Mức 4:
Dịch vụ kết nối có hướng băng thông phân đoạn, là kết nối có định hướng giống như mức 1 nhưng sự khác biệt là chỉ cấp phát một phần nhỏ băng thông cho một đường thông qua fabric kết nối giữa hai N_port. Các mạch ảo được thiết lập giữa hai cổng giúp đảm bảo chất lượng của dịch vụ, bao gồm độ trễ và băng thông. Mạch ảo giữa hai N_Port bao gồm hai mạch ảo đơn hướng, do vậy không cần thiết phải có cùng
QoS. Một N_Port cho phép có 254 mạch ảo mức 4 kết nối tới cùng một N_Port hoặc các N_Port khác. Cũng như mức 1, mức 4 đảm bảo các khung được phân phối tốt tới thiết bị nhận sẽ có xác nhận gửi về cho thiết bị gửi. Ngày nay, switch fabric sẽ chịu trách nhiệm cho việc quản lý các khung của các mạch ảo khác nhau. Dịch vụ mức 4 được dùng chủ yếu cho các ứng dụng đa phương tiện như video, audio.
Khi một kết nối mức 4 kích hoạt, switch sẽ điều khiển các khung từ node nguồn tới node đích. Điều khiển khung là một cơ chế được sử dụng bởi switch nhằm điều chỉnh băng thông được phép trên mỗi mạch ảo. Đây là mức điều khiển cho phép quản lý tắc nghẽn trên một switch và đảm bảo truy cập tới node đích. Switch trộn lẫn các khung từ các mạch ảo khác nhau giữa một cặp node.
Dịch vụ mức 4 cung cấp khả năng phân phối các khung theo trình tự. Điều khiển dòng dữ liệu end-to-end và cung cấp việc đảm bảo phân phối. Mức 4 được dùng cho các ứng dụng thời gian thực như video, audio.
Mức 5:
Mức này vẫn đang được phát triển. Dịch vụ mức này cho phép đồng thời truyền dữ liệu đến một số người nhận và thường được dùng cho các máy chủ truyền hình ảnh và âm thanh trong chế độ truyền quảng bá.
Mức 5 được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu phân phối dữ liệu ngay lập tức khi nhận được, không được đưa vào bộ đệm.
Mức 6:
Mức 6 tương tự như mức 1, cung cấp dịch vụ kết nối đơn hướng. Tuy nhiên mức 6 thường cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng multicast như các ứng dụng video hoặc các hệ thống hoạt động theo thời gian thực mà lượng dữ liệu cần truyền lớn.
Mức 6 cung cấp một kết nối ổn định cho các địa chỉ multicast. Một N_Port có thể yêu cầu kết nối mức 6 cho một hoặc nhiều đích. Một máy chủ multicast trong SAN fabric sẽ thiết lập các kết nối và nhận các xác nhận từ các cổng đích gửi lại. Khi kết nối đã thiết lập, nó sẽ được đảm bảo và duy trì bởi fabric cho đến khi bên khởi tạo hủy bỏ kết nối. Bên khởi tạo chỉ cần gửi dữ liệu và máy chủ multicast sẽ làm nhiệm vụ phân phối dữ liệu tới tất cả các đích. Mức 6 được thiết kế cho các ứng dụng như video, audio có yêu cầu chức năng multicast.
Chuẩn FC cũng định nghĩa các chế độ dịch vụ tuỳ chọn, gọi là intermix. Intermix là một lựa chọn của dịch vụ mức 1, trong đó các khung mức 1 được đảm bảo dành riêng cho một phần dải thông đặc biệt, còn các khung mức 2 và 3 được ghép trên kênh, chỉ khi có đủ dải thông mới chia sẻ liên kết.
2.3.1.4. Tầng FC-3: Các dịch vụ chung
Lớp FC-3 có chức năng mở rộng các N_Port, FC-3 là điểm đơn trong kiến trúc, tất cả các lưu lượng đều phải qua lớp này theo cả hai chiều. FC-3 có các dịch vụ cho tất cả các cổng và các node.
Một node có thể có nhiều cổng, chỉ có một mức dịch vụ chung FC-3 cho mỗi node. FC-3 có thể quản lý một số bảng chứa các thông tin đăng nhập cho các cổng đang hoạt động khác. Mỗi cổng trong lớp FC-3 đều biết các cổng nào là bận và biết chúng đang bận với quá trình trao đổi nào.
