Sorosan csatolt SCSI - Serial Attached SCSI

SAS

Sorosan csatolt SCSI
SAS csatlakozó
Szélesség bitben	1
Eszközök száma	65,535
Sebesség
Stílus	Sorozatszám
Hotplugging felület	Igen

A számítástechnikai , Serial Attached SCSI ( SAS ) egy pont-pont soros protokoll , hogy mozog az adatokat és a számítógép-tároló eszközök, mint a merevlemezek és szalagos meghajtók . Az SAS felváltja a régebbi Parallel SCSI (Parallel Small Computer System Interface, általában "scuzzy" vagy "sexy") busztechnológiát, amely először az 1980-as évek közepén jelent meg. Az SAS, mint elődje, a szabványos SCSI parancskészletet használja . Az SAS opcionális kompatibilitást kínál a Serial ATA (SATA) 2 -es és újabb verzióival. Ez lehetővé teszi a SATA meghajtók csatlakoztatását a legtöbb SAS hátlaphoz vagy vezérlőhöz. Fordítva, a SAS meghajtók és a SATA hátlapok összekapcsolása nem lehetséges.

A Nemzetközi Információs Technológiai Standardok Bizottságának (INCITS) T10 technikai bizottsága fejleszti és karbantartja a SAS protokollt; az SCSI Trade Association (SCSITA) népszerűsíti a technológiát.

Bevezetés

Egy tipikus soros csatolású SCSI rendszer a következő alapvető összetevőkből áll:

1. Egy kezdeményező : olyan eszköz, amely származik eszköz-szolgáltatás és a feladat-menedzsment kérelmek feldolgozása egy céleszköz, és megkapja a válaszok az azonos kéréseket más céleszköz. A kezdeményezőket alaplapi komponensként (sok szerverorientált alaplap esetében) vagy kiegészítő gazda busz adapterként lehet elhelyezni .
2. A cél : olyan eszköz, amely a logikai egység és a cél port, amely fogadja eszköz és szolgáltatások feladatkezelő kérelmek feldolgozása, és elküldi a válaszok az azonos kérések kezdeményezője eszközök. A céleszköz lehet merevlemez -meghajtó vagy lemez tömbrendszer .
3. A szolgáltatás alrendszer : az a része, amely az I / O rendszer, amely információt küld között kezdeményezője és a cél. Általában a kezdeményezőt és a célpontot összekötő kábelek bővítőkkel és hátlapokkal vagy azok nélkül alkotják a szolgáltatásnyújtási alrendszert.
4. Bővítők : olyan eszközök, amelyek egy szolgáltatásnyújtási alrendszer részét képezik, és megkönnyítik az SAS -eszközök közötti kommunikációt. A bővítők megkönnyítik több SAS End eszköz csatlakoztatását egyetlen kezdeményező porthoz.

Történelem

• SAS-1: 3,0 Gbit/s, 2004-ben került bevezetésre
• SAS-2: 6,0 Gbit/s, elérhető 2009 februárja óta
• SAS-3: 12,0 Gbit/s, elérhető 2013 márciusa óta
• SAS-4: 22,5 Gbit/s "24G" néven, a szabvány 2017-ben készült el
• SAS-5: 45 Gbit/s fejlesztés alatt áll

Azonosítás és címzés

Az SAS tartomány az SCSI tartomány SAS változata - egy sor SAS eszközből áll, amelyek egy szolgáltatásnyújtási alrendszer segítségével kommunikálnak egymással. A SAS tartomány minden SAS -portja rendelkezik egy SCSI -portazonosítóval, amely a SAS tartományon belül egyedileg azonosítja a portot, a World Wide Name -t . Ezt az eszköz gyártója rendeli hozzá, mint egy Ethernet -eszköz MAC -címe , és jellemzően világszerte is egyedi. Az SAS -eszközök ezen portazonosítók segítségével kommunikálnak egymással.

Ezenkívül minden SAS -eszköz rendelkezik SCSI -eszköznévvel, amely a világon egyedülállóan azonosítja az SAS -eszközt. Az ember gyakran nem látja ezeket az eszközneveket, mert a portazonosítók hajlamosak kellően azonosítani az eszközt.

Összehasonlításképpen: a párhuzamos SCSI -vel az SCSI -azonosító a portazonosító és az eszköz neve. A Fibre Channel -ben a portazonosító WWPN, az eszköz neve pedig WWNN.

Az SAS -ban mind az SCSI portazonosítók, mind az SCSI -eszközök nevei SAS -cím formájában jelennek meg , amely 64 bites érték, általában NAA IEEE regisztrált formátumban. Az emberek néha utal egy SCSI port azonosítót a SAS berendezés címe, ki zavart. Az emberek néha egy SAS -címet világnévnek vagy WWN -nek neveznek, mert lényegében ugyanaz, mint a WWN a Fibre Channel -ben. SAS bővítő eszköz esetén az SCSI port azonosítója és az SCSI eszköz neve ugyanaz a SAS cím.

