serial attached scsi что это
Serial Attached SCSI
Содержание
Введение
Типичная система с интерфейсом SAS состоит из следующих компонентов:
Инициаторы (англ. Initiators ) Инициатор — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для целевых устройств и получает подтверждения по мере исполнения запросов. Чаще всего инициатор выполняется в виде СБИС. Целевые устройства (англ. Targets ) Целевое устройство содержит логические блоки и целевые порты, которые осуществляют приём запросов на обслуживание, исполняет их; после того, как закончена обработка запроса, инициатору запроса отсылается подтверждение выполнения запроса. Целевое устройство может быть как отдельным жёстким диском, так и целым дисковым массивом. Подсистема доставки данных (англ. Service Delivery Subsystem ) Является частью системы ввода-вывода, которая осуществляет передачу данных между инициаторами и целевыми устройствами. Обычно подсистема доставки данных состоит из кабелей, которые соединяют инициатор и целевое устройство. Дополнительно, кроме кабелей в состав подсистемы доставки данных могут входить расширители SAS. Расширители (экспандеры) (англ. Expanders ) Расширители (экспандеры) SAS — устройства, входящие в состав подсистемы доставки данных и позволяют облегчить передачи данных между устройствами SAS; например, расширитель позволяет подключить несколько целевых устройств SAS к одному порту инициатора. Подключение через расширитель является абсолютно прозрачным для целевых устройств.
Спецификации на SAS регламентируют физический, канальный и логический уровни интерфейса.
Сравнение SAS и параллельного SCSI
Сравнение SAS и SATA
Разъёмы
Как правило, разъёмы SAS значительно меньше разъёмов традиционного интерфейса SCSI, что позволяет использовать разъёмы SAS для подключения компактных накопителей размером 2,5 дюйма.
Существует несколько вариантов разъёмов SAS:
Живучий SCSI
Раз уж мы начали рассматривать историю хранения данных — познакомимся поближе с одной из технологий, которую мы в прошлой статье упомянули только вскользь. Удивительно в этой технологии то, что, появившись в самом начале 80-х, она с разными изменениями дожила до современности, и не собирается уступать позиции. Речь пойдет о SCSI.
«Отцами-основателями» SCSI можно считать компанию Shugart Associates, стандарт из которого родился впоследствии SCSI изначально носил слегка неблагозвучное для русского уха название SASI (Shugart Associates System Interface). Компания эта, ныне не так широко известная, в конце 70-х практически доминировала на рынке дисководов, и именно эта компания предложила популярный формат 5¼ дюймов. Контроллеры SASI обычно были размером в половину диска и подключались 50-пиновым плоским кабелем, который впоследствии стал коннектором SCSI-1.
За переименованием стандарта стоял ANSI, к 1982 году разработавший стандарт этого интерфейса. Дело в том, что политика ANSI не разрешает использовать названия компаний названии стандартов, поэтому SASI был переименован в «Small Computer System Interface», что и дало знакомую нам аббревиатуру. «Отец» стандарта Ларри Бушер (Larry Boucher) хотел, чтоб эта аббревиатура читалась как «сэкси», но прочтение от Дал Аллана (Dal Allan) «сказзи» прижилось больше.
Несмотря на то, что в основном SCSI ассоциируется с жесткими дисками, этот стандарт позволяет создавать практически любые устройства, подключаемые по данному интерфейсу. Со SCSI выпускалась масса устройств: жесткие диски, магнитооптические накопители, CD и DVD приводы, стриммеры, принтеры и даже сканеры (LPT порт был слишком медленным для работы цветных сканеров высокого разрешения).
Несмотря на то, что в большинстве «простых компьютеров» SCSI как интерфейс не встречается, набор команд этого стандарта широко используется. Например, набор команд SCSI программно реализован в едином стеке Windows для поддержки устройств хранения данных. Так же, практически стандартом стала реализация команд SCSI поверх IDA/ATA и SATA интерфейсов, используемых для работы с CD/DVD и BlueRay, названная ATAPI. Так же эта система команд, реализованная поверх USB, стала частью стандарта Mass Storage Device, что позволяет использовать любые внешние USB хранилища данных.
Исторически, первым интерфейсом стал Parallel SCSI, использующий коннекторы на 50, 68 и 80 пин, расположенные на плоском кабеле, часто экранированном. Этот стандарт развивался на протяжении многих лет, пройдя путь от 40 МБит/с в SCSI-I до 5120 МБит/с в Ultra-640 SCSI. Несмотря на этот прогресс, данный интерфейс уже признан устаревшим, и заменяется более продвинутым решением в виде Serial Attached SCSI (SAS), но про SAS — немного позже. Пока давайте посмотрим, какие еще интерфейсы кабелей использовались в SCSI.
