interfață de conectare sas. Instrucțiuni de instalare SAS SSD

În modern sisteme informatice pentru a conecta rețeaua principală hard disk-uri Sunt folosite interfețele SATA și SAS. De regulă, prima opțiune se potrivește stațiilor de lucru de acasă, a doua – cele de server, astfel încât tehnologiile nu concurează între ele, îndeplinind cerințe diferite. Diferența semnificativă în ceea ce privește costul și capacitatea de memorie îi face pe utilizatori să se întrebe cum diferă SAS de SATA și să caute opțiuni de compromis. Să vedem dacă acest lucru este recomandabil.

SAS(Serial Attached SCSI) este o interfață serială pentru conectarea dispozitivelor de stocare, dezvoltată pe baza SCSI paralel pentru a executa același set de comenzi. Folosit în principal în sistemele server.

SATA (Serial ATA) – interfață serială de schimb de date bazată pe paralel PATA (IDE). Folosit în casă, birou, PC-uri multimedia și laptop-uri.

Dacă vorbim despre HDD, atunci, în ciuda diferiților specificațiiși conectori, nu există diferențe fundamentale între dispozitive. Compatibilitatea inversă unidirecțională face posibilă conectarea unităților la placa server folosind atât una, cât și o a doua interfață.

Este de remarcat faptul că ambele opțiuni de conectare sunt posibile și pentru SSD-uri, dar diferența semnificativă dintre SAS și SATA în acest caz va fi în costul unității: prima poate fi de zeci de ori mai scumpă pentru un volum comparabil. Prin urmare, astăzi o astfel de decizie, dacă nu rară, este suficient de echilibrată și este destinată centre rapide prelucrarea datelor la nivel de întreprindere.

Diferența dintre SAS și SATA

După cum știm deja, SAS este folosit în servere, SATA în sistemele de acasă. În practică, aceasta înseamnă că primele sunt accesate de mai mulți utilizatori în același timp și multe sarcini sunt rezolvate, în timp ce cele din urmă sunt gestionate de o singură persoană. În consecință, sarcina serverului este mult mai mare, astfel încât discurile trebuie să fie suficient de tolerante la erori și rapide. Protocoalele SCSI (SSP, SMP, STP) implementate în SAS permit procesarea simultană a mai multor operațiuni I/O.

Direct pentru Viteza HDD circulația este determinată în primul rând de viteza de rotație a axului. Pentru sistemele desktop și laptopuri, 5400 – 7200 RPM sunt necesare și suficiente. În consecință, este aproape imposibil să găsești o unitate SATA cu 10.000 RPM (cu excepția cazului în care te uiți la seria WD VelociRaptor, destinată, din nou, stațiilor de lucru), și orice mai mare este absolut de neatins. HDD-ul SAS se rotește cu cel puțin 7200 RPM, 10000 RPM poate fi considerat standard, iar 15000 RPM este un maxim suficient.

Unitățile seriale SCSI sunt considerate a fi mai fiabile și au MTBF mai mare. În practică, stabilitatea este atinsă mai mult datorită funcției de verificare sume de control. Unități SATA aceștia suferă și de „erori silențioase” atunci când datele sunt scrise parțial sau deteriorate, ceea ce duce la apariția .

Principalul avantaj al SAS contribuie, de asemenea, la toleranța la erori a sistemului - două porturi duplex, permițându-vă să conectați un dispozitiv prin două canale. În acest caz, schimbul de informații se va desfășura simultan în ambele direcții, iar fiabilitatea este asigurată de tehnologia Multipath I/O (două controlere se protejează reciproc și împart sarcina). Coada de comenzi marcate este construită până la o adâncime de 256. Pentru majoritatea Unități SATA un port semi-duplex, iar adâncimea cozii folosind tehnologia NCQ nu este mai mare de 32.

Interfața SAS necesită utilizarea de cabluri cu lungimea de până la 10 m. La un port pot fi conectate până la 255 de dispozitive prin expandoare. SATA este limitat la 1 m (2 m pentru eSATA) și acceptă doar o conexiune punct la punct.

Perspective dezvoltare ulterioară– aici se simte destul de puternic diferența dintre SAS și SATA. Debitul interfeței SAS ajunge la 12 Gbit/s, iar producătorii anunță suport pentru rate de transfer de date de 24 Gbit/s. Cea mai recentă revizuire a SATA s-a oprit la 6 Gbit/s și nu va evolua în acest sens.

Unitățile SATA, în ceea ce privește costul de 1 GB, au un preț foarte atractiv. În sistemele în care viteza de acces la date nu este critică și volumul de informații stocate este mare, se recomandă utilizarea acestora.

tabel comparativ

Sunați sau direct pe site! Specialiștii noștri vă vor ajuta cu plăcere!

interfata SAS.

Interfața SAS sau Serial Attached SCSI oferă conectivitate prin interfata fizica, similar cu SATA, dispozitive, controlat de setul de comenzi SCSI. posedând compatibil cu SATA, face posibilă conectarea oricăror dispozitive controlate de comanda SCSI setată prin această interfață - nu numai hard disk-uri, dar și scanere, imprimante etc. Comparativ cu SATA, SAS oferă o topologie mai avansată, permițând conexiune paralelă un dispozitiv pe două sau mai multe canale. De asemenea, sunt acceptate extensii de magistrală, permițându-vă să conectați mai multe dispozitive SAS la un singur port.

Protocolul SAS este dezvoltat și menținut de comitetul T10. SAS a fost conceput pentru a comunica cu dispozitive precum hard disk-uri, unități optice și altele asemenea. SAS folosește o interfață serială pentru a lucra cu unități conectate direct și este compatibil cu interfața SATA. Deși SAS utilizează o interfață serială spre deosebire de interfața paralelă utilizată de SCSI tradițional, comenzile SCSI sunt încă folosite pentru a controla dispozitivele SAS. Comenzile (Fig. 1) trimise către dispozitivul SCSI sunt o secvență de octeți ai unei anumite structuri (blocuri descriptori de comandă).

