Serial atașat SCSI

Imaginea arată un disc de interfață SAS

În electronică și informatică, Serial Attached SCSI ( SAS ) este o tehnologie sau o interfață de transfer de date , o evoluție a SCSI , concepută pentru a funcționa atât cu dispozitive cu acces direct, precum hard disk-uri , cât și cu dispozitive cu acces secvențial, precum benzile magnetice . Protocolul de comunicație este serial punct-la-punct, spre deosebire de magistrala SCSI de tip paralel introdusă la mijlocul anilor '80 .

Descriere

Un sistem tipic Serial Attached SCSI constă din:

Iniţiator

Un inițiator, care în cel mai simplu mod este un controler SAS, este un dispozitiv care gestionează solicitările către perifericele conectate, transferând comenzi către acestea și așteptând răspunsuri. Inițiatorii pot fi integrați pe placa de bază (ca în cazul plăcilor de bază orientate către server ) sau pot fi carduri suplimentare. Într-o rețea de stocare cu discuri SAS inițiatorul este extern serverului, deoarece se află în interiorul sistemului de stocare.

Dispozitiv țintă (Țintă în engleză)

Un dispozitiv țintă poate fi un dispozitiv cu acces direct, cum ar fi hard disk-uri sau memorie flash sau un dispozitiv cu acces secvențial, cum ar fi benzile magnetice . Dispozitivele țintă conțin unități logice (numite și LUN) și au porturi de comunicații care primesc comenzi de la inițiator și returnează răspunsuri la acesta.

Subsistemul de transmisie (subsistemul de furnizare a serviciilor în limba engleză)

Un subsistem de transmisie este partea unui sistem I / O care transmite informații între inițiatori și dispozitive țintă. De obicei, este setul tuturor cablurilor și electronicelor de comunicații care sunt utilizate pentru a conecta inițiatorul la perifericele țintă.

Expander

Extensiile sunt dispozitivele subsistemului de comunicații care facilitează comunicarea între perifericele SAS facilitând conectarea mai multor dispozitive la un singur port al unui inițiator.

Domenii SAS și WWN (World Wide Name)

Un domeniu SAS este un sistem I / O care constă dintr-un set de dispozitive SAS care comunică între ele printr-un subsistem de difuzare. Fiecare dispozitiv SAS dintr-un domeniu SAS are un identificator unic atribuit global producătorului dispozitivului (similar cu adresa MAC a unui dispozitiv Ethernet ) numit World Wide Name (sau adresa SAS). WWN identifică în mod unic dispozitivul din domeniul SAS exact așa cum un ID SCSI identifică un dispozitiv într-un lanț SCSI . Un domeniu SAS poate conține până la un total de 16384 de dispozitive.

Diferențe între SAS și SCSI

• SAS este o magistrală punct-la-punct, în timp ce SCSI este o magistrală multidrop . Fiecare dispozitiv SAS este conectat direct la inițiator, cu excepția cazului în care este utilizat un expansor. Dacă un dispozitiv este conectat direct la inițiator, nu există nicio dispută a magistralei, prin urmare, sistemul este mult mai eficient decât un sistem de contenție, cum ar fi pentru magistrala SCSI, chiar și atunci când un singur periferic este conectat la magistrală.
• SAS nu folosește terminatoare spre deosebire de SCSI .
• SAS elimină înclinarea ceasului, adică faptul că ceasul ajunge la mai multe dispozitive cu întârzieri diferite.
• SAS acceptă un număr mai mare de periferice (până la 16384) în timp ce lanțul SCSI este limitat (în funcție de versiune) la 8 sau 16 periferice.
• SAS acceptă rate de transfer mai mari (1,5, 3,0 sau 6,0 Gbps ). Viteza se realizează pe fiecare conexiune controler-periferică, deci un randament mai mare. Pe o magistrală SCSI multidrop , viteza este partajată între toate dispozitivele.
• SAS acceptă dispozitive SATA .
• SAS și SCSI utilizează același set de comenzi SAM ^{[2] [3]} ( SCSI Architecture Model ).