Реализация протокола SCSI по оптическим волоконным каналам, получившая название FCP (Fibre Channel Protocol или FC), позволяет добиваться высоких скоростей и использовать соединительные провода большой длины (до десятков километров с использованием одномодовой оптики). Из-за высокой стоимости используется в больших сетях обработки данных. Сегодня FC используется только для так называемого «фронт-энда», то есть для подключения компьютеров (в основном серверов) к системам хранения данных.
iSCSI, как понятно из первой буквы в названии — служит для обработки SCSI комманд через Интернет, но чаще всего используются все-таки в локальных IP-сетях компаний. Так как этот стандарт, в отличие от FCP, не требует дорогостоящего оборудования, он часто выступает в роли более дешевой замены «оптики». Основные два сценария применения данного стандарта — консолидация хранения данных (данные вместо разрозненных сетевых хранилищ собираются в одном месте, чаще всего в датацентрах) и защита от сбоев (iSCSI позволяет прозрачно для потребителей перемещать дисковые массивы по глобальной сети). iSCSI сильно зависит от физического и канального уровней сетевой модели, определяющих скорость и максимальные задержки в среде. Так, iSCSI на 1Gb/s Ethernet позволял передать всего лишь до 100МБ/с. Гораздо лучше дела обстоят в сетях 10GE, но технологии 10GE только сейчас отвоевывают себе значительные сегменты в корпоративных сетях.
SCSI RDMA Protocol (часто сокращаемый до remote SCSI) позволяет одному компьютеру подключиться к ресурсам другого, используя протокол удаленного прямого доступа к памяти. Так как RDMA отличается низкой латентностью и высокой пропускной способностью — наибольшее применение он получил в кластерах.
USB Attached SCSI — тоже понятно из названия. Реализует подключение SCSI через USB-интерфейс. В теории способен обеспечивать скорость до 3200 МБит/с.
Serial Attached SCSI — наиболее распространенный сейчас вид интерфейса, вытесняющий старый параллельный вариант. Обеспечивает скорость до 6 Гбит/с (вариант на 12 Гбит/с находится в активной разработке и будет выпущен летом 2013 года). Этот протокол является «ближайшим родственником» используемого сейчас повсеместно SATA, более того — SATA устройства можно подключать к SAS контроллерам. В обратную сторону, правда, это не работает, и даже разъем SAS сконструирован так, чтоб не дать это сделать (разве что сборщик системы будет ну очень сильным).
В отличие от старого параллельного SCSI, SAS системы обладают следующими достоинствами:
— меньшее количество сигнальных линий, поэтому более компактные провода;
— использование соединения точка-точка, в отличии от P-SCSI, использовавшего шину, из-за чего одновременно с контроллером могло работать только одно устройство;
— SAS не нуждается в специальной насадке-терминаторе на кабель;
— новый протокол не страдает от проблемы не одновременного прохождения сигнала по разным проводам в шине;
— разительно выросло количество одновременно поддерживаемых устройств, старые SCSI поддерживали от 8 до 32, новые — более 16384;
— SAS дает более высокую пропускную способность, а что особенно хорошо — эта пропускная способность эффективно используется между каждым инициатором и целевым устройством, в то время как на параллельном SCSI пропускная способность шины делилась поровну между всеми устройствами;
— совместимость с устройствами SATA
Неразрывно с историей хранения данных, SCSI и SAS связанна и история компании LSI. Будучи одной из первых в мире компанией, внедривших устройства ASIC (Application Specific Integrated Circuit) — специализированные микросхемы, направленные на выполнение выделенных задач, LSI не могла пройти мимо настолько бурно развивающейся области. Для LSI история SCSI началась с приобретения в 1998 году подразделения Symbios, в свое время бывшей частью NCR, AT&T и Hyundai. Это подразделение было основано в NCR в 1971 году и на момент приобретения было производителем SCSI-адаптеров. Спектр устройств, выпущенных LSI, начинается с микросхемы LSI53C825AE, позволявшей пропустить до 20MB/s данных и соответствовала стандарту Fast Wide SCSI. В процессе развития была разработана так называемая архитектура Fusion-MPT (Message Passing Technology), позволяющая максимально «облегчить» драйвер устройства в операционной системе и ускорить процесс общения между компонентами подсистемы ввода-вывода. Эта технология дожила и до сегодняшних устройств SAS-3 (12Gbit/s), более чем на три порядка превосходящих по скорости первые чипы SCSI. Кроме контроллеров, для SCSI LSI также производила и другие микросхемы, такие как хост-адаптеры и конвертеры (расширители) SCSI.