Lớp FC-3 cung cấp các dịch vụ chung phục vụ các tính năng mở rộng như:
- Striping: Nhằm mục đích mở rộng băng thông. Striping cho phép nhiều kết nối đồng thời; sử dụng song song nhiều N_Port để truyền một đơn vị thông tin đơn qua nhiều kênh.
- Hunt group: Là một nhóm N_Port cùng liên quan đến một node; cho phép bất cứ N_Port nào trên node đó đều nhận được thông tin có chứa địa chỉ alias chính xác.
- Multicast: Có thể coi như là các bản tin quảng bá, cho phép một đơn vị thông tin có thể truyền tới tất cả N_Port trên một node hoặc tất cả N_Port trên Fabric.
2.3.1.5. Tầng FC-4
FC-4, mức cao nhất trong cấu trúc kênh quang xác định các giao diện ứng dụng có thể hoạt động tương thích với kênh quang. FC-4 định ra các quy tắc ánh xạ của các giao thức lớp cao hơn sử dụng các lớp dưới. Ánh xạ là các quy tắc được định nghĩa để giúp chuyển các thông tin từ các giao diện giao thức lớp trên xuống các lớp dưới. Kênh quang có khả năng truyền thông tin qua cả kênh và mạng, cho phép cả hai giao thức truyền tin này được thực hiện đồng thời trên cùng một giao diện vật lý.
Hiện tại các giao thức truyền dẫn qua kênh và qua mạng được kênh quang hỗ trợ là:
- Small Computer System Interface (SCSI) - Intelligent Peripheral Interface (IPI)
- High Performance Parallel Interface (HIPPI) Framing Protocol - Internet Protocol (IP)
- ATM Adaptation Layer for computer data (AAL5) - Link Encapsulation (FC-LE)
- Single Byte Command Code Set Mapping (SBCCS) - IEEE 802.2 (TCP/IP)
Nói chung, cách FC phục vụ với vai trò là vận chuyển các ULP bằng việc ánh xạ các thông điệp ULP (đơn vị thông tin) vào các Sequence hoặc Exchange. Tính linh động của các Sequence và Exchange là ánh xạ các ULP sang FC. Một yêu cầu quan trọng cần cho việc vận chuyển các ULP là khả năng ULP có thể thực hiện một số mức điều khiển ở mức FC giống như trường hợp dịch vụ không hướng kết nối.
Cách thức IP và SCSI được ánh xạ và vận chuyển qua FC: Việc vận chuyển IP qua FC được thực hiện bởi việc sử dụng hai đơn vị thông tin. Đó là bức dữ liệu IP và bức dữ liệu ARP. Bức dữ liệu IP hoạt động thực sự, di chuyển giữa các node trong mạng sử dụng ngăn xếp giao thức IP, trong khi bức dữ liệu ARP được sử dụng trong quá trình cấu hình mạng để ánh xạ địa chỉ IP sang địa chỉ MAC (Media Access Control). Những bức dữ liệu này sẽ được ánh xạ vào các chuỗi. Khi đó chúng ở định dạng mà các lớp FC có thể làm việc. IP qua FC sử dụng dịch vụ không hướng kết nối. Dịch vụ này được cung cấp bởi các dịch vụ mức 2 và 3. Mức 2 thường được chọn bởi vì nó có hiệu năng tốt hơn và tin cậy hơn mức 3 cho dù mức 3 gần một UDP hơn mức 2. Các gói IP được nhóm vào các Sequence để truyền. Điều khiển lỗi được thiết lập để loại bỏ các chuỗi không được truyền lại khi phát hiện có khung lỗi. Điều đó sẽ cho phép các mức IP và TCP điều khiển việc truyền lại. Chúng cũng chịu trách nhiệm điều khiển thứ tự của các chuỗi. Cuối cùng, để thực hiện phân giải địa chỉ thì phải thiết lập một máy chủ ARP. Máy chủ ARP thực hiện việc chuyển địa chỉ IP sang địa chỉ FC để có thể định tuyến được.