Diferențe între SAS și SATA

• Dispozitivele SATA sunt identificate numai prin numărul de port conectat la adaptorul de magistrală gazdă, în timp ce dispozitivele SAS sunt identificate prin numele lor mondial (WWN).
• Dispozitivele SATA I nu acceptă reordonarea comenzilor. Perifericele SAS acceptă TCQ , care este foarte similar cu NCQ- ul SATA II .
• Sistemul SATA funcționează cu setul de comenzi ATA și, prin urmare, acceptă doar hard disk-uri și unități optice , în timp ce SAS acceptă o gamă largă de dispozitive, inclusiv hard disk-uri , scanere , imprimante , unități optice etc.
• Hardware-ul SAS permite I / O multipath către periferice, în timp ce hardware-ul SATA în versiunea sa inițială nu. SATA II a introdus utilizarea multiplicatorului de porturi pentru a crește viteza, iar unii producători de hardware au implementat multiplicatorul de porturi cu un multipath I / 0.
• SATA este utilizat în principal pentru aplicații non-critice, cum ar fi utilizarea computerelor de acasă, în timp ce SAS, datorită robusteții sale, poate fi utilizat pentru aplicații de server critice.
• În gestionarea SAS, rapoartele de erori sunt mai cuprinzătoare decât în ​​sistemul ATA SMART utilizat de SATA.
• SAS completează SATA și nu concurează cu acesta.
• SAS utilizează un diferențial electric mai mare pentru comunicații (800-1600mV TX, 275-1600mV RX) decât SATA (400-600mV TX, 325-600mV RX). Când dispozitivele SAS și dispozitivele SATA sunt conectate la același sistem, dispozitivele SAS funcționează la aceeași tensiune ca dispozitivele SATA. Tensiunea mai mare face mai ușoară implementarea pe servere cu planuri de fundal multi-disc.
• Datorită tensiunii mai mari, cablurile SAS pot fi mai lungi (8m) decât cablurile SATA (1m).

Specificatii tehnice

Performanţă

Așa cum se poate vedea în tabelul de mai sus SAS, în versiunea 3.0 Gib / s, este puțin mai lent decât versiunea Ultra-320 a SCSI. În 2009, ar trebui lansată versiunea cu un autobuz 6,0 Gib / s, care va dubla performanța și va fi comparabilă cu SCSI Ultra-640 introdusă în 2003, dar abia folosită din cauza sosirii SAS. Cu toate acestea, viteza magistralei pe o magistrală SCSI este partajată între toate dispozitivele și controlerul în sine, în timp ce pe o magistrală SAS este dedicată fiecărui dispozitiv. Setul de comenzi al SAS este împrumutat exact de la SCSI, asigurând astfel compatibilitatea completă, la nivel de comandă, pentru toate software-urile dezvoltate pentru SCSI.

Discurile SATA pot fi conectate la magistrala SAS, dar discurile SAS nu pot fi conectate la un controler SATA. Cu toate acestea, în primul caz, discurile SAS și SATA nu pot fi conectate pe același port în același timp.

Protocolul SAS este dezvoltat și întreținut de Comitetul tehnic T10 ^[4] al Comitetului internațional pentru standardele tehnologiei informației (INCITS) și promovat de Asociația Comerțului SCSI (SCSITA).