Нельзя не упомянуть и еще один интересный факт. Совсем недавно компания Seagate анонсировала выпуск двухмиллиардного жесткого диска. Жесткий диск – это очень высокотехнологичное устройство, содержащее большое количество различных компонентов. LSI выпускала и продолжает выпускать довольно много микросхем для жестких дисков. Традиционно это был «Read Channel», сейчас для этого есть так называемые SOCs (System on Chip).
Еще одним крупным игроком на рынке SCSI была компания Adaptec. В отличие от LSI, всегда плотно работавшей с OEM-каналом, компания Adaptec в основном ориентировалась на готовые продукты, и поэтому более известна в мире IT под собственным именем. Около двух лет назад компания была приобретена производителем полупроводниковых устройств PMC и сейчас продукция компании носит название Adaptec by PMC. Компания также успешно пережила все поколения SCSI и теперь выпускает устройства для SAS.
История Parallel SCSI была долгой и бурной, но, в конце концов, закончилась. Уже более двух лет адаптеры P-SCSI не выпускаются, уступив технологии SAS, уже насчитывающей 2 поколения.
Надеемся, что наше знакомство с миром SCSI устройств было вам интересно, и в следующей статье мы продолжим его, рассмотрев SAS более подробно и в деталях.
SAS-разъем: типы, особенности и фото
SAS Serial Attached SCSI основан на концепции SCSI. Исторически сложилось так, что протокол SCSI не так часто использовался в вычислениях. Он применяется в основном в серверных системах и в других областях, таких, как оптоволоконные соединения с системами хранения. SAS, в отличие от SSD, является не носителем данных, а интерфейсом соединения, отправляющим большие объемы информации с разными скоростями передачи. Диски SAS и SATA очень похожи, отличаются только разъемами. Поэтому нужно научится различать систему хранения (SSD или HDD) и интерфейсы подключения для этих систем перед тем, как подключить SAS-диск к SATA-разъему.
История развития протокола
Вам будет интересно: Коммутатор Cisco Catalyst 2960 модели WS-C2960-24-S. Комплектация, характеристики и возможные сферы использования
Помимо небольшой разницы между разъемами, отличие между этими двумя технологиями заключается в протоколе связи, поэтому диск SAS напрямую не присоединяется к контроллеру, что учитывают перед тем, как подключить SAS-диск к SATA-разъему. Одно из требований системы SAS заключается в том, что она может работать с подключенными дисками SATA, хотя при доступе к нему это приводит к снижению производительности.
Вам будет интересно: Как собрать игровой ПК самостоятельно: подборка комплектующих
Интерфейс Serial Attached SCSI
Как и в случае с SATA, интерфейс SAS пришел на смену стандарту SCSI (Small Computer System Interface), присутствовавшему на большинстве серверов того времени и ставшему маломощным для огромного потока информации, необходимой для сетевых служб и увеличения количества присоединенных устройств. Появление интерфейса SAS позволило повысить скорость передачи информации и одновременно подключить большее количество периферийных элементов.
Интерфейс SAS в третьей версии имеет пропускную способность от 3 Гбит/с в первой версии SAS-1, до 6 Гбит/с в SAS-2, 12 Гбит/с в SAS-3 и 24 Гбит/с для его следующей версии SAS-4.
С более высокой скоростью передачи данных схема подключения SATA-диска в SAS-разъеме удваивает кэш дисков SATA с 64 МБ до 128 МБ. Таким образом буфер всегда готов к отправке информации, при этом иногда применяются гибридные системы кэширования, в которых, помимо традиционных микросхем кэш-памяти, также используется память NAND для ускорения отправки информации.
Вам будет интересно: Как подключить «Дуалшок 4» к ПК: советы и инструкции
В блоках SAS данные являются наиболее важными, поэтому эти диски имеют более совершенные системы защиты от потери информации, что делает их безопасными и надежными. Разъемы SAS и SATA физически очень похожи, хотя есть некоторые различия между ними, и чтобы они не приводили к ошибкам при подключении, их надо учитывать перед тем, как подключить диск SATA в SAS.