Orez. 1.

Unele comenzi sunt însoțite de un „bloc de parametri” suplimentar, care urmează blocul descriptor al comenzii, dar este transmis ca „date”.

Sistem tipic cu interfata SAS constă din următoarele componente:

1) Inițiatori. Un inițiator este un dispozitiv care generează cereri de servicii pentru dispozitivele țintă și primește confirmări pe măsură ce solicitările sunt executate.

2) Dispozitivele vizate. Dispozitivul țintă conține blocuri logice și porturi țintă care primesc solicitări de servicii și le execută; După finalizarea procesării cererii, confirmarea cererii este trimisă inițiatorului cererii. Dispozitivul țintă poate fi fie separat hard disk, și întreaga matrice de discuri.

3) Subsistemul de livrare a datelor. Face parte din sistemul de intrare/ieșire care transferă date între inițiatori și dispozitivele țintă. De obicei, subsistemul de livrare a datelor constă din cabluri care conectează inițiatorul și dispozitivul țintă. În plus, pe lângă cabluri, subsistemul de livrare a datelor poate include expandoare SAS.

3.1) Extendere. Extensoarele SAS sunt dispozitive care fac parte din subsistemul de livrare a datelor și permit facilitarea transferurilor de date între dispozitive SAS, de exemplu, permițându-vă să conectați mai multe ținte dispozitive SAS la un port inițiator. Conexiunea prin extender este complet transparentă pentru dispozitivele țintă.

SAS acceptă conectarea dispozitivelor cu interfață SATA. SAS folosește un protocol serial pentru a transfera date între mai multe dispozitive și, prin urmare, utilizează mai puține linii de semnal. SAS folosește comenzi SCSI pentru a controla și a comunica cu dispozitivele țintă. Interfața SAS folosește conexiuni punct la punct - fiecare dispozitiv este conectat la controler printr-un canal dedicat. Spre deosebire de SCSI, SAS nu necesită terminarea magistralei de către utilizator. Interfața SCSI utilizează o magistrală comună - toate dispozitivele sunt conectate la o singură magistrală și doar un dispozitiv poate funcționa cu controlerul la un moment dat. În SCSI, rata de transfer de informații este linii diferite, care alcătuiesc interfața paralelă, pot diferi. Interfața SAS nu are acest dezavantaj. SAS este foarte susținător un numar mare de dispozitive, în timp ce interfața SCSI acceptă 8, 16 sau 32 de dispozitive pe magistrală. SAS acceptă rate mari de date (1,5, 3,0 sau 6,0 Gbps). Această viteză poate fi atinsă prin transferul de informații pe fiecare conexiune, în timp ce pe magistrala SCSI lățimea de bandă a magistralei este împărțită între toate dispozitivele conectate la aceasta.

SATA folosește setul de comenzi ATA și acceptă hard disk-uri și unități optice, în timp ce SAS acceptă o gamă mai largă de dispozitive, inclusiv hard disk-uri, scanere și imprimante. Dispozitivele SATA sunt identificate prin numărul portului controlerului de interfață SATA, în timp ce dispozitivele SAS sunt identificate prin identificatorii lor WWN ( La nivel mondial Nume). Dispozitivele SATA (versiunea 1) nu acceptau cozi de comenzi, în timp ce dispozitivele SAS acceptă cozi de comenzi etichetate. Dispozitivele SATA începând cu versiunea 2 acceptă Native Command Queuing (NCQ).

Hardware-ul SAS comunică cu dispozitivele țintă prin mai multe linii independente, ceea ce crește toleranța la erori a sistemului (interfața SATA nu are această capacitate). În același timp, SATA versiunea 2 utilizează duplicatoare de porturi pentru a obține o capacitate similară.

SATA este utilizat în principal în aplicații necritice, cum ar fi computerele de acasă. Interfața SAS, datorită fiabilității sale, poate fi utilizată în situații critice servere importante. Detectarea și tratarea erorilor situatii eronate definit în SAS mult mai bine decât în ​​SATA. SAS este considerat un superset al SATA și nu concurează cu acesta.

Conectorii SAS sunt mult mai mici decât conectorii SCSI paraleli tradiționali, permițând folosirea conectorilor SAS pentru a conecta unități compacte de 2,5 inchi. SAS acceptă transferul de informații la viteze de la 3 Gbit/s la 10 Gbit/s. Există mai multe opțiuni pentru conectorii SAS:

SFF 8482 - opțiune compatibilă cu conector de interfață SATA;

SFF 8484 - conector intern cu garnitură densă de contact; vă permite să conectați până la 4 dispozitive;

SFF 8470 - conector cu contacte dens împachetate pentru conectare dispozitive externe; vă permite să conectați până la 4 dispozitive;

SFF 8087 - conector Molex iPASS redus, conține un conector pentru conectarea a până la 4 dispozitive interne; acceptă viteza de 10 Gbps;

SFF 8088 - conector Molex iPASS redus, contine un conector pentru conectarea a pana la 4 dispozitive externe; acceptă viteza de 10 Gbps.

Conectorul SFF 8482 vă permite să vă conectați Dispozitive SATA la controlerele SAS, ceea ce elimină necesitatea instalării unui controler SATA suplimentar doar pentru că trebuie, de exemplu, să conectați un dispozitiv pentru înregistrare DVD-uri. În schimb, dispozitivele SAS nu se pot conecta la interfața SATA și sunt echipate cu un conector care le împiedică să se conecteze la interfața SATA.

