统之间通过数据迁移应用来直接移动数据。

    FCP-SCSI 和总线联结方式相比的优点在存储局域网上已经得到证明，FCP-SCSI 提供更高的性能(100M/sec),更远的连接距离(每连接最远达10 公里)，更大的寻址空间(最大16000000 个节点)。FCP-SCSI 使用帧传输取代块传输。帧传输以大数据流传输方式传输短的小的事务数据，这样可提高服务质量。FCP-SCSI 支持为了简化管理和资源存储的存储“池”技术的网络配置。FCP-SCSI 支持提高可靠性和可用性的编码技术。

    3. FC-IP

    FC-IP 将光纤通道地址映射到IP 地址，FC-IP 的寻址方式:广播一个IP 地址，然后从存储节点返回一个MAC 地址。如果SCSI 设备不能区分FCP-SCSI 帧和FC-IP 帧，IP 广播可能导致错误。HDS 系统可通过检测帧头来区分FCP-SCSI 帧和FC-IP 帧，没有这个能力的存储系统必须通过别的方法(如switch zoning)来阻止FC-IP 帧被广播到fibre 端口。

    FC-IP 和以太网比有几个优点:可以和类似FCP-SCSI 存储的内部连接架构集成，以节省使用成本;传输速度更快，效率更高。

    以太网传输数据包最高到1500 字节。包是以太网中基本校正单元，在每一帧后都会导致消耗CPU 周期的一个中断。在GB 以太网里负载通常也是一个限制因素，避免占用全部带宽。而FC-IP 数据帧达到2000 字节，FC-IP 校正基本单元是一个多帧队列。MTU 可以达到64 个帧，比较以太网而言允许光纤通道在主机中断之间传输更多的数据。这种MTU可减少需要的CPU 周期和提高传输效率。

    FC-IP 还有使用光纤通道网络的优点，光纤通道网络是基于流控制的封闭网络。以太网设初是考虑到要通过无流控制的公网，它在阻塞发生时，在一贯时间段之后返回并重发包，消耗额外的CPU 周期。IP 应用无须修改即可运行于FC-IP，享受光纤通道带来的高速和大大减少处理中断。

    Emulex 和JNI 是提供FC-IP 驱动的光纤通道HBA 厂商。他们计划传递一个“Combo”以支持FCP-SCSI 和FC-IP。Troika 提供支持FCP-SCSI、FC-IP、FC-IP(QOS)的控制器，QOS 允许网络管理员分配协议优先权。

    4. FC-VI

    FC-VI 是在光纤通道上实现VI 架构，它允许数据在光纤通道接点的内存地址之间快速迁移。FC-VI 是VI 架构的光纤通道应用，一个intel,Compaq,100 多家厂商和组织为了减少服务器通信等待的协议标准。VI 设计的初衷是为了达到集群计算机之间通信等待减少和高带宽的效果。在光纤通道网络里，通过和另一节点接口的HBA 的缓冲区和应用内存之间直接访问(DMA)的方法，这个目标完成了VI 架构建立了内存注册机制，实质上就是限制用户内存的内存地址并支持数据从用户内存直接传输到HBA 的缓存，然后这个数据可以通过外部介质传输到另一个服务器应用内存的指定位置(注册)。如果要使用VI，应用、数据库或操作系统必须从www.viarch.org 获得相应的API。DB2 6.1 和Oracle8.1 都在他们的数据库集群应用中使用了VI 架构。

    IP over Ethernet 的延迟包括TCP 栈(CPU 负荷)和以太传输延迟。100BaseT 的最大传输速率为100Mbit/sec，FC-IP 减少了以太相关的延迟并以光纤通道的速度传输，提供比IP over Ethernet 更好的吞吐能力，但仍然避免不了TCP/IP 的软件延迟。FC-VI 去掉了TCP 栈并提供了应用内存和HBA 之间的DMA。FC-VI 饶过了系统内核，避免了操作系统上下文转换和缓冲改变，实现了更高的传输速率。

    FC-VI 需要一个支持VI 架构的光纤通道HBA，FC-VI HBA 和支持SCSI I/O 的光纤通道HBA 有本质上的不同。Troika 和Finisar 都提供支持VI 架构的光纤通道HBA。Finisar出售一种基于PCI 的支持VI 架构的光纤通道HBA，支持点对点连接或交换形式。Troika 出售一种基于PCI 的智能控制器?D?DSAN 2000 系列控制器，这种控制器支持FC-SCSI，FC-IP，点对点FC-VI，FC-AL 和交换拓扑。Troika 控制器提供多种管理选项和特征，比如协议优先权配置和在负载均衡的path 变换。

    人们正在努力提出访问存储的IP 标准，Cisco 为SCSI over IP 向IETF 提交了一个规范，目前这个规范仍在开发中，它需要将控制和命令信号与数据信号的传输电缆分开，主要是考虑流控制和传输控制的开销。

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