SCSI Standards

In diesem Kapitel sollen die verschiedenen Protokolle und Interfaces näher beschrieben werden (siehe auch Tabelle Platteninterfaces im Überblick).

Paralleles SCSI

  • SCSI-1
  • SCSI-2
  • Ultra SCSI
  • Ultra2 SCSI
  • Ultra160 SCSI
  • Ultra 320 SCSI

Serielles SCSI

  • SSA
  • Fibre Channel
  • Fibre-Channel-Arbitrated-Loop (FC-AL)

 

Paralleles SCSI

SCSI-1

Die erste verabschiedete SCSI-Norm war SCSI-1. Sie unterstützte primär nur Festplatten und Bandlaufwerke. Auch hinsichtlich seiner sonstigen Leistungsdaten ist SCSI-1 nicht mehr konkurrenzfähig. Der Overhead bei der Datenübertragung liegt bei bis zu 90%. Der im asynchronen Modus durchgeführte Datentransfer erreichte Transferraten von maximal 1 MB/s, im synchronen Modus bis 5 MB/s. SCSI-1 wird seit 1990 nicht mehr verwendet.

SCSI-2

Die SCSI-2 Norm wurde 1986 entwickelt und beinhaltet wesentliche Verbesserungen. Der SCSI-2-Kommandosatz enthält eine Reihe zusätzlicher Kommandos, welche die Unterstützung von Festplatten, Band- und MO-Laufwerken, CD-ROMs, Scannern oder auch Jukeboxen verbessern bzw. erst ermöglichen. Neben dem neuen standardisierten Kommandosatz (Common Command Set) enthält die SCSI-2-Spezifikation auch eine höhere maximale Transferrate von 10 MB/s (Fast-SCSI, mit der üblichen Busbreite von 8 bit) sowie die Möglichkeit, die Breite des Datenpfades auf 16 bit (Wide-SCSI) zu erhöhen. Durch eine Kombination von Fast- und Wide-SCSI sind somit Transferraten von bis zu 20 MB/s auf dem Bus möglich. Die Angabe der SCSI-2-Unterstützung bei einem Gerät bedeutet nicht automatisch, dass es dem kompletten SCSI-2-Umfang (inkl. Fast- und Wide-SCSI) entspricht, jedoch haben aktuelle Laufwerke in der Regel Fast-SCSI implementiert. Fälschlich wird teilweise die Wide-SCSI-Version (16 bit breiter Datenbus) von SCSI-2 als SCSI-3- sowie Non-Fast-SCSI-2 als SCSI-1-Norm bezeichnet.

 

Ultra SCSI

Noch einmal verdoppelt wurde der Transfertakt bei Ultra SCSI, einer voll abwärtskompatiblen Erweiterung von SCSI-2. Durch die Verdoppelung der Taktrate auf dem Bus verdoppelt sich auch die Transferrate auf 20 MB/s (8 bit) bzw. 40 MB/s (16 bit). Dies betrifft allerdings nur die Datentransferrate. Die Befehlsübertragung geschieht weiterhin mit 5 MB/s. Auch Stecker und Kabel wurden aus Kompatibilitätsgründen beibehalten. Die Performance-Steigerung hat ihren Preis: Die zulässige Kabellänge verkürzt sich bei Single-Ended auf 1,5 Meter und bei Differential entsprechend auf 12,5 Meter. Eine aktive Terminierung ist unbedingt notwendig, um eine störungsfreie Übertragung zu gewährleisten.

Um dem Anwender die Konfiguration des SCSI-Busses zu erleichtern, enthält die Ultra SCSI-Spezifikation das Feature SCAM (SCSI Configuration Auto Matically). Das angeschlossene Gerät konfiguriert sich also selbst. Die Implementierung von SCAM in die Devices ist jedoch jedem Hersteller selbst überlassen.

Ultra2 SCSI (LVD - Low Voltage Differential)

Produkte mit Ultra2 SCSI sind seit 1998 auf dem Markt. Auch hier wurde wieder die Datentransferrate verdoppelt, auf 80 MB/s bei 16 bit. Die bisherige 8 bit-Version wird sich nach und nach verabschieden. Da ausserdem eine weitere Halbierung der Kabellänge bei Single-Ended-Verkabelung den Bus praktisch unbrauchbar machen würde, wurde dieser Standard nur noch als LVD (Low Voltage Differential) definiert, eine Differenzial-Verkabelung, die darüber hinaus mit einem Drittel der Signalspannung arbeitet. Die maximale Kabellänge beträgt hier immerhin noch 12 m.

Um auch diesen Standard mit den bisherigen kompatibel zu halten, werden Ultra2-Laufwerke mit einer autosensing Schnittstelle ausgerüstet, die den Betrieb an herkömmlichen Single-Ended-Controllern (nicht am Differenzial) ermöglichen, wenn auch nur mit Ultra SCSI-Geschwindigkeit. Allerdings verfügen sie nicht über interne Terminierung, was die Verwendung von separaten Terminatoren auch innerhalb der Rechner notwendig macht.

Ultra160 SCSI

Ultra160 benutzt die gleiche Verkabelung wie Ultra2 LVD-SCSI. Die Verdoppelung der Transferrate wurde durch die Datenübertragung an der auf- und absteigenden Flanke des Signals erreicht. Die effektive Leistung (der Nettodatentransfer) dürfte an die des momentanen Fibre Channel heranreichen.

Ultra320 SCSI

Obwohl von vielen Seiten gedacht wurde, dass mit Ultra160 das Ende der Steigerung beim parallelen SCSI erreicht wäre, ist bereits Ultra320 absehbar, die ersten Hersteller haben ihre Unterstützung und Produkte schon angekündigt.

SCSI-3

SCSI-3 beinhaltet sowohl die Normen des parallelen SCSI als auch die der weiter unten beschriebenen seriellen Interfaces.

SCSI-Schnittstellen

Die parallele SCSI-Schnittstelle gibt es in unterschiedlichen Varianten (siehe Tabelle), die sich in der Art der Datenübertragung unterscheiden. SCSI-Signale können entweder auf 8 bit (Narrow) oder 16 bit (Wide-SCSI) breiten Bussen übertragen werden. Bis zu 7 Laufwerke können am 8 bit-Bus angeschlossen werden, bis zu 15 Laufwerke am 16 bit-Bus. Beide Busbreiten verfügen wiederum über die Verkabelungsarten Single-Ended (SE) oder Differenzial (D). Bei SE-SCSI wird jedes Signal nur auf einer, bei D-SCSI dagegen auf zwei untereinander verdrillten Leitungen übertragen. Letztere sind daher gegen elektrische Einflüsse unempfindlicher. Die Vorteile von D-SCSI sind bessere Störsicherheit und, daraus resultierend, grössere Kabellängen

Nachteilig sind lediglich die - im Vergleich zu SE-SCSI - höheren Kosten für Laufwerke und Hostadapter.

Bei der Auswahl eines Subsystems ist zu beachten, dass die SCSI-Schnittstelle des Hostadapters mit der des Laufwerks übereinstimmt .

Grundsätzlich können 8 bit-Geräte an einen 16 bit-Bus angeschlossen werden, jedoch sind dabei eine ganze Reihe besonderer Konfigurationsregeln zu beachten.

Single-Ended- und Differential- oder LVD-SCSI können nicht gleichzeitig am Bus betrieben werden. Der Versuch kann zu Schäden an Laufwerk und Controller führen. Lediglich LVD-Laufwerke stellen sich selbstständig auf Single-Ended um.

Synchroner und asynchroner Datentransfer

Bei parallelem SCSI gibt es den asynchronen und den schnelleren synchronen Datentransfer. Beim asynchronen Datentransfer wird jedes Byte separat gesendet und bestätigt, während beim synchronen Transfer mehrere Bytes auf einmal gesendet und dann gemeinsam bestätigt werden. Dadurch ist der Overhead beim synchronen Übertragungsmodus kleiner und die Transferrate höher. Grundsätzlich können alle Peripheriegeräte asynchron arbeiten. Synchronlaufwerke bzw. -Controller stellen vor dem Datenaustausch beim so genannten handshaking fest, ob der andere Kommunikationspartner auch synchronen Transfer beherrscht, und benutzen dann automatisch die entsprechende Datentransferart. Heutige SCSI-Laufwerke und Hostadapter unterstützen in der Regel die Synchronübertragung.

Kabel für paralleles SCSI

Um einen problemlosen und fehlerfreien Datentransfer zu ermöglichen, sind einige grundsätzliche Dinge bereits bei der Auswahl des richtigen SCSI-Kabels zu beachten:

Die SCSI-Kabel müssen nach UL (Underwriter Laborities) und CSA (Canadian Standard Association) spezifiziert sein. Die einzelnen Drähte des Kabels müssen aus Kupferlitze bestehen (besser kupferverzinnt). Sie müssen paarweise verdrillt sein. Zusätzlich sollte das Kabelbündel noch einmal über die Länge von max. 1 m verdrillt sein. Das gesamte Kabel braucht weiter eine doppelte Abschirmung. Dies wird in der Regel durch eine Silberfolie und ein zusätzliches Drahtgeflecht über dem Kabelbündel erreicht.

Werden mehrere Peripheriegeräte an einen SCSI-Bus angeschlossen, sollten die einzelnen Verbindungskabel möglichst kurz sein und optimalerweise dieselbe Länge haben. Dadurch wird die Störanfälligkeit des Busses reduziert.

Da die Übertragung der SCSI-Daten bei Wide-SCSI mit 16 anstelle von 8 bit stattfindet, reichen die vorhandenen Leitungen im normalen 50poligen SCSI-Kabel nicht aus. Wide-SCSI verwendet deshalb 68polige Kabel.

Da es bei den Kabeln keinen Unterschied zwischen Single-Ended und Differential-SCSI gibt, können die Kabel für beide Schnittstellentypen verwendet werden.

Terminierung der Subsysteme

Mit wachsender Übertragungsrate steigen auch die Anforderungen an die Datenkabel und an die SCSI-Bus-Terminierung. Differential-SCSI und aktive Terminierung gewinnen immer mehr an Bedeutung.

Aktive Terminatoren arbeiten im Gegensatz zu den passiven Terminatoren mit einem integrierten Spannungsregler. Sie halten die Terminatorpowerleitung mit aktiven Bauelementen auf genau 2,85 V. Bei passiver Terminierung werden sie mit einem passiven Spannungsteiler auf etwa 3 V gehalten. So kann die Spannung im Kabel je nach Kabeltyp und -länge stark schwanken.

Der Forced Perfect Terminator (FPT) ist eine vor allem in der IBM-Welt (RS/6000) verwendete Variante der aktiven Busterminierung. Hierbei wird die Impedanz des SCSI-Busses dynamisch angepasst. Wenn allerdings FPT verwendet wird, so muss dies auf beiden Seiten des Busses - also auch auf der Hostadapter-Seite - geschehen.

Grundsätzlich wird die Verwendung von aktiven Terminatoren empfohlen, da diese im Gegensatz zur passiven Terminierung wesentlich störsicherer sind.

Anschluss von Subsystemen

Beim Anschluss von externen SCSI-Subsystemen gibt es folgende Möglichkeiten:

1. Bisher ist noch kein externes Subsystem am SCSI-Port angeschlossen: In diesem Fall benötigt man ein entsprechendes SCSI-Kabel für die jeweilige Rechnerplattform. Bei allen externen Subsystemen werden im Preislistenteil Kabeltauschoptionen für die entsprechende Rechnerplattform angeboten. So sind anstelle der Standardkabel auch Kabel mit dem in der Preisliste angegebenen Steckern erhältlich. Das Subsystem lässt sich auf diese Weise direkt mit dem richtigen Stecker an den jeweiligen Rechnertyp anschliessen. Die unterschiedlichen Steckertypen sind im Kapitel SCSI-Kabel und -Terminatoren

abgebildet. Des Weiteren wird noch ein Terminator benötigt. Immer muss auch die maximale Kabellänge berücksichtigt werden, wobei Kabel in den Gehäusen (Rechner, Platten etc.) mitzuzählen sind.