Sistemele de computer moderne folosesc interfețe SATA și SAS pentru a conecta hard disk-urile principale. De regulă, prima opțiune se potrivește stațiilor de lucru de acasă, a doua – cele de server, astfel încât tehnologiile nu concurează între ele, îndeplinind cerințe diferite. Diferența semnificativă în ceea ce privește costul și capacitatea de memorie îi face pe utilizatori să se întrebe cum diferă SAS de SATA și să caute opțiuni de compromis. Să vedem dacă acest lucru este recomandabil.

SAS(Serial Attached SCSI) este o interfață serială pentru conectarea dispozitivelor de stocare, dezvoltată pe baza SCSI paralel pentru a executa același set de comenzi. Folosit în principal în sistemele server.

SATA(Serial ATA) – interfață serială de schimb de date bazată pe paralel PATA (IDE). Folosit în casă, birou, PC-uri multimedia și laptop-uri.

Dacă vorbim despre HDD-uri, atunci, în ciuda caracteristicilor tehnice și a conectorilor diferite, nu există diferențe fundamentale între dispozitive. Compatibilitatea inversă unidirecțională face posibilă conectarea unităților la placa server folosind atât una, cât și o a doua interfață.

Este de remarcat faptul că ambele opțiuni de conectare sunt posibile și pentru SSD-uri, dar diferența semnificativă dintre SAS și SATA în acest caz va fi în costul unității: prima poate fi de zeci de ori mai scumpă pentru un volum comparabil. Prin urmare, astăzi o astfel de soluție, dacă nu rară, este destul de bine gândită și este destinată centrelor rapide de procesare a datelor la nivel de întreprindere.

Comparaţie

După cum știm deja, SAS este folosit în servere, SATA în sistemele de acasă. În practică, aceasta înseamnă că primele sunt accesate de mai mulți utilizatori în același timp și multe sarcini sunt rezolvate, în timp ce cele din urmă sunt gestionate de o singură persoană. În consecință, sarcina serverului este mult mai mare, astfel încât discurile trebuie să fie suficient de tolerante la erori și rapide. Protocoalele SCSI (SSP, SMP, STP) implementate în SAS permit procesarea simultană a mai multor operațiuni I/O.

Direct pentru HDD, viteza de circulație este determinată în primul rând de viteza de rotație a axului. Pentru sistemele desktop și laptopuri, 5400 – 7200 RPM sunt necesare și suficiente. În consecință, este aproape imposibil să găsești o unitate SATA cu 10.000 RPM (cu excepția cazului în care te uiți la seria WD VelociRaptor, destinată, din nou, stațiilor de lucru), și orice mai mare este absolut de neatins. HDD-ul SAS se rotește cu cel puțin 7200 RPM, 10000 RPM poate fi considerat standard, iar 15000 RPM este un maxim suficient.

Unitățile seriale SCSI sunt considerate a fi mai fiabile și au MTBF mai mare. În practică, stabilitatea este atinsă mai mult datorită funcției de verificare a sumei de control. Unitățile SATA, pe de altă parte, suferă de „erori silențioase” atunci când datele sunt parțial scrise sau deteriorate, ceea ce duce la apariția unor sectoare proaste.

Principalul avantaj al SAS contribuie și la toleranța la erori a sistemului - două porturi duplex, permițându-vă să conectați un dispozitiv prin două canale. În acest caz, schimbul de informații se va desfășura simultan în ambele direcții, iar fiabilitatea este asigurată de tehnologia Multipath I/O (două controlere se protejează reciproc și împart sarcina). Coada de comenzi marcate este construită până la o adâncime de 256. Majoritatea unităților SATA au un port semi-duplex, iar adâncimea cozii folosind tehnologia NCQ nu este mai mare de 32.

Interfața SAS necesită utilizarea de cabluri cu lungimea de până la 10 m. La un port pot fi conectate până la 255 de dispozitive prin expandoare. SATA este limitat la 1 m (2 m pentru eSATA) și acceptă doar o conexiune punct la punct.

Perspectivele de dezvoltare ulterioară sunt acolo unde diferența dintre SAS și SATA se simte, de asemenea, destul de acut. Debitul interfeței SAS ajunge la 12 Gbit/s, iar producătorii anunță suport pentru rate de transfer de date de 24 Gbit/s. Cea mai recentă revizuire a SATA s-a oprit la 6 Gbit/s și nu va evolua în acest sens.

Unitățile SATA, în ceea ce privește costul de 1 GB, au un preț foarte atractiv. În sistemele în care viteza de acces la date nu este critică și volumul de informații stocate este mare, se recomandă utilizarea acestora.

Masa

A doua interfață memorie externa– SCSI (Small Computer System Interface – interfata sistemului calculatoare mici) a fost dezvoltat și adoptat de ANSI în 1986 (numit ulterior SCSI-1). Ratele de transfer de date folosind această interfață paralelă pe 8 biți au fost (la un ceas de magistrală de 5 MHz) 4 MB/s în modul asincron și 5 MB/s în modul sincron. Spre deosebire de interfața IDE/ATA, interfața SCSI poate conecta nu numai dispozitive interne, ci și externe: imprimante, scanere etc. Numărul maxim de dispozitive conectate la magistrala SCSI a fost 8 și lungime maxima cablu – 6 m.

Dezvoltarea standardelor și a suportului pentru interfața SCSI este realizată de comitetul T10 INCITS, i.e. aceeași organizație care dezvoltă standardele IDE (ATA). În 1996, SCSI Trade Association - STA (SCSI Trade Association) a fost creată pentru a promova standardul SCSI. Această asociație include aproximativ treizeci de producători de echipamente informatice.

ÎN urmând standarde SCSI – SCSI-2 (1994) și SCSI-3 (1995) introduse set general Comenzi CCS (Common Command Set) – 18 comenzi de bază necesare pentru a susține orice dispozitiv SCSI; a fost adăugată capacitatea de a stoca cozi de comenzi primite de la computer în dispozitiv și de a le procesa în conformitate cu prioritățile specificate. În plus, aceste standarde, împreună cu magistrala pe 8 biți, definesc și o magistrală pe 16 biți, frecvența ceasului crescută la 20 MHz și viteza de transfer de date – până la 20 MB/s.

