stringtranslate.com

Последовательный SCSI-интерфейс

В вычислительной технике Serial Attached SCSI ( SAS ) — это последовательный протокол точка-точка , который перемещает данные на устройства хранения данных компьютера, такие как жесткие диски , твердотельные накопители и ленточные накопители , и с них . SAS заменяет старую технологию шины Parallel SCSI (Parallel Small Computer System Interface, обычно произносится как «scuzzy» [3] [4] ), которая впервые появилась в середине 1980-х годов. SAS, как и его предшественник, использует стандартный набор команд SCSI . SAS предлагает дополнительную совместимость с Serial ATA (SATA), версии 2 и более поздних. Это позволяет подключать диски SATA к большинству объединительных плат или контроллеров SAS. Обратное подключение дисков SAS к объединительным платам SATA невозможно. [5]

Технический комитет T10 Международного комитета по стандартам информационных технологий (INCITS) разрабатывает и поддерживает протокол SAS; Торговая ассоциация SCSI (SCSITA) продвигает эту технологию.

Введение

Серверы хранения данных, вмещающие 24 жестких диска SAS на сервер

Типичная система Serial Attached SCSI состоит из следующих основных компонентов:

  1. Инициатор : устройство, которое инициирует запросы на обслуживание устройств и управление задачами для обработки целевым устройством и получает ответы на те же запросы от других целевых устройств. Инициаторы могут быть предоставлены как встроенный компонент на материнской плате (как в случае со многими серверно-ориентированными материнскими платами) или как дополнительный адаптер хост-шины .
  2. Цель : устройство , содержащее логические единицы и целевые порты, которое получает запросы на обслуживание устройств и управление задачами для обработки и отправляет ответы на те же запросы устройствам-инициаторам. Целевым устройством может быть жесткий диск или дисковый массив .
  3. Подсистема предоставления услуг : часть системы ввода-вывода , которая передает информацию между инициатором и целью. Обычно кабели, соединяющие инициатор и цель с расширителями и объединительными платами или без них, составляют подсистему предоставления услуг.
  4. Расширители : устройства, которые являются частью подсистемы предоставления услуг и облегчают связь между устройствами SAS. Расширители облегчают подключение нескольких конечных устройств SAS к одному порту инициатора. [6]

История

Идентификация и адресация

Домен SAS — это версия SAS домена SCSI, которая состоит из набора устройств SAS, которые взаимодействуют друг с другом посредством подсистемы предоставления услуг. Каждый порт SAS в домене SAS имеет идентификатор порта SCSI, который однозначно идентифицирует порт в домене SAS, World Wide Name . Он назначается производителем устройства, как MAC-адрес устройства Ethernet , и обычно также является уникальным во всем мире. Устройства SAS используют эти идентификаторы портов для адресации коммуникаций друг с другом.

Кроме того, каждое устройство SAS имеет имя устройства SCSI, которое идентифицирует устройство SAS уникально в мире. Эти имена устройств встречаются нечасто, поскольку идентификаторы портов, как правило, достаточно идентифицируют устройство.

Для сравнения, в параллельном SCSI идентификатор SCSI — это идентификатор порта и имя устройства. В Fibre Channel идентификатор порта — это WWPN, а имя устройства — WWNN.

В SAS как идентификаторы портов SCSI, так и имена устройств SCSI принимают форму адреса SAS , который представляет собой 64-битное значение, обычно в формате NAA IEEE Registered. Иногда люди называют идентификатор порта SCSI адресом SAS устройства, из-за путаницы. Иногда люди называют адрес SAS всемирным именем или WWN, потому что это по сути то же самое, что и WWN в Fibre Channel. Для устройства-расширителя SAS идентификатор порта SCSI и имя устройства SCSI являются одним и тем же адресом SAS.

Сравнение с параллельным SCSI

Сравнение с SATA

Физическая разница между SAS и SATA невелика. [12]

Характеристики

Технические подробности

Стандарт Serial Attached SCSI определяет несколько уровней (в порядке от самого высокого к самому низкому): приложение, транспорт, порт, канал, PHY и физический. Serial Attached SCSI включает три транспортных протокола:

Для уровней Link и PHY SAS определяет свой собственный уникальный протокол.

На физическом уровне стандарт SAS определяет разъемы и уровни напряжения. Физические характеристики проводки и сигнализации SAS совместимы и в общих чертах соответствуют характеристикам SATA вплоть до скорости 6 Гбит/с, хотя SAS определяет более строгие физические спецификации сигнализации, а также более широкий допустимый размах дифференциального напряжения, предназначенный для обеспечения более длинных кабелей. В то время как SAS-1.0 и SAS-1.1 приняли физические характеристики сигнализации SATA на скорости 3 Гбит/с с кодировкой 8b/10b , разработка SAS-2.0 физической скорости 6 Гбит/с привела к разработке эквивалентной скорости SATA. В 2013 году в спецификации SAS-3 последовало 12 Гбит/с. [14] Планируется, что SAS-4 внедрит сигнализацию на скорости 22,5 Гбит/с с более эффективной схемой кодирования 128b/150b, чтобы реализовать полезную скорость передачи данных 2400 МБ/с, сохраняя при этом совместимость с 6 и 12 Гбит/с. [15]

Кроме того, SCSI Express использует преимущества инфраструктуры PCI Express для прямого подключения устройств SCSI через более универсальный интерфейс. [16]

Архитектура

Архитектура слоев SAS

Архитектура SAS состоит из шести уровней:

Топология

Инициатор может подключаться напрямую к цели через один или несколько PHY (такое соединение называется портом независимо от того, использует ли оно один или несколько PHY, хотя термин « широкий порт» иногда используется для соединения с несколькими PHY).

SAS-расширители

Компоненты, известные как Serial Attached SCSI Expanders (SAS Expanders), облегчают связь между большим количеством устройств SAS. Расширители содержат два или более внешних порта расширителя. Каждое устройство расширителя содержит по крайней мере один целевой порт протокола управления SAS для управления и может содержать само устройство SAS. Например, расширитель может включать целевой порт протокола последовательного SCSI для доступа к периферийному устройству. Расширитель не является необходимым для сопряжения инициатора SAS и цели, но позволяет одному инициатору взаимодействовать с большим количеством целей SAS/SATA. Полезная аналогия: можно рассматривать расширитель как сродни сетевому коммутатору в сети, который соединяет несколько систем с помощью одного порта коммутатора.

SAS 1 определил два типа расширителей; однако стандарт SAS-2.0 устранил различие между ними, поскольку это создавало ненужные топологические ограничения без какой-либо реализованной выгоды:

Прямая маршрутизация позволяет устройству идентифицировать устройства, напрямую подключенные к нему. Маршрутизация таблиц идентифицирует устройства, подключенные к расширителям, подключенным к собственному PHY устройства. Вычитающая маршрутизация используется, когда вы не можете найти устройства в подветви, к которой вы принадлежите. Это полностью передает запрос в другую ветвь.

Существуют расширители, позволяющие создавать более сложные топологии межсоединений. Расширители помогают в коммутации каналов (в отличие от коммутации пакетов) конечных устройств (инициаторов или целей). Они могут находить конечное устройство либо напрямую (когда конечное устройство подключено к нему), либо через таблицу маршрутизации (сопоставление идентификаторов конечных устройств и расширителя, на который следует переключить канал в нисходящем направлении для маршрутизации к этому идентификатору), либо, когда эти методы не работают, через субтрактивную маршрутизацию: канал направляется к одному расширителю, подключенному к порту субтрактивной маршрутизации. Если к субтрактивному порту не подключен расширитель, конечное устройство не может быть достигнуто.

Расширители без PHY, настроенные как субтрактивные, действуют как расширители разветвления и могут подключаться к любому количеству других расширителей. Расширители с субтрактивными PHY могут подключаться максимум к двум другим расширителям, и в этом случае они должны подключаться к одному расширителю через субтрактивный порт, а к другому — через не субтрактивный порт.

Топологии SAS-1.1, построенные с помощью расширителей, обычно содержат один корневой узел в домене SAS, за исключением топологий, содержащих два расширителя, подключенных через порт subtractive-to-subtractive. Если он существует, корневым узлом является расширитель, который не подключен к другому расширителю через порт subtractive. Поэтому, если в конфигурации существует расширитель fanout, он должен быть корневым узлом домена. Корневой узел содержит маршруты для всех конечных устройств, подключенных к домену. Обратите внимание, что с появлением в SAS-2.0 маршрутизации table-to-table и новых правил сквозного зонирования более сложные топологии, построенные на правилах SAS-2.0, не содержат ни одного корневого узла.

Соединители

Разъемы SAS намного меньше традиционных параллельных разъемов SCSI . Обычно SAS-3 обеспечивает скорость передачи данных до 12 Гбит/с. [18] В настоящее время SAS-4 доступен со скоростью до 24 Гбит/с; SAS-5 находится в стадии разработки, согласно T10.

Физический разъем SAS поставляется в нескольких различных вариантах: [19]

Нижняя линия SAS

Диски Nearline SAS (сокращенно NL-SAS , иногда называемые midline SAS ) имеют интерфейс SAS, но головку, носитель и скорость вращения традиционных дисков SATA корпоративного класса, поэтому они стоят дешевле других дисков SAS. По сравнению с SATA, диски NL-SAS имеют следующие преимущества: [57] : 20 

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Различия между SAS и SATA».
  2. ^ ab "Разработка спецификации хранения данных 24G SAS завершена; Ассоциация торговли SCSI освещает технологию на саммите по флэш-памяти 2017 года". Ассоциация торговли SCSI. 2017-08-07.
  3. ^ Томпсон, Роберт Брюс; Томпсон, Барбара Фричман (24 июля 2003 г.). Аппаратное обеспечение ПК в двух словах: Краткий справочник по настольным компьютерам. "O'Reilly Media, Inc.". стр. 422. ISBN 978-0-596-55234-3.
  4. ^ NCR Corporation (1990). Scsi: понимание интерфейса малой компьютерной системы . Университет Вирджинии: Prentice Hall. стр. 5. ISBN 9780137968558.
  5. ^ "SAS и SATA: Непревзойденная совместимость" . Получено 20 мая 2024 г.
  6. ^ "Архитектура SAS". ibm . Получено 14 января 2016 г. .
  7. ^ ab "Serial Attached SCSI Master Roadmap". SCSI Trade Association. 2015-10-14 . Получено 2016-02-26 .
  8. ^ "Serial Attached SCSI - 4 (SAS-4) draft" (PDF) . T10. 2016-05-11 . Получено 2016-05-15 .
  9. ^ "Serial Attached SCSI - 5 (SAS-5)" (PDF) . t10.org . T10/BSR INCITS 561. 2019-02-22 . Получено 2024-01-17 .
  10. ^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Последовательный SCSI (SAS)
  11. ^ "Избыточность в корпоративных сетях хранения данных с использованием двухдоменных конфигураций SAS". Hewlett-Packard Development Company. Май 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-01-10 . Получено 2016-01-10 .
  12. ^ abcdefgh "Жесткие диски SATA и SAS на выделенных серверах". Steadfast.net . Steadfast. Архивировано из оригинала 29 июня 2013 года . Получено 2013-08-05 .
  13. ^ Шмид, Патрик; Рус, Ахим (31 августа 2009 г.). "Основные характеристики и особенности SAS - SAS следующего поколения: хранилище 6 Гбит/с на предприятиях". Tom's Hardware . Получено 15 июля 2014 г.
  14. ^ "Serial Attached SCSI - 3 (SAS-3)" (PDF) . T10. 2013-11-07 . Получено 2015-05-11 .
  15. ^ "Serial Attached SCSI - 4 (SAS-4), 5.8.1 Общие электрические характеристики" (PDF) . Получено 2015-05-11 .
  16. ^ "Библиотека » SCSI Express". SCSI Trade Association . Получено 2013-08-05 .
  17. ^ "SAS Protocol Layer - 4 (SPL-4) draft, стр." (PDF) . T10. 2016-05-09 . Получено 2016-05-15 .
  18. ^ "LSI First to Ship New High-Performance 12Gb/s SAS Products". SCSITA.org . SCSI Trade Association . Получено 2013-12-03 .
  19. ^ "Спецификации комитета SFF". ftp.Seagate.com . Seagate Technology . Получено 2013-08-05 .
  20. ^ "Характеристики SFF | SNIA". www.snia.org . Получено 2021-06-06 .
  21. ^ "Mini Multilane 4X Unshielded Connector Shell and Plug, Rev 2.6". Архивировано из оригинала 29 января 2019 г.
  22. ^ "SFF-8087". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  23. ^ "Mini Multilane 4X Shielded Connector Shell and Plug, Rev 3.4". Архивировано из оригинала 14 ноября 2020 г.
  24. ^ "SFF-8088". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  25. ^ "SFP+ 10 Гбит/с и низкоскоростной электрический интерфейс, версия 4.1". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  26. ^ "SFF-8431 SFP+". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  27. ^ "QSFP+ 4X 10 Gb/s Pluggable Transceiver, rev 4.9". Архивировано из оригинала 26 декабря 2019 г.