Arhitectură

Arhitectură straturi SAS

Arhitectura SAS este organizată pe șase niveluri:

• Stratul fizic ^[5] :
  • Acesta definește caracteristicile fizice și electrice.
  • Transmiterea diferențială a datelor.
  • Cinci tipuri de conectori:
    • SFF 8482 - Compatibil SATA
    • SFF 8484 - Intern până la 4 dispozitive
    • SFF 8470 - Tip InfiniBand extern până la patru dispozitive
    • SFF 8087 - Molex 4x iPASS, intern cu viitorul suport de 12 Gbps .
    • SFF 8088 - Molex 4x iPASS, extern cu suport viitor de 12 Gbps .
• Stratul PHY (stratul PHY):
  • Definește protocolul de raportare.
• Strat de legătură:
  • Trei tipuri de protocol: SSP, STP, SMP
  • Gestionează conexiunile și transmite datele.
• Stratul portului:
  • Asociați dispozitivele SAS cu PHY-uri (interfețe I / O).
  • Selectați interfața PHY pentru transmisie.
  • Deschide și închide conexiunile cu dispozitivele.
• Stratul de transport:
  • Suportă trei protocoale de transport:
    • Serial SCSI Protocol (SSP): Pentru a suporta dispozitive SAS.
    • Serial ATA Tunneling Protocol (STP): acceptă discuri SATA.
    • Serial Management Protocol (SMP): gestionarea expansoarelor SAS
• Strat de aplicație:
  • Model de arhitectură SCSI SAM: comenzi SCSI ^{[2] [3]}

Topologie

Un inițiator poate fi conectat direct la un dispozitiv prin unul sau mai multe PHY-uri. Această conexiune se numește port (port în engleză) SAS, deși este caracterizată prin conectarea mai multor PHY. Termenul de port larg este uneori folosit pentru a indica conexiunea unui dispozitiv la un inițiator folosind mai multe PHY.

Adesea, însă, dispozitivele nu sunt conectate direct la inițiator, ci sunt conectate la dispozitivele de expansiune SAS.

Expansorul SAS

Un expansor Serial Attached SCSI este o componentă care facilitează comunicarea și cablarea atunci când există un număr mare de dispozitive SAS. Extensiile conțin două sau mai multe porturi externe. Fiecare dispozitiv expansor conține cel puțin un port de destinație SAS Management Protocol pentru gestionarea domeniului SAS și poate conecta direct dispozitive SAS. Nu este necesar un expansor pentru a interfața un inițiator SAS cu un dispozitiv țintă, dar dacă este conectat, acesta ajută la gestionarea comunicării cu mai multe dispozitive SAS / SATA . Expandatorii pot fi văzuți ca un fel de comutator (chiar dacă acționează în circuit și nu în comutare de pachete) care permite conectarea mai multor sisteme utilizând un singur port din rețea.

Există două tipuri diferite de expansoare: extensor de margine și expansor de ventilator.

• Un extensor de margine poate gestiona comunicarea cu până la 128 de adrese SAS, permițând inițiatorului SAS să comunice cu aceste dispozitive suplimentare. Dispozitivele de extindere Edge acceptă rutare directă a tabelelor și rutare subtractivă . Fără utilizarea expansoarelor fanout, numai două extensoare laterale pot fi instalate într-un sistem. Acest lucru se datorează faptului că a putea utiliza numai aceste tipuri de rutare, singurul mod de operare este să le conectați între ele cu portul configurat pentru rutare subtractivă. Deoarece nu poate exista un singur port configurat în acest fel, nu pot fi instalați alți expaderi.
• Un expansor fanout poate conecta până la 128 de seturi de extensoare de margine, permițându-vă să adresați 16.384 dispozitive (128² = 16384). Portul de rutare subtractiv al unui expansor de margine trebuie să fie conectat la un PHY al expansorului de ventilare. Un expansor fanout nu poate utiliza rutare subtractivă, dar poate direcționa cererile care vin din portul de rutare subtractiv al unui expansor de margine către un alt expansor de margine care va avea dispozitivul țintă conectat direct.

Rutarea se poate face în următoarele moduri:

• Rutare directă : permite dispozitivelor să comunice direct cu dispozitivele conectate direct la acesta.
• Rutare directă a tabelului : permite unui dispozitiv de extindere a marginilor să direcționeze solicitările de comunicații către dispozitivele conectate direct la porturile sale PHY.
• Rutare subtractivă : rutează toate cererile care nu pot fi gestionate direct cu rutare directă a tabelelor către un anumit port.

