光模块的分类与HBA卡的区别

2021年9月13日 2点热度 0条评论 来源: 查里王

一. 光模块的组成结构
二. 光模块的组成
三. 光模块的封装     
四. FC-SAN与IP-SAN的历史       
五.HBA卡的定义
    5.1 以太网卡
    5.2 FC网卡
    5.3 ISCSI网卡
六.光口和电口
      6.1 光口
      6.2 电口  
七.总结

一. 光模块的组成结构     

光模块,英文名叫Optical Module。Optical,意思是“视力的,视觉的,光学的”。

准确来说,光模块是多种模块类别的统称,具体包括:光接收模块,光发送模块,光收发一体模块和光转发模块等。

现今我们通常所说的光模块,一般是指光收发一体模块(下文也是如此)。

光模块工作在物理层,也就是OSI模型中的最底层。它的作用说起来很简单,就是实现光电转换。把光信号变成电信号,把电信号变成光信号,这样子。

虽然看似简单,但实现过程的技术含量并不低。

一个光模块,通常由光发射器件(TOSA,含激光器)光接收器件(ROSA,含光探测器)功能电路光(电)接口等部分组成。

二. 光模块的组成

在发射端,驱动芯片对原始电信号进行处理,然后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出调制光信号。

在接收端,光信号进来之后,由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出电信号。

三. 光模块的封装     

对于初学者来说,光模块最让人抓狂的,是它极为复杂的封装名称,还有让人眼花缭乱的参数。

  • 按封装分类

    传输速率越高的光模块,结构越复杂。为了满足不同结构的需求,产生了各种封装类型的光模块。华为交换机适用的封装类型有:SFP、eSFP、SFP+、XFP、SFP28、QSFP+、CXP、CFP、QSFP28。所有光模块均支持热插拔。

    • SFP(Small Form-factor Pluggable)光模块小型可插拔。SFP光模块支持LC光纤连接器。

    • eSFP(Enhanced Small Form-factor Pluggable)光模块增强型SFP,指的是带电压、温度、偏置电流、发送光功率、接收光功率监控功能的SFP,当前所有的SFP都带,所以也就把eSFP都统一叫SFP了。

    • SFP+(Small Form-factor Pluggable Plus)光模块指速率提升的SFP模块,因为速率提升,所以对EMI敏感,壳子上面的裙片做的多了,配对的笼子也相对缩紧了。

    • XFP(10GB Small Form-factor Pluggable)光模块:“X”是罗马数字10的缩写,所有的XFP模块都是10GE光模块。XFP光模块支持LC光纤连接器。相比SFP+光模块,XFP光模块尺寸更宽更长。

    • SFP28(Small Form-factor Pluggable 28):接口封装大小与SFP+相同,支持速率为25G的SFP28光模块和10G的SFP+光模块。

    • QSFP+(Quad Small Form-factor Pluggable)光模块四通道小型可热插拔光模块。QSFP+光模块支持MPO光纤连接器,相比SFP+光模块尺寸更大。

    • CXP:是一种可热插拔的高密并行光模块标准,在发送和接收(Tx/Rx)方向各提供12个通道,仅适用于短距离多模链路。

    • CFP(Centum Form-factor Pluggable)光模块:长×宽×高尺寸定义为144.75mm×82mm×13.6mm,是一种高速的可以热插拔的支持数据通信和电信传输两大应用的新型光模块标准。

    • QSFP28(Quad Small Form-factor Pluggable 28):接口封装大小与QSFP+相同,支持速率为100G的QSFP28光模块和40G的QSFP+光模块。

 

  • 按速率分类

    为了满足各种传输速率的需求,产生了不同速率的光模块:100GE光模块、40GE光模块、25GE光模块、10GE光模块、GE光模块、FE光模块。

四. FC-SAN与IP-SAN的历史       

      在讨论这个问题的时候,需要先说清楚一个问题:我们知道,在早期的 SAN 存储系统中,服务器与交换机的数据传输是通过光纤进行的,因为服务器是把 SCSI指令 传输到存储设备上,不能走普通 LAN 网的IP协议,所以需要使用FC传输,因此这种SAN就叫 FC-SAN,而后期出现了用 IP协议封装的SAN,可以完全走普通LAN网络,因此叫做IP-SAN,其中最典型的就是现在热门的iSCSI
  这两种方式都需要对数据块进行繁重的读包解包操作,因此高性能的 SAN 系统是需要在服务器上安装一块专门负责解包工作以减轻处理器负担的网卡,这种网卡大家就叫它HBA卡,它除了执行解包工作外当然还可以提供一个光纤接口(如果是iSCSI HBA卡就是提供普通的 RJ45接口)以用于跟对应的交换机连接;