Dezvoltarea standardului SCSI-3 sunt standardele utilizate în prezent Ultra3 SCSI (1999), pentru care sunt definite o frecvență magistrală de 40 MHz și o rată de transfer de 160 MB/s, și Ultra320 SCSI (2002) - o frecvență magistrală de 80 MHz și o viteză de transfer de 320 MB/s

Schimbul de date conform acestor standarde este implementat folosind metoda LDVS (la fel ca în magistrala PCI Expres). Numărul maxim de dispozitive conectate pentru Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI este de 16, iar lungimea maximă a cablului este de 12 m.

De asemenea, a fost dezvoltat standardul Ultra640 SCSI (2003) cu o frecvență magistrală de 160 MHz și o viteză de 640 MB/s, dar acest standard nu este utilizat pe scară largă datorită faptului că din cauza lungimii scurte a cablului este imposibil să se conecteze mai mult de două dispozitive la acesta.

Comunicarea între dispozitivul SCSI și magistrala I/O se realizează folosind un adaptor SCSI special (controller) introdus în conectorul PCI sau încorporat în placa de bază. Pe lângă adaptorul SCSI (Fig. 1.3.8a), numit adaptor gazdă, fiecare dispozitiv are propriul adaptor încorporat care îi permite să interacționeze cu magistrala SCSI. Dacă dispozitivul este ultimul din lanțul de dispozitive cu magistrala SCSI, conectați-vă după el dispozitiv special– terminator pentru a preveni reflectarea semnalelor transmise prin magistrală (Fig. 1.3.8b).

Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI utilizează două tipuri de conectori: 68-pini (Fig. 1.3.8c) și 80-pini (Fig. 1.3.8d). Al doilea tip de conector, pe lângă liniile de date și de comandă, conține și linii de alimentare pentru dispozitive și oferă posibilitatea de a conecta „la cald” dispozitivul la un computer.

Orez. 1.3.8. Dispozitive SCSI: a) Adaptor SCSI: 1 – conectori pentru conectarea dispozitivelor externe; 2 – conector pentru conectarea unui dispozitiv intern; 3 – controler SCSI;

b) Bus SCSI: 1 – conector adaptor; 2 – conectori pentru conectarea dispozitivelor; 3 – terminator; c) conector SCSI cu 68 de pini; d) conector SCSI cu 80 de pini

Când utilizați SCSI, datele sunt transferate în paralel, la fel ca în IDE (ATA). Din aceleași motive ca și în IDE (ATA), a fost începută dezvoltarea SCSI - SAS (Serial Attached SCSI) conectat în serie. Interfața SAS este compatibilă cu interfața SATA și, în același timp, folosește comenzi SCSI, capacitatea de a „conecta la cald” dispozitive externe, precum și capacitatea de a se conecta pe lângă hard și unități optice, alții dispozitiv periferic, cum ar fi o imprimantă sau un scaner. În prezent, interfața SAS înlocuiește treptat interfața SCSI în computere și dispozitive periferice.

Prima specificație SAS, SAS 1.0, a fost lansată de Comitetul T10 în 2003. Specifica rate de transfer de date de 1,5 și 3 Gbit/s pentru conectarea dispozitivelor din interior unitate de sistem calculator cu o lungime maximă a cablului de 1 m și conexiune externă a dispozitivelor cu o lungime maximă a cablului de 8 m.

În 2005, a fost lansată specificația SAS 1.1, care a corectat erorile specificației SAS 1.0.

Specificația SAS 2.0 (2009) a adăugat o viteză de 6 Gbps și a mărit lungimea maximă a cablului la 10 m.

Schimbul de date în SAS, precum și în SCSI, este implementat folosind metoda LDVS.

Două perechi de semnale diferențiale (recepție și transmisie) formează un canal fizic în SAS. Una sau mai multe canalele fizice, la rândul lor, formează un port. Numărul de canale fizice de pe un port este indicat de un număr urmat de un „x”. Astfel, denumirea 4x înseamnă că portul conține 4 canale (8 perechi de semnale). Fiecare port are o adresă unică de 64 de biți atribuită de producătorul hardware SAS. Un dispozitiv SAS poate avea unul sau mai multe porturi. Un port care are un singur canal se numește port îngust, iar un port care are două sau mai multe canale se numește port larg.

Deci două porturi cu o viteză de 3 Gbit/s pot fi folosite fie ca două canale de comunicație separate cu diferite dispozitive, sau ca un singur canal comunicații la o viteză de 6 Gbit/s. În plus, specificația SAS 2.0 adaugă capacitatea de a împărți un port de 6 Gbps în două canale de 3 Gbps.

La conectarea dispozitivelor, SAS utilizează conectori standardizați de Comitetul pentru factor de formă mic (SFF). Acest comitet dezvoltă și pregătește specificații pentru conectorii utilizați în diferite dispozitive. Fiecare conector este identificat prin prefixul „SFF-” urmat de un număr de conector din patru cifre care începe cu numărul 8.

Principalii conectori utilizați în SATA sunt:

· Conector SFF-8482 pentru conectarea unui dispozitiv intern (Fig. 1.3.9a);

· Conector SFF-8484 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9b);

· Conector SFF-8087 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9c);

· Conector SFF-8470 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9d);

· Conector SFF-8088 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9e).

Interfața SAS acceptă un set de comenzi compatibil cu setul de comenzi SATA, astfel încât să puteți conecta dispozitive SATA la expandorul SAS (de obicei folosind conectorul SFF-8482).