Összehasonlítás a párhuzamos SCSI -vel

• Az SAS "busz" pontról pontra működik, míg az SCSI busz multidrop . Minden SAS -eszköz dedikált linken keresztül kapcsolódik a kezdeményezőhöz, hacsak nem használnak bővítőt. Ha egy kezdeményező egy célponthoz kapcsolódik, nincs lehetőség vitára ; párhuzamos SCSI esetén még ez a helyzet is vitát okozhat.
• Az SAS -nak nincsenek lezárási problémái, és nem igényel olyan terminátor csomagokat, mint a párhuzamos SCSI.
• Az SAS kiküszöböli az óra eltorzulását .
• A SAS akár 65 535 eszközt is engedélyez bővítők használatával, míg a Párhuzamos SCSI 8 vagy 16 eszközt tartalmaz egy csatornán.
• Az SAS nagyobb átviteli sebességet (3, 6 vagy 12 Gbit/s) tesz lehetővé, mint a legtöbb párhuzamos SCSI szabvány. Az SAS ezeket a sebességeket minden kezdeményező-cél kapcsolaton eléri, így nagyobb átviteli sebességet kap, míg a párhuzamos SCSI megosztja a sebességet a teljes multidrop buszon.
• Az SAS eszközök kettős porttal rendelkeznek, lehetővé téve a redundáns hátlapokat vagy többutas I/O -t ; ezt a funkciót általában kettős tartományú SAS-nak nevezik .
• A SAS -vezérlők csatlakozhatnak SATA -eszközökhöz, akár közvetlenül csatlakoztatva natív SATA -protokoll használatával, vagy SAS -bővítőkön keresztül, soros ATA -alagút -protokoll (STP) használatával.
• Mind az SAS, mind a párhuzamos SCSI az SCSI parancskészletet használja .

Összehasonlítás a SATA -val

Kevés fizikai különbség van a SAS és a SATA között.

• A SAS protokoll több kezdeményezőt biztosít egy SAS tartományban, míg a SATA nem rendelkezik hasonló szolgáltatással.
• A legtöbb SAS -meghajtó címkézett parancssort biztosít , míg a legtöbb újabb SATA -meghajtó natív parancs -sorba állítást biztosít .
• A SATA olyan parancskészletet használ, amely a párhuzamos ATA parancskészleten alapul, majd a készleten túl kiterjesztve olyan funkciókat is tartalmaz, mint a natív parancs-sorba állítás, a hot-plugging és a TRIM. Az SAS az SCSI parancskészletet használja, amely olyan funkciók szélesebb körét tartalmazza, mint a hibajavítás, a fenntartások és a blokk -helyreállítás. Az Basic ATA csak közvetlen hozzáférésű tároláshoz rendelkezik parancsokkal. Mindazonáltal az SCSI parancsok ATAPI -n keresztül is alagutolhatók olyan eszközökhöz, mint a CD /DVD -meghajtók.
• Az SAS hardver lehetővé teszi a többutas I/O -t az eszközökhöz, míg a SATA (a SATA 2.0 előtt ) nem. A specifikáció szerint a SATA 2.0 port -szorzókat használ a portbővítés eléréséhez, és néhány port -szorzó gyártó többpályás I/O -t valósított meg port -szorzó hardver használatával.
• A SATA-t a párhuzamos ATA általános célú utódjaként forgalmazzák, és általánossá vált a fogyasztói piacon, míg a drágább SAS a kritikus kiszolgálóalkalmazásokat célozza meg.
• A SAS hibajavítás és hibajelentés SCSI parancsokat használ, amelyek több funkcióval rendelkeznek, mint a SATA meghajtók által használt ATA SMART parancsok.
• Az SAS magasabb jelzőfeszültséget használ (800–1600 mV az adáshoz, és 275–1600 mV a vételhez), mint a SATA (400–600 mV az adáshoz, és 325–600 mV a vételhez). A magasabb feszültség (többek között) lehetővé teszi az SAS használatát a szerver háttérvonalaiban.
• A magasabb jelzési feszültségek miatt az SAS akár 10 m (33 láb) hosszú kábeleket is használhat, míg a SATA kábelhossz-korlátja 1 m (3, 3 láb) vagy 2 m (6, 6 láb) az eSATA számára .
• A SAS full duplex , míg a SATA fél duplex . Az SAS szállítási réteg a kapcsolat teljes sebességével képes adatokat továbbítani egyszerre mindkét irányba, így a kapcsolaton keresztül végrehajtó SCSI parancs egyszerre tud adatokat továbbítani az eszközre és az eszközről. Mivel azonban az erre képes SCSI parancsok ritkák, és egy SAS linket egyszerre kell rendelni egy -egy parancshoz, ez általában nem előny.

