【光电通信】光纤通道（FC）光模块解说

什么是光纤通道技术？

光纤通道技术（Fibre Channel）是一种网络存储交换技术，可提供远距离和高带宽，能够在存储器、服务器和客户机节点间实现大型数据文件的传输。

Fibre Channel (FC)是一种高速网络互联技术（通常的运行速率有2Gbps、4Gbps、8Gbps和16Gbps），主要用于连接计算机存储设备。过去，光纤通道大多用于超级计算机，但它也成为企业级存储SAN中的一种常见连接类型。尽管被称为光纤通道，但其信号也能在光纤之外的双绞线上运行。

光纤通道光模块特征

光纤通道（FC）光模块即用于数据中心光纤通道存储网链路。包括发射、接收、时钟数据恢复和控制等部分。光纤通道光模块可以向下兼容光纤信道的应用，支持光路环回和电路环回诊断测试，提供稳定的接收告警。作为光纤通道系统之间的接口和光存储网络存储设备之间的接口，具有小型化、低功耗特点，可以提高端口应用密度；支持热插拔，方便系统现场调试，可实现不掉电更换光模块；支持数字诊断接口，网管可以通过通讯接口监控光模块工作状态。

为什么数据中心要采用光纤通道光模块来做存储网络？

可用性：核心业务的数据存储是不能中断的，FC网络能够保证数据实时地被访问。

性能：核心业务对于性能要求越来越高，光纤通道提供了更好的性能。

扩展性：FC网络能够保证在业务扩展，规模上升，存储容量增加时，有相应的网络基础，能支撑这样的业务系统。

安全性：光纤通道是天然的一个安全系统。一个黑客可以攻击到数据中心的ID网络里面，攻击到你的服务器上面。因为我们的SAN网络是天然跟外界隔离的，所以它不可能攻击到你的存储网络里面去。通过SAN网络可以保护数据，降低数据泄露的风险。

光纤通道光模块和以太网光模块有什么区别？

传输协议

光纤通道（FC）光模块与以太网光模块遵循的协议不同。FC光模块属于光纤通道协议，不遵循OSI模型分层，而以太网光模块符合IEEE 802.3标准，在局域网中实现基于数据包的物理通信。它是TCP/IP堆栈中的数据链路层协议，属于OSI模型。FC光模块可兼容以太网协议，而以太网光模块不支持光纤通道协议。

可靠性

FC光模块的可靠性更好。光纤通道光模块是为那些追求高速，低延迟来进行区块存储的用户而设计的。如果用户需要进行文件层级的存储访问，则优先考虑以太网模块。

传输速率

FC模块目前支持的速率为：1Gbps、2Gbps、8Gbps、16Gbps、32Gbps、128Gbps，而以太网模块可以支持更大范围的传输速度：10/100/1000Mbps和10Gbps、25Gbps、40Gbps、50Gbps、100Gbps、200Gbps、400Gbps。

此外，每代FC模块的更迭速率通常是以2次方来计的，从1Gbps到32Gbps。很明显以太网模块在吞吐量上的提升远远超过了光纤通道模块，400G以太网QSFP-DD模块已经是初始1G SFP模块的近400倍。显然，以太网光模块相比FC光模块更符合目前日益增长的高带宽需求。

应用领域

传统的光纤通道网络包括FC交换机和光纤卡（FC HBAs），是SAN的主要选择之一。FC交换机将存储连接到SAN，而光纤卡将交换机连接到服务器。光纤通道是在服务器和存储设备之间传输大量数据的最佳方法之一。因此，连接到FC交换机的FC模块主要用于光纤通道，存储网络和以太网应用中。通过基于以太网的光纤通道协议（FCoE），光纤通道通信可以在以太网上运行。显然，FC模块早已应用于大型企业和数据中心。

以太网光模块通常应用于局域网上，有时也应用于广域网中。与FC模块的工作场景相比，以太网模块的应用环境则基于用户的带宽需求，要更加灵活多样，从小型办公室到超大规模数据中心，各种场合都能见到它的身影。以太网网络交换机具有多样性，体现在可堆叠性、端口数、传输速率等方面。

小结

相对于高端全闪存阵列对于高IO、高性能的需求，第6代32 Gbps光纤通道对正在促使数据中心极速转型的闪存等新技术来说尤其重要。在企业利用闪存来重新设计他们的数据中心，优化应用性能时，他们需要能够提供低延迟、高容量带宽和可靠性的网络。目前，70-80%的闪存阵列存储系统已经使用光纤通道进行部署。未来，基于非易失性存储器标准（NVMe）的下一代闪存将与第6代光纤通道网络无缝地集成。

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