Cel mai comun cablu pentru conectarea dispozitivelor SAS externe cu conectori SFF-8088 la capetele cablului este prezentat în Fig. 1.3.9e. Pentru a conecta dispozitive externe prin interfața eSATA, puteți utiliza un cablu cu un conector SFF-8088 la un capăt și 4 conectori eSATA la celălalt (Fig. 1.3.9g).

Orez. 1.3.9. Conectori SAS: a) conector SAS tată cu 29 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8482) b) conector SAS tată 4x cu 32 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8484); c) conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8087); d) conector SAS tată 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8470); e) mufa conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8088); f) cablu SFF-8088 – SFF-8088; g) cablu SFF-8088 – 4 eSATA

Sistemul cu interfață SAS este format din următoarele componente:

· Inițiator – generează cereri de service pentru dispozitivele țintă și primește confirmarea executării solicitărilor (implementat sub forma unui microcircuit pe placa de bază sau pe un card conectat la magistrala plăcii de bază);

· Dispozitiv țintă – conține blocuri logice și porturi țintă care primesc solicitări de servicii și le execută; după finalizarea procesării cererii, confirmarea cererii este trimisă inițiatorului cererii (poate fi fie un hard disk separat, fie un întreg set de discuri).

· subsistemul de livrare a datelor (Service Delivery Subsystem) – transferă date între inițiatori și dispozitivele țintă (constă din cabluri și expandoare SAS).

· SAS Expander – conectează mai multe dispozitive SAS la un port inițiator.

În computerele desktop, un expander SAS este implementat ca o placă care se conectează la magistrala PCI Express și conține un controler SAS care acționează ca un inițiator, precum și unul sau mai multe mufe de conector SAS interne și/sau externe la care dispozitivele cu un SAS sau interfața SATA sunt conectate ( eSATA) (Fig. ?????a și Fig. ?????b).

Unitățile SAS (eSATA) pot fi plasate în carcasă (Fig. ?????c). Un astfel de dispozitiv se numește matrice de discuri. Pe lângă unități, matricea de discuri conține o placă de expandare SAS încorporată (Fig. ?????d), un conector de alimentare, precum și o priză pentru conectarea la computerul de control (priză de intrare) și 1 sau 2 prize pentru conectarea la alte computere (prize de intrare) . Aceste sloturi permit mai multor computere să partajeze date pe unități. matrice de discuri.

Un exemplu de conectare a unităților eSATA la un computer utilizând cablul prezentat în Fig. 1.3.9zh și computere la matricea de discuri folosind cablul prezentat în Fig. 1.3.9e, prezentat în Fig. orez. ????d.

Orez. ??????. Instrumente SAS: a) card pentru conectarea a două dispozitive interne:

1 – controler SAS (inițiator); 2 – prize SF-8087; b) card pentru conectarea a două dispozitive externe: 2 – prize SF-8088; 1 – controler SAS (inițiator); c) matrice de discuri cu 15 unități SAS (eSATA); d) Expansor de matrice de discuri SAS;

e) un exemplu de utilizare a SAS pentru conectarea unităților externe: 1 – unități eSATA; 2 – matrice de discuri conectată la două computere

Implementarea hardware a SAS, ca înainte SCSI, este mai costisitoare pe un computer decât implementarea ATA și SATA (eSATA). Acest lucru se datorează, în primul rând, faptului că controlerul ATA și SATA este de obicei încorporat în placa de bază, iar plăcile de bază desktop cu interfață SCSI și SAS încorporată practic nu sunt produse, deci este necesar să achiziționați un controler SCSI sau SAS. card. În al doilea rând, dispozitivele cu interfață SAS au capacități mai mari decât dispozitivele ATA și SATA (eSATA). De exemplu, unitățile SAS pot fi cu două porturi, adică Acestea pot fi fie conectate la două computere, fie pot comunica cu computerul cu o viteză de două ori mai mare decât utilizarea unui singur port. Cu toate acestea, acest lucru are ca rezultat costuri mai mari pentru unitățile SAS.

Prin urmare, principala zonă de aplicație pentru SAS, cum ar fi SCSI, este calculatoare puternice(servere) cu cerințe sporite pentru viteza de schimb, fiabilitate și securitatea datelor.

Prin utilizarea extensiilor, subsistemul de livrare a datelor SAS oferă mai multe capabilități decât sistemul SATA (eSATA). În plus, în acest subsistem pot fi utilizate dispozitive SATA (eSATA) mai ieftine.

Sistem separat O rețea formată din calculatoare interconectate, periferice, extensii SAS și cabluri SAS, SATA și eSATA se numește domeniu. Numărul maxim de extensii și dispozitive pe domeniu este de 16 256. Un sistem SAS poate consta din mai multe domenii, cu inițiatori individuali și dispozitive aparținând la două domenii adiacente.

Există două tipuri de extensie care pot fi utilizate într-un domeniu: un extintor de comutare și un extintor de frunze.

Expansorul de distribuție (Fig. ?????a) realizează rutarea fluxurilor de date de la inițiatori la dispozitivele din domeniul țintă din domeniul SAS. Ar trebui să existe un singur extintor de comutare per domeniu.

Expansorul de margine (Fig. ?????b) este conectat fie la expandorul de comutator, fie la un alt expandor de margine și este utilizat pentru a direcționa fluxurile de date ale dispozitivelor și expandarelor conectate la acesta. Numărul maxim de dispozitive deservite de extensia terminalului este de 128.

Dispozitivele pot fi conectate fie la un prelungitor de comutator, fie la un prelungitor de terminale. Dacă domeniul nu implică un comutator de extensie, atunci numărul de extensii de capăt nu trebuie să fie mai mare de 2.

