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戏说协议之间的相互作用

【IT168 资讯】这篇文章由IP SAN和FC SAN引出,逐渐展开,从总体上论述了“协议之间相互作用”这个课题。提出了网络通信协议的4层逻辑结构,提出了协议相互作用的3种方式。将对协议分析领域的研究产生深刻而深远的影响。

  

   无忌“无忌”成大业

   小过“小过”需努力

   江山辈有人才出

   无忌小过顶天地

  

   话说无忌和小过各占一方,谁也不让谁,互相竞争了数年,两者各立门派,势不两立。“夫天下之势,分久必合,合久必分”。

  

   数年来,两人在市场上的竞争可谓你死我活。无忌仅仅抱着FC SAN的速度和稳定性来炮轰小过的IP SAN,而小过也不甘示弱,处处举着可扩展性和成本的大旗,声讨FC SAN,闹得江湖上风风雨雨。无忌凭借着FC的优势,占据了高端市场,而小过则以成本优势在低端市场占据了一席之地。然而两人谁都想一统天下,把对方彻底驱逐出市场,但是,相持数年了,谁也没能把谁干掉。两人都累了,这么多年的互相攻击,谁也没有取得丝毫胜利,无忌还是稳固地占据高端市场,小过依然驰骋低端。

  

   终于有一天,无忌和小过决定握手言和,不再投入无谓的人力物力财力来和对方竞争。与其大肆攻击对方,不如多用点精力来提升和发展自己的技术,同时学习对方的技术,取长补短,方为正道啊!! 无忌和小过彻夜长谈,终于取得了一致的见解,决定双方各取所长,发展自己的技术,共同为江湖做贡献。

  

   首先,无忌决定由小过入股自己的公司,给FC SAN提供更高的扩展性架构解决方案;同时,无忌也入股小过的公司,给小过提供研发经费,用于其研发出基于以太网的新型的,适合存储区域网络的专用上层协议体系。

  

   入股无忌公司之后,小过便开始了研究如何将FC协议体系转向一个可扩展的,开放的结构。说到可扩展并且开放,一定非TCP/IP末属。可是FC和TCP/IP是完全两套毫不相干的协议体系,如果将FC全部转为TCP/IP,那岂不是叛变成IP SAN了么?但是如果丝豪不变,那只能是FC SAN,还是不具备开放和扩展性。

   FC为什么扩展性差?就是因为如果通信双方距离太远的话,需要自己架设光缆,或者租用电信的专线光缆,这两者成本都够高的。并且如果租用电信部门的专线光缆,则FC最低速度为1Gb,1Gb带宽的专线光缆,呵呵,不是不可能,而是一般人承担不起这费用。目前电信提供的专线接入,其骨干网一般采用SDH传输,一般下到终端用户,为2M的E1线路。当然也可以直接从高速骨干下来高速的线路,比如OC3,Oc48等等,但是费用无法直接承受。E1线路有自己的编码格式,不能直接将ISP过来的光纤插到FC设备上,这样是没用的,因为编码都不一样,不能和局端的设备建立连接,所以需要增加一个协议转换设备,将E1协议转换成比如V35串口、以太网等其他协议,好像没有E1转FC的协议转换器。

  

   目前看来,如果要扩展FC网络,让相隔很远的两地之间跑上FC协议,只能自己架设专用光缆,可是市政部门,让你架设么?不可能的。除非在一个大厂区之内,别人管不着,但是如果是在两个城市,两个省之间,你一点办法也没有。怎么办?首先,要出去,就一定要租用电信部门的线路,电信又提供了两种线路,一种是接到Internet的线路,也就是接入电信的Internet运营网络,通信的双方都接入,并且使用TCP/IP通信。另一种,就是点对点光纤专线,也就是上文所说的那种情况。这条专线端到端的带宽独享。Internet线路,虽然可以最大到100Mb的速率,但是这只是本地带宽,端到端的带宽,以现在的TCP/IP协议体系,除非花钱买ISP的QoS或者MPLS TE服务,否则没有人保证。而点对点专线,虽然保证了带宽,但是通常承受的起的,只有E1这样的低速专线,而且价格相对Internet接入要贵,还有它似乎目前只能承载IP作为网络层协议,因为目前E1协转只能转成V35串口或者以太网,而他们不能承载FC协议。有些路由器不用协转,直接可以连接从光端机出来的G703或者BNC接头,直接编码E1,但是这些也都是IP路由器,和FC丝豪没有关系。可以看出,FC如果脱离了“后端专用”这四个字,到开放领域,显然是无法生存的。而IP SAN,则及其开放,碛餐ǔ裕?只要有IP的地方,就可以部署IP SAN。

  

   说到这里,租用Internet线路,只能承载IP,而租用点对点专线,也是只能承载IP,可能感觉FC的扩展似乎就是死路一条了。想到这里,小过似乎已经没有什么招数了。他感到非常郁闷。忽然,他想起了iSCSI,当初自己不就是把SCSI协议给封装到了TCP/IP协议中来传输,才扩展了SCSI协议么?是不是可以这么说:将一种协议封装到另一种协议中,就可以使用另一种协议带来相应的好处呢?不妨就这么假设一下,FC不可扩展,TCP/IP扩展性很强,那么如果把FC协议封装到TCP/IP协议中来传输,是不是也可以获得TCP/IP的扩展性呢?这个想法比较大胆,因为FC本身也是作为一种可以传输其他协议的协议,FC甚至可以承载IP,作为IP的链路层,那么为什么现在确反过头来需要被IP来承载呢?Protocol over Protocol,PoP,即一种协议被over到另一种协议上。且听下面分解。

  

   不能不说的以太网和TCP/IP。我们前面已经对以太网和TCP/IP协议进行了详细的介绍。我们知道,以太网是一个网络通信协议,以太网,并不一定就是HUB,就是交换机,就像某人说过的一句话一样:“网络就是水晶头”。这句话比较有意思,他反映出说这句话的人对网络的不了解。网络就是水晶头,证明他平时所见到的网络,只是以太网而已,青蛙只能看到它头顶上的一片天。但是这句话从某种角度也反映出了以太网在当今的普及程度。前面讲到了以太网是可以寻址的,也就是说它涉及到了OSI第三层的内容,也就是网络层。大家都连接到一个以太网环境中,不需要任何其他上层协议,大家就可以区分开对方,进行通信。既然这样,为什么又需要TCP/IP协议呢?而我们总是说以太网+TCP/IP协议二元组,而不是仅仅说以太网,或者TCP/IP协议?因为以太网和TCP/IP协议,是逻辑上分开的,他们各自是不同的协议体系,那么为什么总是把他们组合起来说呢?他们之间为什么有着割舍不断,藕断丝连的联系呢?这其中原因,还要从IP讲起。

  

   前面也说过了,IP就是一个身份标志,一个用来把你区别于其他人的一个ID。以太网的MAC地址,从原理上讲,就足够用来区分各个节点了。但是前面也分析过完全靠MAC来寻址的缺点。一是MAC地址太长,48位,这个理由现在已经不成立了,因为IPv6的地址是128位的,二是世界上并不都用以太网来建立局域网的,那么就有其他的寻址方式,需要一个秦始皇来统一天下,IP就担任了这个任务。不管以太网,或者串口,或者FDDI之类的局域网方式,它给每个节点都分配一个全球优异的地址:IP地址。那么IP就是它的大名,MAC是它的小名,主机名或者域名,是它的笔名,这么比喻大家应该能理解了。一般大家访问网站之类的,其实就是和提供网站服务的服务器来建立通信,获取他的网页和其他服务,此时我们需要用笔名和他通信,然后你输入笔名在IE浏览器中之后,DNS程序自动把笔名转换成大名,用大名进行通信。那么你的包带着大名到了服务器所在的局域网之后,会由那个局域网的路由器通过发出ARP,来把大名对应成小名,最后通过交换机把你的包发给服务器。为什么要这么麻烦,经过多次转换?首先,把IP转换成域名,是为了我们使用方便,不必记忆那些复杂的IP地址。其次,把MAC转换为IP,是为了天下一统,刚才说过了。其实如果所有人加靡蕴?网联网,那么就可以完全抛弃IP这一层寻址了,但是实际是不可能的,以太网现在还没有一统天下,而且就算一统天下了,人们也似乎不愿意抛弃IP,就像同一个局域网内,还是用IP来直接通信,而不是直接用MAC。如果直接用MAC,则还需要改变程序代码。

  

   原来,整个Internet,不仅仅都是以太网,以太网适合局域网联网通信,但是不适合广域网情况,广域网的联网协议,比如PPP,HDLC,Frame Relay,x25,ATM等等。他们各自都有各自的寻址体系,都有各自的地址,就像以太网有自己的MAC地址一样,Frame Relay也有自己的寻址地址,就是DLCI地址,x25也有自己的地址,ATM同样有自己的地址。如果在一个Internet上有这么多种地址,相互融合,寻址,那后果将是不堪设想,很难维护,需要在各种地址之间,相互翻译,转换,每遇到一种,就转换一次,这非常麻烦,所以IP出现了IP地址,使得所有联网的节点,不管用的什么方式,以太网也好,Frame Relay也好,统统都分配一个IP地址给他,对外最终以IP地址作为寻址地址,而将IP地址,再映射到自己使用的联网方式所使用的寻址地址上,比如IP映射到以太网的MAC,或者IP映射到Frame Relay的DLCI,IP映射到ATM的ATM地址,等等,用来进行地址映射的一套程序,称为address resolution protocol,ARP。很多人听到ARP,就认为是以太网,其实这也是错误的,ARP不仅仅代表以太网中的IP地址和MAC地址的映射,它同样可以代表IP和DLCI的映射等等。
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