Стандарты SCSI
Он предназначен для использования лучших функций SCSI, Serial ATA и дисков Fibre Channel, имеет некоторую совместимость с SATA только в одном направлении. Контроллер SAS распознает диск SATA, но тот не распознает диск SAS. Скорости передачи начинаются с 3 Гбит/с, а стандарт требует увеличения до 10 Гбит/с.
Последовательное соединение устройств
Обычно хост-адаптеры по умолчанию прерываются. Если устройства подключены как внутри, так и снаружи, пользователь должен удалить завершение хост-адаптера и применить завершение к концам обеих цепей. Существуют адаптеры, позволяющие подключать периферийные устройства SCSI через параллельный порт. Скорость передачи данных через параллельный порт значительно ниже, чем у хост-адаптера SCSI, но он обеспечивает возможность подключения SCSI к ноутбукам.
Не все устройства могут работать на параллельном адаптере, некоторые имеют свои собственные адаптеры параллельного порта. В целом при использовании адаптера SCSI параллельный порт получит скорость передачи около 1 Мбит/с.
Идеальные дополнения к интерфейсам
Вам будет интересно: Коммуникатор DES-1008D от компании D-Link. Комплектация, спецификации и порядок настройки
Совместимость SCSI с SATA обеспечивает дополнительную гибкость корпоративного хранилища. Поскольку их диски могут совместно использовать общую объединительную панель и размещаться в одном корпусе, одна подсистема на основе SAS способна выполнять широкий спектр задач корпоративного хранения: от высокодоступного онлайн-хранилища до переноса данных с диска на диск, резервное копирование и хранение на близком расстоянии. Консолидация в меньшее количество более национализированных подсистем может сэкономить значительную сумму средств и минимизировать места размещения, что приведет к снижению затрат на обслуживание хранилища ИТ.
Кроме того, развивающиеся организации могут приобретать кабели SAS, объединительные платы и корпуса для начального использования с дисками SATA будучи уверенными в том, что такое оборудование не устареет, когда их потребности в хранилище будут расширяться, а диски корпоративного класса востребованы. Диски SAS можно просто подключить к существующим подсистемам хранения.
Распиновка внутреннего разъема
Распиновка SAS-разъема проводится для правильной передачи данных. SAS заменяет старый Parallel SCSI и, как и его предшественник, использует стандартный набор команд SCSI. SAS предлагает опциональную совместимость с SATA версии 2 и выше. Это позволяет подключать диски SATA к большинству объединительных плат SAS или контроллеров. Обратное подключение их к соединительным платам SATA невозможно. Существует более шести различных вариантов физических разъемов. Распиновка внутреннего разъема SAS SFF-8482.
Системный интегратор (SI)
Проблемы, с которыми сталкиваются системные интеграторы (SI) при изучении того, как взаимодействовать с технологиями и компонентами для того, чтобы заставить все работать вместе, требуют опыта. PMC-Sierra поставила системного интегратора (SI) на место интервьюера. Системная розетка SAS совместима как с разъемом SAS HDD, так и с SATA HDD. Однако розетка SATA с печатной платой (PCB) не примет штекер SAS HDD.
Устройство включает несколько различных механических конфигураций, таких как:
Комитет по малому форм-фактору (SFF) в рамках рабочей группы по стандартам определил несколько разъемов дисков SAS для подключения к печатной плате.
Доступны следующие варианты: монтаж под прямым углом, вертикальный монтаж, монтаж на панели и кабель. Два различных внешних кабеля: 4-сигнальные и 2-сигнальные, были определены в Комитете SFF как основные. Сигнальный 4X и розетка для печатной платы указаны в SFF-8470. Сигнальный 2x и двухрядная розетка HSSDC2 указаны в SFF-8424.
Диски SAS против SATA
Диски SATA более распространены и доступны. Если интерфейс SAS имеет большую полосу пропускания, через которую можно одновременно передавать большое количество данных, было бы расточительным не использовать его с системами хранения, способными работать с более высокой скоростью.
Одно из основных различий между жесткими дисками, использующими интерфейс SAS и SATA, заключается в том, что в случае SATA они вращаются со скоростью от 5400 до 7200 об/мин на дисках, которые они используют. Интерфейс SAS делает это на скоростях от 10000 до 15000 об/мин, что значительно улучшает конечную производительность.
Не принимая во внимание огромную разницу в цене, обе системы очень равномерны с точки зрения возможностей. Технология хранения данных, используемая для обоих интерфейсов, построена на одной базе и позволяет находить диски объемом до 12 ТБ с интерфейсом SATA или SAS.
SATA и SAS используют полнодуплексные коммутируемые последовательные соединения «точка-точка». Нет необходимости вручную назначать идентификаторы устройств или разрывать соединения как в случае решения Parallel SCSI. И SATA, и SAS обеспечивают скоростное подключение устройства, хотя следует соблюдать осторожность, чтобы избежать статического разряда.
Кабели данных и питания SATA могут устанавливаться независимо или в виде соединительного разъема. Эта последняя конфигурация приводит к путанице с разъемом SAS, который выглядит аналогично соединенному у SATA.
Карты расширения Mini-SAS, поддерживающие 4 или 8 портов, становятся довольно популярными для реализаций RAID (случайный массив независимых дисков), которые обеспечивают как более высокую производительность ввода-вывода, так и избыточность компонентов.
Маркировка кабеля
Следующая таблица содержит информацию о маркировке кабеля, предназначенной для соответствия правильному порту компонента, к которому должен быть подключен конец кабеля.
Верхние разъемы на трехпортовом адаптере SAS
Адаптер PCIe SAS в отсеке ввода/вывода 12x PCIe для внутренних слотов для дисков SAS
Два адаптера SAS для блока расширения дисков в конфигурации RAID
Адаптер SAS для блока расширения носителя или два адаптера SAS для блока расширения диска в уникальной конфигурации JBOD
Адаптер SAS для внутренних слотов дисков SAS для порта SAS внешней системы в вашей системе
Адаптер PCIe SAS в отсеке ввода/вывода 12x PCIe для внутренних слотов для дисков SAS
Один блок расширения диска для другого в каскадной конфигурации
Вам будет интересно: Инструкция по замене батарейки на материнской плате компьютера
Верхние разъемы на трехпортовом адаптере SAS
Два адаптера SAS для блока расширения дисков в конфигурации RAID
Порт SAS внешней системы для блока расширения диска
Портфель продуктов Mini-SAS HD
Amphenol предлагает mini SAS разъем HD с оптическими кабелями для протоколов SAS 2.1 (6G) и SAS 3.0 (12G). Он оснащен спиральным оптическим кабелем диаметром 2,9 мм, обеспечивающим простую прокладку его в любом направлении, а также выходами, в которых можно разместить либо прямой оптоволоконный выход на задней стороне разъема, либо прямоугольный выход. Длина его от 5 до 100 метров.
Mini-SAS Amphenol ICC, система соединителей высокой плотности, относится к SAS следующего поколения. Она обеспечивает более высокие скорости передачи данных и большую пропускную способность.
Система коннекторов Mini-SAS Amphenol ICC обеспечивает удвоенную плотность портов текущих коннекторов Mini-SAS с опциями портов 1 x 1 (4x), 1 x 2 (8x) и 1 x 4 (16x). Система разъемов Mini-SAS HD имеет двухрядный прямоугольный разъем со скоростью передачи данных 12 Гбит/с на канал. Каждый порт обрабатывает 4 полосы данных со скоростью до 48 Гбит/с общей пропускной способностью.
Особенности и преимущества.
Недостатки общего интерфейса
Известны случаи, когда перенос данных из SAS в SATA был полезен. Например, использование дисков SAS для массового хранения информации с низкой доступностью является расточительным распределением ресурсов, а объединительные платы SAS позволят ИТ-менеджерам беспрепятственно заменить недорогие диски SATA для таких приложений хранения данных. Это представляет собой разумное и экономически эффективное пользование в корпоративной среде.
Однако под постоянным давлением урезания ИТ-бюджетов и энтузиазма по поводу очевидного преимущества SATA в соотношении цена/производительность, некоторые ИТ-менеджеры начали развертывать диски SATA для целей предприятий, для которых они совершенно не подходят. Любая экономия, достигнутая путем выбора SATA вместо SAS, может быть быстро стерта за счет потери информации, времени простоя и снижения производительности. Диски SATA выходят из строя в жестких условиях, для которых SAS специально разработаны.
Диски SATA являются впечатляющим примером умного проектирования для достижения большой емкости при низких затратах, но они не способны соответствовать стандартам производительности и надежности, предъявляемым в приложениях хранения данных с высокой нагрузкой.
Корпоративное хранилище данных вступило в новую эру, целевые решения теперь доступны для удовлетворения самых разнообразных потребностей: от самых строгих приложений с высокой доступностью до чувствительных к стоимости хранилищ больших объемов.