Când alimentarea este pornită, toate dispozitivele din sistemul SAS își schimbă adresele între ele, iar sistemul intră într-o stare activă în care sunt schimbate comenzi, pachete de date și mesaje de control. Adăugarea unui dispozitiv nou la sistem (conectare „la cald”) sau deconectarea unui dispozitiv duce la generarea unui mesaj de control, la primirea căruia toți extenderii își reconstruiesc schema de rutare și notifică inițiatorii despre modificarea configurației sistemului.

Un exemplu de configurație de domeniu SAS este prezentat în Fig. orez. ????V.

Orez. ??????. Utilizarea SAS în servere: a) Expansor-comutator cu 12 porturi cu socluri SFF-8470 (vedere față și spate); b) Expansor terminal cu 12 porturi cu prize SFF-8470 (vedere față și spate); c) exemplu de domenii SAS:

1 – initierea serverelor cu carduri de expansiune SAS; 2 - Expansoare terminale SAS;

3 – unități cu un singur port cu interfață SAS; 4 – SAS expander-switch;

5 – unități de disc cu interfață eSATA; 6 – unități dual-port cu interfață SAS;

7 – matrice de discuri cu expandor SAS încorporat

Ultima dată am analizat tot ce ține de tehnologia SCSI într-un context istoric: cine a inventat-o, cum s-a dezvoltat, ce varietăți are și așa mai departe. Am încheiat cu faptul că cel mai modern și relevant standard este Serial Attached SCSI; a apărut relativ recent, dar a suferit o dezvoltare rapidă. Prima implementare „în siliciu” a fost prezentată de LSI în ianuarie 2004, iar în noiembrie aceluiași an, SAS a intrat în top interogări populare site-ul storagesearch.com.

Să începem cu elementele de bază. Cum funcționează dispozitivele care utilizează tehnologia SCSI? Standardul SCSI se referă la conceptul client/server.

Clientul, numit inițiator, trimite diverse comenzi și așteaptă rezultatele acestora. Cel mai adesea, desigur, controlerul SAS acționează ca client. Astăzi, controlerele SAS sunt controlere HBA și RAID, precum și controlere de stocare situate în interior sisteme externe stocare a datelor.

Serverul este numit dispozitiv țintă, sarcina acestuia este să accepte cererea inițiatorului, să o proceseze și să returneze datele sau confirmarea comenzii. Dispozitivul țintă poate fi fie un disc separat, fie o întreagă matrice de discuri. În acest caz, SAS HBA din interiorul matricei de discuri (așa-numitul sistem de stocare extern), conceput pentru a conecta servere la acesta, funcționează în modul țintă. Fiecărui dispozitiv țintă i se atribuie un ID țintă SCSI separat.

Pentru a conecta clienții cu serverul, se folosește un subsistem de livrare a datelor (subsistem de livrare a serviciilor engleze), în cele mai multe cazuri, acest nume complicat ascunde doar cabluri. Cablurile sunt disponibile pentru conexiuni externeși pentru conexiuni în cadrul serverelor. Cablurile se schimbă de la o generație la alta de SAS. Astăzi există trei generații de SAS:

SAS-1 sau SAS 3Gbit
- SAS-2 sau 6Gbit SAS
- SAS-3 sau SAS de 12 Gbit – este în curs de pregătire pentru lansare la jumătatea anului 2013

Cabluri SAS interne și externe

Uneori, acest subsistem poate include extensii sau extensii SAS. Expanders (expanders în engleză, expanders, dar cuvântul „expander” a prins rădăcini în rusă) sunt înțeleși ca dispozitive care ajută la livrarea informațiilor de la inițiatori la ținte și înapoi, dar sunt transparente pentru dispozitivele țintă. Unul dintre exemplele cele mai tipice este un expander, care vă permite să conectați mai multe dispozitive țintă la un port inițiator, de exemplu, un cip de expandare într-un raft de discuri sau în backplane-ul unui server. Datorită acestei organizări, serverele pot avea mai mult de 8 discuri (controlerele care sunt folosite astăzi de producătorii de servere de vârf sunt de obicei cu 8 porturi), iar rafturile de discuri pot avea orice suma necesară.

Inițiatorul conectat la dispozitivul țintă de către sistemul de livrare a datelor se numește domeniu. Orice dispozitiv SCSI conține cel puțin un port, care poate fi un port inițiator, un port țintă sau o combinație a ambelor. Porturilor li se pot atribui identificatori (PID).

Dispozitivele țintă constau din cel puțin un număr de unitate logică sau LUN. LUN-ul este cel care identifică cu ce discuri sau partiții ale acestui dispozitiv țintă va lucra inițiatorul. Uneori se spune că ținta oferă inițiatorului un LUN. Astfel, pentru adresarea completă către depozitarea necesară Este utilizată perechea SCSI Target ID + LUN.

Ca și în gluma binecunoscută („Eu nu împrumut bani, iar First National Bank nu vinde semințe”), dispozitivul țintă de obicei nu acționează ca „emițător de comenzi”, iar inițiatorul nu oferă un LUN. Deși este de remarcat faptul că standardul permite faptul că un dispozitiv poate fi atât un inițiator, cât și o țintă, acest lucru este rar folosit în practică.

Pentru „comunicarea” dispozitivelor în SAS există un protocol, după „buna tradiție” și conform recomandării OSI, împărțit în mai multe straturi (de sus în jos): Application, Transport, Link, PHY, Architecture și Fizic.

SAS include trei protocol de transport. Protocolul serial SCSI (SSP) - folosit pentru a lucra cu dispozitive SCSI. Serial ATA Tunneling Protocol (STP) - pentru interacțiunea cu unitățile SATA. Serial Protocol de management(SMP) - pentru gestionarea fabricii SAS. Datorită STP, putem conecta unități SATA la controlere SAS. Datorită SMP, putem construi sisteme mari (până la 1000 de dispozitive disc/SSD într-un singur domeniu) și, de asemenea, putem folosi zonarea SAS (mai multe despre asta în articolul despre comutatorul SAS).

Stratul de legătură este utilizat pentru a gestiona conexiunile și cadrele de transfer. Stratul PHY - folosit pentru lucruri precum setarea vitezei de conectare și codificare. La nivel arhitectural există probleme de expandare și topologie. Strat fizic determină tensiunea, formele de undă de conectare etc.

Toată comunicarea în SCSI se bazează pe comenzile pe care inițiatorul le trimite dispozitivului țintă și așteaptă rezultatele acestora. Aceste comenzi sunt trimise sub formă de blocuri de descriere a comenzii (Command Description Block sau CDB). Un bloc constă dintr-un octet de cod de comandă și parametrii acestuia. Primul parametru este aproape întotdeauna LUN. Cu toate acestea, CDB poate avea o lungime de la 6 la 32 de octeți ultimele versiuni SCSI permite CDB-uri cu lungime variabilă.

După primirea comenzii, dispozitivul țintă returnează un cod de confirmare. 00h înseamnă că comanda a fost primită cu succes, 02h înseamnă o eroare, 08h înseamnă că dispozitivul este ocupat.

Echipele sunt împărțite în 4 mari categorii. N, din engleză „non-data”, sunt destinate operațiunilor care nu au legătură directă cu schimbul de date. W, de la „scriere” - înregistrarea datelor primite de dispozitivul țintă de la inițiator. R, după cum ați putea ghici din cuvântul „citește”, este folosit pentru citire. În cele din urmă B - pentru schimbul de date în două sensuri.

Există destul de multe comenzi SCSI, așa că le vom enumera doar pe cele mai frecvent utilizate.

Unitatea de testare gata (00h) - verificați dacă dispozitivul este gata, dacă există un disc în el (dacă este unitate de banda), dacă discul s-a rotit și așa mai departe. Este de remarcat faptul că în în acest caz, Dispozitivul nu efectuează autodiagnosticarea completă; există și alte comenzi pentru aceasta.
Interogare (12h) - obțineți principalele caracteristici ale dispozitivului și parametrii acestuia
Trimiteți diagnostic (1Dh) - efectuați autodiagnosticarea dispozitivului - rezultatele acestei comenzi sunt returnate după diagnosticare cu comanda Receive Diagnostic Results (1Ch)
Sensul solicitării (03h) - comanda vă permite să obțineți starea de execuție a comenzii anterioare - rezultatul acestei comenzi poate fi fie un mesaj de genul „fără eroare”, fie diverse eșecuri, de la absența unui disc în unitate până la grave Probleme.
Capacitate de citire (25h) - vă permite să aflați capacitatea dispozitivului țintă
Format Unit (04h) - servește la formatarea distructivă a dispozitivului țintă și pentru a-l pregăti pentru stocarea datelor.
Citire (4 opțiuni) - citirea datelor; există sub forma a 4 comenzi diferite, care diferă în lungimea CDB
Scrie (4 opțiuni) - înregistrare. La fel ca pentru citirea în 4 versiuni
Scrieți și verificați (3 opțiuni) - înregistrarea și verificarea datelor
Selectare mod (2 opțiuni) - instalare diverși parametri dispozitive
Mod sens (2 opțiuni) - întoarce parametrii curenti dispozitive

Acum să ne uităm la câteva exemple tipice de organizare a stocării datelor pe SAS.

Exemplul unu, server de stocare a datelor.

Ce este și cu ce se mănâncă? Companii mari precum Amazon, Youtube, Facebook, Mail.ru și Yandex folosesc servere de acest tip pentru a stoca conținut. Conținut înseamnă informații video, audio, imagini, rezultate ale indexării și procesării informațiilor (de exemplu, atât de populare în În ultima vremeîn SUA, Hadoop), poștă etc. Pentru a înțelege sarcina și a selecta corect echipamentul pentru aceasta, trebuie să cunoașteți în plus câteva informații introductive, fără de care este absolut imposibil. Primul și cel mai important lucru este ce mai multe discuri- cu atât mai bine.

Centrul de date al uneia dintre companiile rusești Web 2.0

Procesoarele și memoria în astfel de servere nu sunt foarte folosite. În al doilea rând, în lumea Web 2.0, informațiile sunt stocate distribuite geografic, cu mai multe copii pe servere diferite. Sunt stocate 2-3 copii ale informațiilor. Uneori, dacă este solicitat frecvent, sunt stocate mai multe copii pentru a echilibra încărcătura. Ei bine, în al treilea rând, pe baza primei și a doua, cu cât mai ieftin, cu atât mai bine. În cele mai multe cazuri, toate cele de mai sus au ca rezultat utilizarea Nearline SAS sau Unități SATA capacitate mare. De regulă, la nivel de întreprindere. Aceasta înseamnă că astfel de unități sunt proiectate să funcționeze 24 de ore pe zi, 7 zile pe zi, și sunt semnificativ mai scumpe decât omologii lor utilizați în computerele desktop. Carcasa este de obicei aleasă pentru a fi una care poate găzdui mai multe discuri. Dacă este de 3,5 inchi, atunci 12 discuri în 2U.

Server de stocare tipic 2U

Sau 24 x 2,5 inchi în 2U. Sau alte opțiuni în 3U, 4U etc. Acum, având cazul, numărul de discuri și tipul acestora, trebuie să selectăm tipul de conexiune. De fapt, alegerea nu este foarte mare. Și se rezumă la utilizarea unui backplane expander sau non-expander. Dacă folosim un backplane expander, atunci controlerul SAS poate fi cu 8 porturi. Dacă nu are extensie, atunci numărul de porturi de controler SAS trebuie să fie egal cu sau să depășească numărul de discuri. Și în sfârșit, alegerea controlerului. Știm numărul de porturi, 8, 16, 24, de exemplu, și selectăm un controler pe baza acestor condiții. Există 2 tipuri de controlere, RAID și HBA. Ele diferă prin faptul că controlerele RAID acceptă nivelurile RAID 5,6,50,60 și au o cantitate destul de mare de memorie (512MB-2GB astăzi) pentru cache. HBA fie nu are memorie deloc, fie foarte puțină. În plus, HBA-urile fie nu știu deloc să facă RAID, fie pot face doar niveluri simple care nu necesită o cantitate mare de calcule. RAID 0/1/1E/10 este un set tipic pentru HBA. Aici avem nevoie de un HBA, sunt mult mai ieftine, așa că nu avem deloc nevoie de protecție a datelor și ne străduim să minimizăm costul serverului.