Extensiile au fost proiectate pentru a permite tipuri complexe de interconectări. Acestea funcționează făcând o comutare de circuit ^[6] (link-switching) între dispozitive (inițiatori sau periferice țintă). Expandatorii pot localiza dispozitivele în trei moduri:

• Dispozitive conectate direct prin intermediul tabelului de conexiune (rutare directă a tabelelor)
• Dispozitive accesibile prin intermediul unei tabele de rutare care asociază ID-ul fiecărui dispozitiv cu o conexiune PHY cu o margine de expansiune. Doar extensorii fanout pot folosi această rută.
• Când ambele metode de rutare eșuează, rutare subtractivă este utilizată prin rutare a cererii către un port implicit. Dacă nu este conectat niciun expansor la portul marcat pentru rutare subtractivă, procesul de rutare eșuează și dispozitivul nu poate fi accesat.

Expanderile non-PHY configurate cu rutare subtractivă funcționează ca un expansor fanout și se pot conecta la alte expansoare. Expansorii care au un port configurat pentru rutare subtractivă se pot conecta doar la alte două extensoare, unul prin portul de rutare subtractiv și celălalt printr-un port de rutare non-subtractiv.

Un nod rădăcină trebuie să existe într-un domeniu SAS. Acest nod este expansorul care nu este conectat la niciun alt expansor printr-un port de rutare subtractiv. Nodul rădăcină are informații pentru a ajunge la toate dispozitivele conectate la un domeniu SAS.

Conectori

Conectorii SAS sunt mult mai compacți decât conectorii SCSI și permit astfel utilizarea discurilor de 2,5 ". În prezent, SAS acceptă rate de transmisie punct la punct de 3 Gbit / s, dar se așteaptă să accepte 12 Gbit / s până în 2012.

Există mai mulți conectori SAS fizici:

Imagine	Denumire tehnică	Nume comercial	Extern intern	Numărul de picioare	Numărul de dispozitive	Notă
	SFF 8482	Conector SATA	De interior	29	2	Conector compatibil cu standardul SATA: permite conectarea discurilor SATA la un sistem SAS, pentru a evita necesitatea instalării unor controlere SATA suplimentare. Poate fi folosit și pentru conectarea CD-ROM-urilor etc. O unitate SAS nu poate fi utilizată cu un controler SATA, însă conectorul SAS a fost proiectat cu o cheie care împiedică conectarea unei unități SAS la un conector SATA. Conectorul din imagine este cel prezent pe un dispozitiv.
	SFF 8484		De interior	32 (19)	4 (2)	Conector intern de înaltă densitate. Standardul SFF 8484 definește o versiune cu 2 și 4 benzi.
	SFF 8485					Include o interfață SGPIO (extensie SFF 8484). SGPIO este un protocol serial utilizat pentru controlul LED-urilor.
	SFF 8470	Conector Infiniband	Extern	32	4	conector de înaltă densitate utilizat și ca conector intern, în special în SAN-uri .
	SFF 8087	Mini-SAS intern	De interior	36	4	Conector intern Molex iPASS cu dimensiuni reduse și capabil să funcționeze la 4x sau 12 Gbit / s în viitor.
	SFF 8088	Mini-SAS extern	Extern	32	4	Conector extern Molex iPASS cu dimensiuni reduse și capabil să funcționeze la 4x sau 12 Gbit / s în viitor.

Notă

Elemente conexe

• Interfață de sisteme de calculatoare mici pentru Internet
• Rețea de spațiu de stocare

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Serial Attached SCSI

linkuri externe

• ( EN ) T10 Site-ul comitetului T10 , pe t10.org .
• ( EN ) Site-ul SCSI Trade Association , la scsita.org .
• ( EN ) Specificații SAS 2 ( PDF ), la t10.org . Adus la 7 iulie 2008 (arhivat din original la 15 mai 2008) .

Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT