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数字媒体的新互联技术 |
今天，随着桌面处理能力和用户数量的不断增长，使现有的网络技术性能和可靠性有所下降，同时人们对新的互联技术的需求也正在增长。数据集成应用于视频、电影、广播、后期制作、图像、视觉模拟、造型和新闻前制，它们都需要很高的生产能力。而数据集成恰恰适应了低价格而高性能的工作站和拥有大存储容量的子系统的要求。小型计算机系统接口（SCSI）是一种现今最流行的高性能外围接口技术。然而，随着用户对其要求的不断增长，桌面工作站经常需要存取视、音频数据，并通过本地工作站或远程设备集中存储，这些使SCSI的局限性显得很突出。在大型的配置中，庞大的电缆连接装置使SCSI的成本大幅度的增长。服务和维护变成了负担。由于在一定带宽下，随着距离的增长，信号衰减，导致实际应用中SCSI电缆的长度受到了限制。尽管新一代SCSI产品在性能上将有所提高，但它们仍然不能满足不断增长的设备连接和远距离连接的要求。当计算机达到了更高的处理能力，计算机与I/O设备间的网络在运行时已达不到期望的速度。这种在传输速度上的不足已成为通信渠道在系统性能上的障碍。新的串行接口比传统的并行SCSI接口有更多的优势。它使用简单的点对点连接方式，从而增加了其可靠性并降低了电缆连接的复杂程度。串行接口更提供了全双工能力，因此数据可以通过两条相互独立的数据通道进行传输，提高了容错能力。光纤通道（FC）是一种高性能的互联标准，它存在于桌面工作站，大储存量子系统，外围设备和主系统之间，被设计成双方向的，点对点的串行数据通道。光纤通道比当前的网络快几个数量级，能够以超过十亿（比特/秒）的速度在两个方向上同时传输。它还能超越光纤和铜缆支持当前的协议如：IP，SCSI，HIPPI，IPI。显然，光纤通道有潜力成为下一代的接口标准，它可以为高性能的分布式应用和数据集成的环境提供高速和稳定的连接。数据集中网络，作为领导高性能数字媒体和数据管理的解决方案，现正利用它丰富的经验全力开发一种可行的光纤通道存储解决方案。不管是在单一用户或分布式处理硬盘存储器方面还是在局域网应用方面，这些解决方案都超越了SCSI处理时的种种局限。
通道、网络和光纤通道
通道和网络是服务于设备间通讯的两种基本的外围连接装置。通道可提供设备间专用的点对点的连接。它的基本任务是用最少的时间传送数据。网络是一些分布式节点的集合，通过它自己的协议，支持这些节点间的相互作用。网络是在一种未预设的连接环境中运行，而通道则运行在一种封闭的、结构化的并且可预设的环境中。在那里所有的设备都可以和一台事先已知的主机相联系，并且任何改变都要求主机软件和配置表作出相应的变化。这种配置知识是有关通道性能水平的基础。通道趋向于硬件集成同时执行简单的纠错。它的任务范围比网络小的多。另一方面，网络是软件集成的，由于它必须管理网络协议并在节点间传输数据，所以有很大的开销，。网络分离并传输数据，同地址信息同时通过一个共享的介质从一个节点传输到另一个节点。当已经有两个节点使用网络传输信息时，其它的节点则在使用上受到了限制。结果，节点间由于传输介质而产生了持续的竞争，数据包开始互相抵触，导致长时间的延持和传输可靠性的下降。因此，每一个节点必须能够在网络中识别错误状况并提供纠正措施。光纤通道是一个单独的接口，它兼备了网络的可连接、远距离传输以及支持通道在单一或循环传输数据时的多路协议的属性。换言之，通过光纤通道，网络和通道活动可以通过使用相同的物理介质和一个公共硬件端口的相同的物理传输协议来执行。
光纤通道的特征
光纤通道接口可以简单的看作是传输支持命令的装置。它并不知道被传输信息的内容和含义，只是简单地编制SCSI命令，例如：把信息包传输到适当的设备，并提供纠错以确保信息到达其目的地的准确性。与网络不同的是，光纤通道是独立的拓朴结构。编码方法、时钟速度、数据封装、域名格式和帧长度限制是不存在的。光纤通道可以适当减轻系统生产厂商维持当前不同的通道及网络的负担，这是因为它提供了一个有关网络、存储及数据转换的标准。光纤通道不同于其它连接标准之处在于它的终端处理方面。其它的标准需要其每一个节点拥有对终端管理的处理功能。在光纤通道中，这些功能被一些存在于光纤结构中的特殊的服务器处理，且并不是必须由每一个节点来处理，因为这是一个简单而低成本的系统。光纤通道建立于设备间点对点的连接之上，为每一个连接提供足够的带宽。它采用线路转换建立多重连接，从而消除了当前网络连接的拥挤问题。由于传输与控制协议被隔离开，一个混合的拓朴结构（点对点连接、环路、交叉点转换）得以实现。光纤通道具有很高的吞吐量--超过100MB/S，它快于目前最普遍的通道四至五倍,相当于现在网络的100倍。这等于每秒种传输60000页的文本。对于双环结构，其吞吐量可达200MB/S。额外的双环提供了一个集合的带宽，它能支持一个引人注目的高吞吐量，提供数据存储管理并使数据流被适当的编址。光纤通道设备被称作节点，每个节点至少有一个端口来提供对其它节点的存取。它使用一种活动的智能互联装置来连接设备，我们称其为光纤结构。每一个光纤通道端口使用一对光纤，一根从端口传出数据，另一根则接收数据。光纤可以是电缆或光缆。