HBA SAS cu 16 porturi

Exemplul doi, serverul de e-mail Exchange. La fel și MDaemon, Note și alte servere similare.

Aici totul nu este la fel de evident ca în primul exemplu. În funcție de câți utilizatori trebuie să servească serverul, recomandările vor varia. În orice caz, știm că baza de date Exchange (așa-numita bază de date Jet) este cel mai bine stocată pe RAID 5/6 și este bine stocată în cache cu folosind SSD. În funcție de numărul de utilizatori, determinăm volumele de stocare necesare „azi” și „pentru creștere”. Ne amintim că serverul trăiește 3-5 ani. Prin urmare, „pentru creștere” poate fi limitat la o perspectivă de 5 ani. Atunci va fi mai ieftin să schimbi complet serverul. În funcție de volumul discurilor, vom alege carcasa. Este mai ușor cu un backplane; se recomandă utilizarea expandoarelor, deoarece cerințele de preț nu sunt la fel de stricte ca în cazul precedent, iar în caz general, o creștere a costului unui server cu 50 USD-100 USD și, uneori, mai mult, vom supraviețui complet de dragul fiabilității și funcționalității. Vom alege discuri SAS sau NL-SAS/Enterprise SATA in functie de volum. Apoi, protecția datelor și stocarea în cache. Să alegem un controler modern cu 4/8 porturi care acceptă RAID 5/6/50/60 și cache SSD. Pentru LSI, acesta este orice MegaRAID, cu excepția 9240 cu funcția de cache CacheCade 2.0 sau Nytro MegaRAID cu un SSD la bord. Pentru Adaptec, acestea sunt controlere care acceptă MAX IQ. Pentru memorarea în cache în ambele cazuri (cu excepția Nytro MegaRAID), va trebui să luați o pereche de SSD-uri bazate pe tehnologia e-MLC de clasă Enterprise. Intel, Seagate, Toshiba, etc au astea. Prețurile și companiile sunt la latitudinea dvs. din care alegeți. Dacă nu vă deranjează să plătiți suplimentar pentru marcă, atunci găsiți produse similare în liniile de servere ale IBM, Dell, HP și mergeți mai departe!

Controler RAID de stocare în cache SSD Nytro MegaRAID

Exemplul trei, sistem extern de stocare a datelor de tip „do-it-yourself”.

Deci, cele mai serioase cunoștințe despre SAS, desigur, sunt necesare pentru cei care produc sisteme de stocare a datelor sau doresc să le realizeze singuri. Ne vom concentra pe un sistem de stocare destul de simplu, software pentru care este produs de Open-E. Desigur, puteți realiza sisteme de stocare pe Windows Storage Server, și pe Nexenta, și pe AVRORAID, și pe Open NAS, și pe orice alt software potrivit pentru aceste scopuri. Tocmai am subliniat direcțiile principale, apoi site-urile web ale producătorilor vă vor ajuta. Deci, dacă este un sistem extern, aproape niciodată nu știm de câte discuri va avea nevoie utilizatorul final. Trebuie să fim flexibili. Pentru aceasta există așa-numitele JBOD - rafturi de discuri externe. Acestea includ unul sau două expandoare, fiecare dintre ele având o intrare (conector SAS cu 4 porturi), o ieșire către următorul expander, porturile rămase sunt direcționate către conectori destinati conectării discurilor. Mai mult, în sistemele cu două expansoare, primul port al discului este direcționat către primul expander, al doilea port este direcționat către al doilea expander. Acest lucru vă permite să construiți lanțuri de JBOD tolerante la erori. Serverul principal poate avea discuri interne sau să nu le aibă deloc. În acest caz, se folosesc controlere SAS „externe”. Adică controlere cu porturi „în afară”. Alegerea între un controler SAS RAID sau un SAS HBA depinde de software-ul de management pe care îl alegeți. În cazul Open-E, acesta este un controler RAID. De asemenea, puteți avea grijă de opțiunea de cache pe SSD. Dacă sistemul dvs. de stocare va avea o mulțime de discuri, atunci soluția Daisy Chain (când fiecare JBOD ulterior se conectează la cel precedent sau la serverul principal) nu este potrivită din multe motive. În acest caz, serverul principal fie este echipat cu mai multe controlere, fie este utilizat un dispozitiv numit comutator SAS. Vă permite să conectați unul sau mai multe servere la unul sau mai multe JBOD. Ne vom uita la comutatoarele SAS mai detaliat în articolele următoare. Pentru sistemele externe de stocare a datelor, se recomandă insistent să utilizați numai discuri SAS (inclusiv NearLine) din cauza cerințelor crescute pentru toleranța la erori. Faptul este că protocolul SAS include multe mai multe trăsături decât SATA. De exemplu, controlul datelor scris-citite de-a lungul întregii căi utilizând sume de control (T.10 Protecție end-to-end). Și drumul, după cum știm deja, poate fi foarte lung.

JBOD cu mai multe discuri

Aceasta încheie excursia noastră în lumea istoriei și teoriei SCSI în general și SAS în special, iar data viitoare vă voi spune mai detaliat despre utilizarea SAS în viața reală.