2. Externe Subsysteme sind bereits vorhanden und mit HD68-Steckern ausgerüstet: Mit dem mitgelieferten Kabel kann das neue Subsystem beliebig an die bestehenden Subsysteme angehängt bzw. zwischen diese eingefügt werden.

3. Externe Subsysteme sind bereits vorhanden, haben aber keinen HD68-Stecker: Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten:

- Man schliesst das neue Subsystem an die letzte vorhandene Box an. Hierzu muss mittels einer Tauschoption das Standardkabel gegen ein Kabel mit passendem Stecker getauscht werden. Zusätzlich wird dann noch ein entsprechender Terminator mit Stecker benötigt.

- Das neue Subsystem wird als erstes direkt an den Rechner angeschlossen. In diesem Fall wird, wenn nötig, das Standardkabel gegen ein Kabel mit einem für den Rechner passenden Stecker getauscht. Ausserdem wird dann noch ein zusätzliches Kabel zum Anschluss des neuen Subsystems an die bereits vorhandenen benötigt. Passende Kabel hierfür sind in dem Kapitel SCSI-Kabel und -Terminatoren aufgelistet.


Serielles SCSI

Fibre Channel

Der Name Fibre Channel ist etwas irreführend, denn der serielle Bus ist nicht nur für Lichtleiter, sondern auch für Kupferkabel spezifiziert. Auf beiden Medien sind Übertragungsraten von 12,5 MB/s bis hin zu etwa 400 MB/s vorgesehen. Die physikalische Transferrate liegt mit 132 Mbit/s bis 2 Gbits/s noch etwas höher. Die daraus resultierende etwas höhere Bruttodatenrate wird für einen 8-zu-10-bit-Code genutzt, der eine einfache Fehlererkennung erlaubt. Innerhalb eines Fibre-Channel-Systems können verschiedene Kabelarten gemischt werden. Die einfachste Variante ist ein abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel. Grosse Distanzen oder höhere Transferraten erfordern wahlweise Kupfer- oder Glasfaserkabel. Somit lassen sich mit ein und demselben Interface sowohl Low-End- und Low-Cost-Systeme als auch High-End-Systeme aufbauen. Die Glasfaserverbindungen werden über einen Duplex-SC-Stecker angeschlossen, die Kupferverkabelung über einen DSub 9pol.-Stecker und die Twisted-Pair-Kabel mittels eines 9-poligen HSSDC (High Speed Serial DC-Steckers).

Fibre Channel ist die allgemeine Bezeichnung für eine Normenreihe, die von der ANSI (American National Standards Institute) entwickelt wurde und weiterentwickelt wird, um neue Protokolle für eine flexible Informationsübertragung zu schaffen. Diese Entwicklung begann im Jahr 1988 als Erweiterung der Norm Intelligent Peripheral Interface (IPI) Enhanced Physical und verzweigte sich in mehrere Richtungen.

Die vorrangigen Ziele dieser Entwicklung sind:

- unterschiedliche Typen physikalischer Schnittstellen zu unterstützen

- ein Mittel für die Vernetzung dieser unterschiedlichen Schnittstellentypen anzubieten

- eine Hochgeschwindigkeitsübertragung grosser Datenmengen zu ermöglichen

- das logische Protokoll wird von der physikalischen Schnittstelle transportiert; dies erlaubt den Transport verschiedener Protokolle über eine gemeinsame physikalische Schnittstelle (ggf. simultan)

- eine Entlastung von der zunehmenden Zahl physikalischer Schnittstellen, die nur begrenzte Verbreitung haben

Fibre Channel ist in Systemen unterschiedlichster Grössen zu finden, doch derzeit wird es zunächst in Grossrechnersystemen Anwendung finden und später in Workstations. Auf preiswerten PCs dürfte es kaum verwendet werden, doch später wird es in den Desktopsystemen von Profianwendern implementiert werden, die an Netzwerke angeschlossen sind.

Gegenwärtig sind systemgebundene Lichtwellenleiter-Schnittstellen in einigen Desktop-Systemen und Workstations zu finden. Die Anwendung sehr schneller Fibre-Channel-Schnittstellen wird zunehmen, sobald ihre Geschwindigkeit und ihre Funktionen diesen Anwendern bekannt werden. Dazu zählen auch kleine Arbeitsgruppen, die zwecks Datenaustausch mit Hochgeschwindigkeitsleitungen vernetzt werden müssen.

Zu nennen sind zwei grundlegende Peripherieprotokolle für die Gerätekommunikation: Kanäle und Netzwerke. Üblicherweise bezieht sich der Begriff Kanal auf eine periphere I/O-Schnittstelle (mit einem Hostcomputer), die grosse Datenmengen zwischen dem Host und dem Peripheriegerät hin- und hertransportiert. Der Systemverarbeitungsaufwand wird so gering wie möglich gehalten, indem die Datenübertragung in der Hardware mit geringer bis gar keiner Software-Beteiligung gehalten wird, sobald eine I/O-Operation beginnt. Dagegen bezieht sich der Begriff Netzwerk auf eine I/O-Schnittstelle, die in der Regel zahlreiche kleine Übertragungen mit grösserem Systemverarbeitungsaufwand impliziert, der in der Regel auf eine Softwarebeteiligung am Informationsfluss zurückzuführen ist. Netzwerke unterstützen in der Regel eine Host-to-Host-Kommunikation.

Kanäle

Kanäle operieren in der Regel in einer geschlossenen, strukturierten und vorhersehbaren Umgebung, in der alle Geräte, die mit einem Host kommunizieren können, im Voraus bekannt sind, und jede Änderung erfordert auch Modifikationen der Host-Software bzw. der Konfigurationstabellen. Diese komplexeren Wissensstufen werden von den meisten Kanälen bewältigt.

Das Host-System enthält das gesamte Wissen der an diesen Host angeschlossenen Kanäle. Gelegentlich wird hierfür auch die Bezeichnung Master-Slave-Umgebung verwendet. Peripheriegeräte wie Band- und Plattenlaufwerke sowie Drucker sind direkt an das Host-System angeschlossen. Der Host ist dabei der Master, und die Peripheriegeräte sind die Slaves.

Kanäle werden für die Datenübertragung benutzt. Mit dem Begriff Daten sind Dateien mit Informationen gemeint, die viele Tausend Byte umfassen können. Eine wichtige Anforderung für die Übertragung von Daten ist die fehlerfreie Übergabe, wobei die Übertragungsverzögerung zweitrangig ist.

Netzwerke

Auf der anderen Seite arbeiten Netzwerke in einer offenen, unstrukturierten und im Grunde genommen unberechenbaren Umgebung. Fast jeder Host bzw. jedes Gerät kann jederzeit mit jedem anderen Gerät kommunizieren. Diese Situation erfordert eine intensivere Software-Unterstützung zur Prüfung der Zugangsberechtigung, zur Einrichtung von Übertragungssitzungen und für Routing-Transaktionen zum richtigen Software-Dienst.

Diese unstrukturierte Umgebung, die davon ausgeht, dass die angeschlossenen Geräte alle gleichberechtigt sind, wird Peer-to-Peer-Umgebung genannt. Mehrere Workstations und Mainframe-Computer können vernetzt werden. Dabei ist jedes System unabhängig vom anderen, und gelegentlich tauschen sie mit Hilfe von Netzwerkprotokollen Informationen aus. Eine Workstation und ein Mainframe sind im Verhältnis zu anderen derartigen Systemen gleichberechtigt. Insofern ist diese Umgebung vergleichbar mit der Art und Weise, wie das Fernsprechsystem arbeitet, bei dem alle Fernsprechgeräte gleichberechtigt sind. Analogien zum Fernsprechsystem werden daher gerne gebildet.