数字视频环境的光纤通道
当视频、电影、后期制作、广播、图像、视觉模拟、造型和新闻前制工业的生产技术由模拟转换为数字时，在使用计算机的艺术家、编辑及生产者之间的迅速而有回应的联系的需要正迅速增长。
为什么是数字的？
一些诸如图像编辑、数据处理和多层合成这样具有创造性的工作的工具已经全部转换为以软件为基础的执行过程。这些适合于像高端工作站一样的通用计算机平台的工具变得可以获得。这些为用户提供了更大的创造自由。新的功能和存储能力可以通过经常性的软件升级而不是替换已集成的硬件来增加。通过以软件为基础的工具，发生器可以产生出正交图像，创作动画序列，完成3D造型和模拟，并产生出一些视觉效果而无须昂贵的电脑控制摄像机，精致的模型或耗时的硬件基础的图像制作技术。生产力由于合作工作过程和对十字平台协作能力的支持而大大提高。
速度
与传统的文本基础的计算相比，数字媒介的计算有更高的带宽和容量需求。一分钟视频文件的长度或从一个遥远的感应卫星上下载成像一分钟而形成的未经压缩的文件的大小已迅速超过了1GB。很明显图像服务器的存储容量一定要可升到成百个千兆字节甚至TB。随着这个系统中用户数量的增长，合计产出量的需求和合适的数据流处理以及纠错已变得十分关键。为适应所有这些需求，网络必须能够在超过几百兆每秒的传输速率下传输数据。不幸的是，这在现存的网络如以太网，FDDI或令牌环网络（Token
Ring）中不能达到。由于使用了较慢的网络和通道技术，生产过程迅速放慢，失去了许多有价值的创作的时间。很明显，我们需要一种网络解决方案的转换范例，它必须在计算机与硬盘、计算机与计算机的联系中，访问包括硬件和软件的性能不足，容错能力和有效率的数据管理。
光纤通道和ATM
在崭新的高速网络中，光纤通道和异步传输模式是最重要的，它们都应用于不同的领域中。
ATM被设计为与工作站、电话设备、视音频记录及回放设备，还有LAN
HUBS，网桥和路由器互连。对于需要同步服务如多媒体和电话会议的网络应用，尤其是越过一个较远的距离，它是一个很好的选择。尽管如此，光纤通道还支持ATM协议，这意味着ATM可以通过FC-PH（光纤通道物理标准）被设计，在光纤通道拓扑结构中产生另一个适应性标准。因此，光纤通道可与ATM兼容与共存。
关于SSA的几句话
关于FC-AL和SSA的优点的讨论已进行了许多。尽管每种技术都有其长处和优点,计算机产业还是对FC-AL表现出一致的偏爱。而且，当对FC-AL的支持不断扩大时，支持SSA的卖主数量正在减少。性能看起来是最重要的选择因素。SSA的一个重要目标是利用一个低成本的CMOS（互补金属氧化物半导体）技术完成单个芯片的设计。SSA是全双向的，它提供两个相互独立的20MB/S的双向连接，服务于共40MB/S的连接带宽。与之比较，FC-AL的每个端口可获得100MB/S的传输速度，在两个方向上提供共计200MB/S的带宽。这对视频和图象应用来讲是足够的，而无须一个脱离硬盘控制器的昂贵的并行接口。另一方面，SSA在后期制作视音频编辑，再控制和下一代的医学图像处理上也许需要这样一个控制器，它们都需要一个大于400MB/S的吞吐量。
SSA还在子系统中有最小量设备时有一定的局限性，并且虚拟驱动器也许会占用空的插槽。光纤通道是一个存储接口标准的网络，而SSA标准包含磁盘存储。光纤通道不仅提供100MB/S的硬盘连接，它还可以使用相同的主适配器，在一个100MB/S的网络中连接系统。相同的硬件设备用来连接磁盘到多重系统外壳，例如，在这些系统中支持TCP/IP。这可通过一个实的底板近似的完成工作站的连接。它当然可以为高数据率协作提供有成本效益的解决方案，如视频编辑和图形处理。由于有充分的容错能力和提供特别的弹性，FC-AL对于磁盘集成、用户集成应用来讲是一个理想的外围端口，如与网络有关的存储，通过本地的数据映射，视频点播，网络的非线性视频编辑，卫星成像数据获取和处理，高端磁盘序列子系统及医学成像。新的光纤通道接口将在一个比现有系统成本低很多的成本上提供一个高速的与大存储系统的连接。同时，它可以对硬件和软件进行有效的平衡。DataDirect网络系统的光纤通道解决方案能平衡你现在的网络和存储投资，为您提供前所未有的高性能和适应性。
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