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分布式FCoE交换机中Fabric模块的设计与实现
一、引言
随着数据中心的不断发展和壮大，越来越多的企业开始使用虚拟化技术实现IT资源的优化和管理。虚拟化技术使数据中心的计算、存储和网络资源能够实现高度集成，提供更高的可用性和可伸缩性。而FCoE技术则能够将FC协议封装在以太网帧中，从而可在所有以太网链路上传输FC协议，实现FC和以太网的融合，提供一种高效的存储访问方案。而在FCoE网络中，需要一种高效的交换机来实现FCoE帧的转发和管理，而这就是分布式FCoE交换机所需要提供的功能。
二、分布式FCoE交换机
FCoE交换机是一种支持FCoE协议和以太网协议的交换机，它能够将FCoE帧从一个FCoE节点传输到另一个FCoE节点。而分布式FCoE交换机则是在多个交换机之间实现扩展性和冗余性的一种交换机架构。在此架构中，每个分布式交换机节点都包括一个Fabric模块、I/O模块和管理模块，其中Fabric模块是整个分布式交换机的核心模块，它负责实现FCoE帧的路由和转发功能。
三、Fabric模块的设计与实现
1.模块结构
Fabric模块的主要任务是将FCoE帧从一个端口传输到另一个端口，并实现网络拓扑的发现和冗余路由的实现。Fabric模块通常由以下三部分组成：路由协议、转发引擎和网管接口。其中，路由协议实现了网络拓扑的发现和路由计算，转发引擎实现了帧的传输和转发，网管接口实现了对交换机的管理和监控。
2.路由协议的设计
路由协议是Fabric模块的核心部分，它的主要任务是通过网络拓扑的发现和路由计算将FCoE帧从源端口传输到目的端口。在设计路由协议时，需要考虑以下几个方面：
（1）网络拓扑发现：路由协议应该能够自动发现网络中的所有交换机和端口，并建立起拓扑图，从而实现路由计算。
（2）路由计算：路由协议应该能够根据拓扑图计算出每个端口的最佳路由路径，并将其存储在路由表中。
（3）路由更新：路由协议应该能够根据网络拓扑的变化及时更新路由表，并通知转发引擎实现路由的切换。
当前常用的路由协议有IS-IS、OSPF等，这些协议已经被广泛应用于Fabric模块的设计和实现中。因此，在设计Fabric模块时，可以选择采用这些成熟的路由协议，从而快速实现路由计算和路由表的更新。
3.转发引擎的设计
转发引擎是Fabric模块的另一个核心部分，它的主要任务是实现FCoE帧的传输和转发。在设计转发引擎时，需要考虑以下几个方面：
（1）转发流程：转发引擎应该能够对FCoE帧进行解封装，并根据路由表进行转发。转发过程中，还需要实现虚拟化技术，从而支持FCoE和以太网之间的互通。
（2）冗余路由：转发引擎应该能够实现冗余路由，从而提高网络的可用性。当发生单点故障时，转发引擎应该能够自动切换到备用路径，并保证数据的完整性和可靠性。
（3）性能保障：转发引擎应该能够实现流量控制和负载均衡，从而保障网络的性能和稳定性。
当前常用的转发引擎有ASIC、FPGA等，这些芯片已经被广泛应用于分布式交换机的设计和实现中。因此，在设计Fabric模块时，可以选择采用这些成熟的芯片，从而实现高性能和可靠性的数据传输和转发。
4.网管接口的设计
网管接口是Fabric模块的最后一个部分，它的主要任务是实现对交换机的管理和监控。在设计网管接口时，需要考虑以下几个方面：
（1）支持协议：网管接口应该支持SNMP、CLI等协议，从而实现对交换机的远程管理和监控。可以采用标准的网络管理工具，如Nagios、OpenNMS等。
（2）性能监控：网管接口应该能够监控交换机的性能指标，如吞吐率、延迟、丢包率等，从而实现对网络的实时监控。
（3）日志记录：网管接口应该能够记录交换机的日志信息，从而帮助管理员快速定位网络故障和安全问题。
5.系统架构的选择
在设计Fabric模块时，需要考虑选择合适的系统架构。当前常用的系统架构有Non-BlockingSwitch、CLOSSwitch等。Non-BlockingSwitch架构适用于小型企业和部门级数据中心，它具有低成本、低延迟、灵活性强等优点。CLOSSwitch架构适用于大型企业和数据中心，它具有高性能、高可用性、扩展性强等优点。因此，在选择系统架构时应该根据实际情况进行权衡，从而选择合适的架构。
四、结论
Fabric模块是分布式FCoE交换机的核心部分，它负责实现FCoE帧的路由和转发功能。在设计Fabric模块时，需要选择合适的路由协议、转发引擎和网管接口，从而实现高性能、高可用性和易管理的网络方案。在实际应用中，还应该考虑与其他技术的集成和以后的升级和扩展，帮助企业提高IT资源的利用效率和管理效率。