Netzwerke werden nicht nur zur fehlerfreien Datenübermittlung, sondern auch zur Sprach- und zur Videoübertragung genutzt, bei der die rechtzeitige Übergabe vorrangig und eine fehlerfreie Übergabe zweitrangig ist. Wenn die Übergabe beispielsweise bei einer Videoübertragung verspätet erfolgt, werden die Daten nutzlos; wenn jedoch ein oder zwei Pixel verloren gehen, wird dies gar nicht bemerkt, solange das Bild nicht flimmert.

 

Unterstützte Protokolle

Fibre Channel versucht, die besten Aspekte dieser beiden konträren Kommunikationsverfahren in einer neuen I/O-Schnittstelle zu kombinieren, die die Bedürfnisse von Kanalbenutzern und zugleich von Netzwerkbenutzern erfüllen.

Fibre Channel unterstützt die Übertragung von ATM (Asynchronous Transfer Mode), IEEE 802 und sonstigem Netzwerkverkehr. Alle, die mit Internet Protocol (IP), E-Mail, File Transfer, Fernanmeldungen und sonstigen Internet-Diensten vertraut sind, werden feststellen, dass diese Protokolle in Fibre Channel mit höheren Geschwindigkeiten unterstützt werden.

Hierbei handelt es sich um wichtige Aspekte für den Anschluss von Systemen, die auf Fibre-Channel-Basis arbeiten, an die wichtigsten globalen Netzwerke sowie an bereits von Unternehmen installierten LANs. Dazu zählen SONET-basierte Systeme und LANs wie Ethernet.

Ein wichtiger von Fibre Channel geleisteter Beitrag besteht darin, dass diese beiden Schnittstellentypen, d. h. Kanäle und Netzwerke, jetzt das gleiche physikalische Medium teilen können. In den letzten Jahren wurden I/O-Kanäle dahingehend ausgebaut, dass sie Netzwerkanwendungen mit einschliessen (z. B. mit Hilfe von SCSI, um zwei Workstations zu vernetzen). In gleicher Weise bewegen Netzwerke mit Hilfe von Netzwerk-Dateitransferprotokollen Daten zwischen Systemen und Dateiservern hin und her (z. B. Network File System (NFS).

Mit Fibre Channel ist es jetzt möglich, dasselbe physikalische Medium und dasselbe physikalische Transportprotokoll über einen gemeinsamen Hardware-Port zu benutzen, um sowohl Kanal- als auch Netzwerkaktivitäten zu verwalten. Es ist möglich, Informationen an ein Netzwerk zu senden, das über Fibre Channel an die Rückwand einer Workstation angeschlossen ist, und zugleich Fibre Channel zu benutzen, um intern mit den lokalen Peripheriegeräten zu kommunizieren (z. B. mit Platten- und Bandlaufwerken).

Protokollmerkmale von Fibre Channel: Fibre Channel enthält keinen Befehlssatz wie beispielsweise SCSI und IPI, sondern stellt einen Mechanismus zur Verfügung, um andere Protokolle auf Fibre Channel aufzusetzen. Dies ist möglich, indem Fibre Channel als Träger für diese Befehlssätze dient, und zwar so, dass der Empfänger zwischen beiden unterscheiden kann. Dies impliziert, dass diverse Befehlssätze älterer I/O-Schnittstellen, für die bisher Software-Investitionen erforderlich waren, direkt auf Fibre Channel angewendet werden.

Die Trennung der I/O-Operationen von der physikalischen I/O-Schnittstelle ist ein wichtiges Leistungsmerkmal von Fibre Channel und ermöglicht die simultane Benutzung unterschiedlicher Befehlssätze. Die verschiedenen Befehlssätze, wie z. B. SCSI, IPI-3, IP etc., werden üblicherweise an ihren eigenen, speziellen Schnittstellen verwendet. Fibre Channel definiert hingegen einen einzigen gemeinsamen, physikalischen Übertragungsmechanismus für diese Befehlssätze.

Fibre Channel

  • ist sich des Inhalts oder der Bedeutung der gerade übertragenen Informationen nicht bewusst
  • erhöht die Konnektivität von Dutzenden auf Hunderte oder sogar Tausende von Geräten
  • vergrössert den Maximalabstand zwischen den Geräten
  • erhöht die Übertragungsrate um das Vier- bis Fünffache gegenüber den verbreitetsten Kanälen und um das Hundertfache gegenüber gängigen Netzwerken.

