Fibre Channel ist ein Standard aus dem Bereich der Speichernetzwerke.
Die meisten Storage Area Networks basieren heute auf der Implementierung des Fibre Channel-Standards. Die erreichten Bandbreiten liegen heute bei 4 Gb/s (4GFC), was im Vollduplex-Betrieb für Datentransferraten von 800 MB/s ausreicht. Es sind jedoch auch geringere Bandbreiten möglich, so war bis vor wenigen Jahren noch 1 Gb/s (1GFC) die maximale Bandbreite im Fibre Channel. Als Übertragungsmedium findet man Kupferkabel und Glasfaserkabel, die Glasfaser ist die am häufigsten verwendete Kabelart bei Fibre Channel. Wegen dieser Möglichkeit nennt sich die Technik auch nach dem französischen "fibre" und nicht nach dem englischen "fiber"
Es können generell zwei Arten von Fibre Channel-Implementierungen unterschieden werden, die Switched Fabric, die meist als Fibre Channel, oder kurz FC, bezeichnet wird und die Arbitrated Loop, kurz als FC-AL bekannt. Bei der Fibre Channel-Switched Fabric werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen den Endgeräten geschaltet, beim Fibre Channel-Arbitrated Loop handelt es sich um einen logischen Bus, bei dem sich alle Endgeräte die gemeinsame Bandbreite teilen.
Ähnlich wie bei klassischen Netzwerken, wo jede Netzwerkkarte eine MAC-Adresse hat, hat bei Fibre Channel jedes Gerät eine WWN (World Wide Name). Es handelt sich dabei um eine 64-Bit-Hexadezimalzahl, die jedes Fibre Channel-Gerät eindeutig identifiziert. Neben der WWN wird noch die WWPN verwendet, hierbei handelt es sich um den World Wide Port Name. Fibre Channel Geräte können über mehr als nur einen Port verfügen, in diesem Fall hat das Gerät weiterhin nur eine WWN aber es besitzt WWPNs in der gleichen Anzahl wie es Ports besitzt. Die WWN und die WWPN sind sich in der Regel sehr ähnlich, so unterscheiden sich die beiden Adressen meist nur in einem Bit.
Die Erweiterungskarten, die es den Servern ermöglichen über Fibre Channel zu kommunizieren, werden als HBAs (Host Bus Adapter) bezeichnet. Typische HBAs benötigen einen PCI-X-Steckplatz mit 64 Bit Busbreite und mindestens 100 MHz Taktrate.
Fibre Channel-Arbitrated Loop (FC-AL)
FC-AL wird auch als Low Cost-Fibre Channel bezeichnet, es bildet häufig den Einstieg in die Welt der Storage Area Networks. Häufig findet man FC-AL-Implementierungen bei kleineren Clustern, in denen es mehreren physikalischen Nodes möglich ist, auf einen gemeinsamen Massenspeicher direkt zuzugreifen. Hier hat SCSI seine Grenze erreicht, weshalb man die Eigenschaft des Fibre Channel nutzt, die es erlaubt, mehrere Hosts mit mehreren Speichersubsystemen zu verbinden.
Fibre Channel-Arbitrated-Loop erlaubt es, 127 Geräte an einem logischen Bus zu betreiben. Dabei teilen sich alle Geräte die verfügbare Bandbreite von 1 GB/s bzw. 2 GB/s. Die Verkabelung erfolgt zumeist sternförmig über einen Fibre Channel Hub, es ist jedoch auch möglich, die Geräte ringförmig zu verbinden, da viele Fibre Channel-Geräte über zwei Ein- bzw. Ausgänge verfügen.
Fibre Channel-Switched Fabric (FC-SW)
Bei der Fibre Channel-Switched Fabric handelt es sich um die leistungsfähigste und ausfallsicherste Implementierung von Fibre Channel, in den meisten Fällen ist Switched Fabric gemeint, wenn nur von Fibre Channel gesprochen wird. Im Zentrum der Switched Fabric steht der Fibre Channel Switch oder der Director. Über dieses Gerät werden alle anderen Geräte miteinander verbunden, so dass es über den Fibre Channel Switch möglich wird, direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen je zwei beliebigen angeschlossenen Geräte zu schalten.
Um die Bandbreite weiter zu steigern ist es möglich, mehrere HBAs in einem Server einzubauen. Nachdem sich jeder HBA des Server mit einem PLog (Port Login), der seine WWPN und WWN enthält, am Switch angemeldet hat, erkennt der Switch durch die einheitliche WWN auf allen Verbindungen, dass es sich um den selben Server handelt und somit die Verbindungen gebündelt werden können.
Außerdem können bei Verwendung mehrerer Switches diese untereinander kombiniert werden. Die Switches erkennen dann untereinander die Topologie und nutzen diese intelligent. So wird stets der am geringsten belastete Weg genutzt. Wenn der Server über mehr als einen HBA verfügt und jeder HBA auf einem anderen Switch gesteckt ist, kann der Server somit ein Speichersubsystem auf mehreren Wegen erreichen. Diese Fähigkeit im Fibre Channel wird als Multi-Pathing bezeichnet. Sie erhöht die Ausfallsicherheit und die Leistung des Storage Area Networks (SAN), da zwischen verschiedenen Geräten mehr als ein möglicher Datenweg besteht.
Um die Ausfallsicherheit weiter zu steigern, ist man in vielen Fibre Channel Implementierungen dazu übergegangen, mit redundanter dualer Fabric zu arbeiten. Es werden also zwei vollkommen unabhängige Switched Fabrics betrieben, jedes Speichersubsystem und jeder Server ist mit mindestens einem HBA an jeder der beiden Fabrics angeschlossen. Das Gesamtsystem kann neben dem Ausfall einzelner Datenwege sogar den Ausfall einer ganzen Fabric verkraften. Diese Fähigkeit spielt besonders im Bereich des Disaster Recovery eine wichtige Rolle.