Sử dụng chính của công nghệ FC là vận chuyển SCSI. Việc vận chuyển được thực hiện bởi việc đóng gói các lệnh SCSI, phản hồi, trạng thái và các khối dữ liệu. Các thao tác SCSI có lược đồ truyền thông hai hướng vì vậy nó rất phù hợp cho các thao tác sử dụng Exchange FC. Khi vận chuyển SCSI, các N_Port được gọi là các FCP_Port. FCP_Port là một phần của bất kỳ giao thức nào mặc dù FC-AL là phổ biến nhất. Khi thao tác SCSI được ánh xạ, thì FCP_Port sẽ bắt đầu một Exchange và kết thúc một Sequence FC_CMND mà nó vận chuyển một lệnh SCSI. Sau đó, Sequence
này sẽ được truyền tới FCP_Port đích khi nó được nhận và được xử lý. Khi thao tác kết thúc, trạng thái SCSI sẽ trả lại bên nguồn qua một Sequence FCP_RSP. Khi đó Sequence FCP_RSP sẽ chứa Ordered Set EOF kết thúc Exchange. Trạng thái SCSI sẽ được truyền vào ứng dụng khởi tạo I/O để thông báo rằng I/O đã hoàn thành và sẵn sàng cho yêu cầu tiếp theo. Điều khiển lỗi của thao tác SCSI được điều khiển bởi một cơ chế bình thường trong giao thức SCSI. Nếu có lỗi khung ở mức FC thì toàn bộ Exchange sẽ bị loại bỏ. Khi đó SCSI sẽ được thông báo và chịu trách nhiệm yêu cầu thực hiện lại nếu được yêu cầu [5, 7, 19].
2.3.2. Giao thức iFCP (Internet Fiber Channel Protocol)
iFCP là một giao thức gateway-to-gateway cho việc triển khai các fabric kênh quang trong đó các thành phần chuyển mạch và định tuyến TCP/IP thay thế các thành phần FC. Giao thức này giúp có thể kết nối các thiết bị lưu trữ FC vào mạng IP bởi việc hỗ trợ các dịch vụ fabric mà các thiết bị này yêu cầu.
iFCP hỗ trợ FCP, các chuẩn tuần tự hóa ANSI SCSI để truyền các lệnh SCSI, dữ liệu và thông tin trạng thái giữa nguồn SCSI và đích SCSI trên một kết nối tuần tự, như mạng FC. iFCP thay thế tầng giao vận (FC-2) với một mạng IP nhưng vẫn duy trì thông tin tầng trên (FC-4), như FCP. Điều đó được thực hiện bởi việc ánh xạ các dịch vụ giao vận FC hiện có sang TCP/IP. iFCP qua việc sử dụng TCP/IP có thể triển khai trong các môi trường có mạng IP nền không tin cậy.
Là giao thức SAN gateway, ưu điểm chính của iFCP là ánh xạ các dịch vụ giao vận FC qua TCP, cho phép các kết nối mạng giữa các SAN mà không yêu cầu sử dụng các thành phần fabric kênh quang. Các ổ đĩa và bộ điều khiển thiết bị lưu trữ dựa vào FCP và iFCP - có thể cho là cũng dựa vào FC, cung cấp việc vận chuyển tin cậy dữ liệu lưu trữ giữa các phân vùng SAN qua TCP/IP mà không phải thay đổi các sản phẩm này. iFCP được thiết kế để hoạt động trong môi trường có độ trễ lớn.
iFCP được thiết kế cho khách hàng có các thiết bị FC nằm trong một phạm vị rộng và muốn dễ dàng kết nối các thiết bị này qua mạng IP. iFCP có thể kết nối các SAN FC qua IP, cũng như cho phép tự do sử dụng mạng TCP/IP trong mạng FC của SAN.
iFCP cho phép truyền thông từ thiết bị - tới - thiết bị FC qua mạng IP, mang lại tính linh động cao hơn so với truyền thông từ SAN - tới - SAN. Việc sử dụng mô hình đa kết nối TCP là quan trọng đối với iFCP bởi vì nó cung cấp thông lượng cao hơn so với mô hình đơn kết nối. Với mô hình đơn kết nối, một kết nối TCP đơn liên kết nhiều
nghẽn có thể phá vỡ toàn bộ fabric và ảnh hưởng tới tất cả các phiên N_Port - to - N_Port sử dụng kênh này.
Với mô hình đa kết nối của iFCP, mất mát do tắc nghẽn trong các phiên N_Port - to - N_Port sẽ chỉ ảnh hưởng tới thông lượng của kênh đó mà không tác động tới các phiên khác đang cùng hoạt động.
Mô hình mạng iFCP:
iFCP ánh xạ các dịch vụ vận chuyển FC sang một fabric IP. Trong mô hình này gateway được sử dụng để kết nối các thiết bị FC vào một mạng IP, và như vậy sẽ bao gồm giao tiếp vật lý cho cả FC và IP. iFCP là một giao thức TCP/IP vận chuyển các gói hình ảnh khung FC-4 giữa các gateway. Điểm cuối của phiên iFCP là các N_Port FC.