      另外,HBA 物理上你可以把它当作网卡一样插在 PCI 或者 PCI-E 槽位里,因此这种设备的用法非常相一张网卡,很多人也就把它跟普通网卡或普通的光纤网卡混淆了。当然,有的 iSCSI HBA卡就可以当作普通网卡来用,不过从价格上考虑这是非常奢侈的。

五.HBA卡的定义

      HBA的常规定义:就是连接主机 I/O 总线和计算机内存系统的 I/O适配器。
      按照这个定义,像显卡就是连接视频总线和内存,网卡就是连接网络总线和内存,SCSI-FC卡就是连接 SCSI或者FC总线和内存的,它们都应该算是HBA。
      HBA卡有 FC-HBA 和 iSCSI HBA 将来还有其他HBA卡,但是,HBA 通常用在SCSI。Adapter(适配器)和 NIC 用于FC;而NIC也会用于以太网和令牌环网。
  其实,网卡是大家常提到的一个类型设备的总称,是指安装在主机里,通过网络连接线(双绞线、光纤线缆、同轴电缆等)与网络交换机(以太网交换机、FC交换机、ISCSI交换机等)、或与其它网络设备(存储设备、服务器、工作站等)连接,从而形成一个网络的硬件设备。

  那么,光纤网卡这个称呼到底是不是指光纤口HBA卡呢?
  实际上大家常说的光纤网卡指的就是光纤通道网络里的HBA卡。
  因传输协议的不同的,网卡可分为三种,一是以太网卡,二是 FC网卡,三是iSCSI网卡。

    •5.1 以太网卡

      学名Ethernet Adapter,传输协议为IP协议,一般通过光纤线缆或双绞线与以太网交换机连接。接口类型分为光口和电口。光口一般都是通过光纤线缆来进行数据传输,接口模块一般为SFP(传输率2Gb/s)和GBIC(1Gb/s),对应的接口为SC、ST和LC。电口目前常用接口类型为RJ45,用来与双绞线连接,也有与同轴电缆连接的接口,不过现在已经用的比较少了。 

    •5.2 FC网卡

      一般也叫光纤网卡,学名 Fibre Channel HBA。传输协议为光纤通道协议,一般通过光纤线缆与光纤通道交换机连接。接口类型分为光口和电口

    •5.3 ISCSI网卡

      学名ISCSI HBA,传输ISCSI协议,接口类型与以太网卡相同。
  大家说的“光纤网卡”一般是指FC HBA卡,插在服务器上,外接存储用的光纤交换机;而光口的以太网卡一般都叫做“光纤以太网卡”,也是插在服务器上,不过它外接的是带光口的以太网交换机。

六.光口和电口

      6.1 光口

      光纤接口简称为光口也可称之为G口 (意思是G光纤口),是用来连接光纤线缆的物理接口。其原理是利用了光从光密介质进入光疏介质从而发生了全反射。一般是应用于机房、机柜等大型设备的一个光纤带宽接口。

      进行远距离数据传输一般都是通过光纤线缆来进行数据传输,接口模块一般为SFP(传输率2Gb/s)和GBIC(1Gb/s),对应的接口为SC和LC。

      6.2 电口  

      电口就是普通的双绞线(TwirstPair)接口,传输的是电信号,而电口是相对光口来讲的,是指防火器的物理特性,主要指铜缆,是处理的电信号。目前使用普遍的网络接口有百兆电口和千兆电口、万兆电口等。简单来说,电口就是普通的网线接口,一般速率为10M、100M或者1000M。

       我们常说的RJ45的端口也就是网线口接口类型,一般为DB9针或HSSDC。 

  服务器网卡光口和电口网卡的主要区别主要是在于传输距离上,服务器电口网卡的传输距离只能到100米,而服务器光口网卡分为单模和多模,多模一般传输几百米,单模传输可以达到几千米,什么传输速率的,都一样的。    

 七.总结

       其实这些网卡还是很好区分的,看下表就清楚了: 
       •HBA卡:FC-HBA卡(俗称:光纤网卡)、iSCSI-HBA卡(RJ45接口) 
       •以太网卡:光纤接口的以太网卡(俗称:光纤以太网卡)
  不过这些都是大家的俗语或常用语,有一定的使用环境。我们建议大家不要使用光纤网卡这个称呼,而是直接说成FC-HBA卡,这样就绝对不会造成误解了。

 

    原文作者:查里王
    原文地址: https://blog.csdn.net/tony_vip/article/details/105488517
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