  28. ^ "SFF-8436". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  29. ^ "Экранированный высокоскоростной последовательный многоканальный медный разъем, версия 3.3". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  30. ^ "SFF-8470". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  31. ^ "Serial Attachment 2X Unshielded Connector, Rev 2.5". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  32. ^ "SFF-8482". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  33. ^ servethehome (2011-01-31). "Руководство по разъемам SAS/ SATA SFF-8087, 8088, 8470, 8482, 8484". ServeTheHome . Получено 2021-01-12 .
  34. ^ "Совместимые жесткие диски сервера Dell PowerEdge". Water Panther . Получено 2021-01-12 .
  35. ^ "Совместимые жесткие диски сервера HPE ProLiant". Water Panther . Получено 2021-01-12 .
  36. ^ "Multilane Unshielded Serial Attachment Connectors, Rev 2.0". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  37. ^ "SFF-8484". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  38. ^ "SFF-8485 Спецификация для шины Serial GPIO (SGPIO), Версия 0.7". Архивировано из оригинала 26 июня 2019 г.
  39. ^ "Mini Multilane 4/8X Unshielded Connector (HDun), Rev 3.5". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  40. ^ "Mini Multilane 4/8X 12 Gb/s Unshielded Connector (HD12un), Rev 3.5". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  41. ^ "SFF-8643". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  42. ^ "ICY TIPs_ICY DOCK производитель Съемный корпус, Корпус для жесткого диска без винтов, Мобильная стойка SAS SATA, Запись видеонаблюдения DVR, Видеоредактирование аудио, Корпус для портативного жесткого диска SATA". www.icydock.com . Получено 29.06.2020 .
  43. ^ "Mini Multilane 4/8X Shielded Cage/Connector (HDsh), Rev 3.4". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  44. ^ "Mini Multilane 4/8X 12 Gb/s Shielded Cage/Connector (HD12sh), Rev 3.5". Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г.
  45. ^ "SFF-8644". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  46. ^ "Serial Attachment 2X 12 Gb/s Unshielded Connector, Rev 2.1". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  47. ^ "SFF-8680". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  48. ^ "Многофункциональный 6X неэкранированный разъем, версия 2.1". Архивировано из оригинала 17 февраля 2020 г.
  49. ^ "SFF-8639". CS Electronics . Получено 2021-06-06 .
  50. ^ "Обзор SFF-8639". PC Perspective . TekPerspective. 8 июня 2015 г. Получено 21 июля 2016 г.
  51. ^ "Multifunction 6X 24 Gb/s Unshielded Connector, Rev 1.1". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  52. ^ "Serial Attachment 4X 24 Gb/s Unshielded Connector, Rev 1.0". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  53. ^ "Дорожная карта соединений SAS-устройств и промежуточной плоскости". SCSITA.org . SCSI Trade Association . 2015-08-15 . Получено 2017-10-14 .
  54. ^ "Serial Attachment 2X 24 Gb/s Unshielded Connector, Rev 1.0". Архивировано из оригинала 6 июня 2021 г.
  55. ^ "0.6mm 4/8X Unshielded I/O Connector, Rev 1.2". Архивировано из оригинала 10 июля 2021 г. Получено 10 июля 2021 г.
  56. ^ "SAS 4.0, PCI-E 4.0, предстоящие 24 Гбит/с, новые HBA и RAID-карты, SlimSAS, мои новые "кабели" и новый разъем SFF: будущее уже здесь, Bois". Форумы ServeTheHome . 30 марта 2021 г. Архивировано из оригинала 27 мая 2021 г. Получено 10 июля 2021 г.
  57. ^ abc Willis Whittington (2007). "Desktop, Nearline & Enterprise Disk Drives" (PDF) . Storage Networking Industry Association (SNIA) . Получено 22.09.2014 .

Внешние ссылки