In den folgenden Abschnitten wird beschrieben, wie Fibre Channel den Aufbau eines Netzwerks erlaubt.

Vernetzungstopologien

Fibre-Channel-Geräte werden auch Knoten (engl. nodes) genannt, von denen jeder mindestens einen Port hat, um einen Zugang zur Aussenwelt (d. h. zu einem anderen Knoten) zu schaffen. Die Komponenten, die zwei oder mehr Ports miteinander verbinden, werden unter der Bezeichnung Topologie zusammengefasst. Alle Fibre-Channel-Systeme besitzen lediglich diese beiden Elemente: Knoten mit Ports und Topologien.

Jeder Fibre-Channel-Port verwendet ein Leiterpaar - einen Leiter, um zum Port gehende Informationen zu übertragen, und einen, um vom Port kommende Informationen zu übertragen. Bei Fibre Channel handelt es sich entweder um elektrische Leiter oder um Lichtwellenleiter. Dieses Faserpaar wird Verbindung (engl. link) genannt und ist Bestandteil jeder Topologie. Siehe Abbildungen 2 bis 4.

Daten werden immer in Einheiten (so genannten Frames oder Rahmen) über diese Verbindungen übertragen. Die Fibre-Channel-Norm definiert drei Topologien, doch liegt die Betonung vor allem auf einer Topologie, die auch Fabric-System genannt wird und als Erstes beschrieben werden soll.

Fabric-Topologie

Ein Fabric-System (siehe Abbildung 2) erlaubt dynamische Kopplungen zwischen Knoten über die an dieses System angeschlossenen Ports. Zu beachten ist, dass der Begriff Fabric in dieser Anwendung als Synonym für die Begriffe Switch bzw. Router gelten kann. Jeder Port in einem Knoten, ein so genannter N_Port oder NL_Port, ist an das Fabric-System über eine Verbindung angeschlossen. Jeder Port in einem Fabric-System wird F_Port genannt. Jeder Knoten kann mit jedem anderen, an andere F_Ports desselben Fabric-Systems angeschlossenen Ports mit Hilfe der Dienste des Fabric-Systems kommunizieren. Bei dieser Art von Topologie werden alle Leitwegoperationen für die Rahmen vom Fabric-System anstelle der Ports durchgeführt.

Dieser Jeder-mit-jedem- bzw. Peer-to-Peer-Dienst ist ein wesentlicher Bestandteil der Auslegung des Fibre Channels. Ein System, das für Peer-to-Peer-Dienste ausgelegt wurde, kann so verwendet werden, dass das Master-Slave-Kommunikationsverfahren des Typs Host emuliert wird. Auf diese Weise kann Fibre-Channel-Kanal- und Netzwerkprotokolle simultan unterstützen.

Wie ein Fernsprechsystem

Die Funktion des Fabric-Systems ist der eines Fernsprechsystems vergleichbar - wir wählen irgendeine Rufnummer, das Fernsprechsystem findet den Pfad zum gewünschten Zielanschluss, der Rufton ertönt, und der Angerufene antwortet. Wenn eine Vermittlungsstelle oder Verbindung abstürzt, leitet das Fernsprechunternehmen die Anrufe über andere Pfade um, was der Anrufer selten bemerkt. Die meisten von uns wissen nichts von den Zwischenverbindungen, die das Fernsprechunternehmen schaltet, um unseren einfachen Anruf erfolgreich werden zu lassen.

Wir geben dem Fernsprechunternehmen jedoch einige Hinweise zu unserem Anruf. Die Rufnummer beginnt beispielsweise (in den U.S.A.) mit der Ziffer 1 - gefolgt von zehn Ziffern in Form einer Ortsvorwahl- (3), Vermittlungsstellen- (3) sowie Teilnehmernummer (4). Wenn am Anfang der Rufnummer nicht die Ziffer 1 steht, gilt der Anruf innerhalb des Ortsvorwahlbereichs des Anrufers, und es werden lediglich sieben Ziffern verwendet. Diese Hinweise helfen der Fernsprechgesellschaft, die Verbindung herzustellen. Die Rufnummer entspricht dem Fibre-Channel-Adress-ID. Ein Teil der Adress-ID wird verwendet, um die betreffende Domain des Fabric-Systems zu bestimmen, und der Rest dient dazu, den speziellen Port zu ermitteln.

Zu beachten ist, dass das Fernsprechsystem nicht am Inhalt des Gesprächs zwischen den beiden Fernsprechteilnehmern beteiligt ist (bzw. von ihm betroffen ist); es sorgt lediglich für die Herstellung der Verbindung. In gleicher Weise sorgt Fibre Channel für die Verbindung, und die aufgesetzten Protokolle (z. B. SCSI oder IPI) tragen die Befehle. Diese Protokolle spielen eine ähnliche Rolle wie die Sprachen in Fernsprechsystemen. Fibre Channel und die anderen Protokolle sollten als integraler Bestandteil des Informationsaustauschs gesehen werden.

Der Weg von A nach C

Die Komplexität eines Fabric-Systems ist vergleichbar mit der von Vermittlungsstellen des Fernsprechsystems; die entsprechenden Fabric-Geräte werden Fabric-Elemente genannt. In Abbildung 2 wird nur ein Fabric-Element mit vier F_Ports dargestellt, die mit a, b, c und d gekennzeichnet sind. Wenn Knoten A mit Knoten C sprechen muss, wird die Information zunächst an das Fabric-System in F_Port a gesandt. Das Fabric-System stellt eine interne Verbindung oder eine Reihe von Verbindungen zu F_Port c her. Die Information wird dann an Knoten c gesandt. Es ist u. U. erforderlich, mehrere Fabric-interne Pfade auszuwählen, ehe man zu F_Port c gelangt.

Das Fabric-System kann aus einem einzigen oder mehreren Fabric-Elementen bestehen. Wie bei Fernsprechsystemen wissen wir nicht (bzw. kümmern uns nicht darum), durch wie viele Switches (Vermittlungsstellen) wir gehen müssen, solange wir mit der richtigen Zielstation verbunden werden.

Ein Fabric-System wird auch vermittelte Topologie oder Koppelpunkt-Vermittlungstopologie genannt. Die Leitweglenkung (Routing) über verschiedene Switches erfolgt, indem die Fabric-Elemente die Zieladresse-ID im Rahmen interpretieren, sobald es in jedem Fabric-Element ankommt.

Das Fabric-System lässt sich physikalisch als einzelnes Fabric-Element mit mehreren F_Ports implementieren (wie aus Abbildung 2 ersichtlich), oder es kann als eine Reihe mehrerer derartiger, untereinander verbundener Fabric-Elemente implementiert werden. Die Leitweglenkung bzw. Vermittlung jeder Kopplung ist transparent für die beiden N_Ports, die über F_Ports an die Fabric-Aussenkante angeschlossen sind.

Wenn die Topologie von den Knoten getrennt ist, wie dies beim Fernsprechsystem und Fibre Channel der Fall ist, können neue Technologien für die Leiter eingeführt werden. Neue Geschwindigkeiten und neue Funktionen können im Fabric-System implementiert werden, ohne dass dadurch alle vorhergehenden Investitionen in vorhandene Knoten verloren gehen. Fibre Channel erlaubt die Kombination von Zusatzgeräten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder Eigenschaften.

Externe SCSI Kabeltypen

Folgende SCSI Kabeltypen sind gängig:

SCSI Anschluss 25-polig (SUB-D)(erste SCSI Version)
SCSI Stecker 50-polig
SCSI Anschluss (Centronix)
FAST SCSI
WIDE SCSI

im Bild in gleicher Reihenfolge.

SCSI Stecker
 

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Quelle: http://www.trinler.net/de/service/doc/scsi.html
Gedruckt am: 21.11.2017 13:12 GMT+0100 (2017-11-21T13:12:48+01:00)