Jellemzők

Műszaki információk

A Serial Attached SCSI szabvány több réteget határoz meg (a legmagasabbtól a legalacsonyabb sorrendig): alkalmazás, szállítás, port, link, PHY és fizikai. A Serial Attached SCSI három szállítási protokollt tartalmaz:

• Serial SCSI Protocol (SSP)-parancsszintű kommunikációhoz SCSI eszközökkel.
• Serial ATA Tunneling Protocol (STP)-parancsszintű kommunikációhoz SATA eszközökkel.
• Soros felügyeleti protokoll (SMP) - az SAS szerkezet kezelésére.

A Link és a PHY rétegekhez az SAS saját egyedi protokollt határoz meg.

A fizikai rétegben az SAS szabvány határozza meg a csatlakozókat és a feszültségszinteket. A SAS kábelezés és jelzés fizikai jellemzői kompatibilisek és lazán követhetők a SATA -n, akár 6 Gbit/s sebességig, bár az SAS szigorúbb fizikai jelzési előírásokat és szélesebb megengedett differenciális feszültség -ingadozást határoz meg, amely hosszabb kábelezést tesz lehetővé . Míg az SAS-1.0 és az SAS-1.1 átvette a SATA fizikai jelátviteli jellemzőit 3 Gbit/s sebességgel, 8b/10b kódolással , addig a SAS-2.0 6 Gbit/s fizikai sebességű fejlesztése az egyenértékű SATA sebesség kifejlesztését eredményezte. 2013-ban 12 Gbit/s követte a SAS-3 specifikációt. A SAS-4 22,5 Gbit/s jelátvitelt vezet be egy hatékonyabb 128b/150b kódolási sémával, hogy 2400 MB/s használható adatátviteli sebességet valósítson meg, miközben megtartja a 6 és 12 Gbit/s kompatibilitást.

Ezenkívül az SCSI Express kihasználja a PCI Express infrastruktúra előnyeit az SCSI eszközök közvetlen csatlakoztatásához egy univerzálisabb interfészen keresztül.

Építészet

Az SAS architektúra hat rétegből áll:

• Fizikai réteg:
  • meghatározza az elektromos és fizikai jellemzőket
  • differenciális jelátvitel
  • Többféle csatlakozó:
    • SFF -8482 - SATA kompatibilis
    • Belső négysávos csatlakozók: SFF-8484, SFF-8087, SFF-8643
    • Külső négysávos csatlakozók: SFF-8470, SFF-8088, SFF-8644
• PHY réteg:
  • 8b/10b adatkódolás (3, 6 és 12 Gbit/s)
  • 128b/150b SPL csomagkódolás (22,5 Gbit/s) (2 bites fejléc, 128 bites hasznos terhelés, 20 bites Reed-Solomon forward hibajavítás )
  • Link inicializálása, gyors egyeztetés és reset szekvenciák
  • Összekapcsolási képességek tárgyalása (SAS-2 és tovább)
• Linkréteg:
  • Primitívek beszúrása és törlése az órajel-eltérés egyezéséhez
  • Primitív kódolás
  • Adattörlesztés a csökkent EMI érdekében
  • Hozzon létre és szakítson le natív kapcsolatokat az SAS -célpontok és a kezdeményezők között
  • Hozzon létre és szakítson meg alagútkapcsolatokat az SAS kezdeményezői és a SAS bővítőkhöz csatlakoztatott SATA célpontok között
  • Energiagazdálkodás (javasolt SAS-2.1 esetén)
• Port réteg:
  • Több PHY azonos című kombinálása széles portokká
• Szállítási réteg:
  • Három szállítási protokollt tartalmaz:
    • Soros SCSI protokoll (SSP): parancsszintű kommunikációhoz SCSI eszközökkel
    • Soros ATA hangolt protokoll (STP): parancsszintű kommunikációhoz SATA eszközökkel
    • Soros felügyeleti protokoll (SMP): a SAS szerkezet kezelésére
• Alkalmazási réteg

Topológia

A kezdeményező közvetlenül csatlakozhat egy célhoz egy vagy több PHY- n keresztül (az ilyen kapcsolatot portnak nevezik, függetlenül attól, hogy egy vagy több PHY-t használ, bár a széles port kifejezést néha több PHY-kapcsolathoz használják).

SAS bővítők

A soros csatolt SCSI -bővítők (SAS Expanders) néven ismert komponensek megkönnyítik a kommunikációt nagyszámú SAS -eszköz között. A bővítők két vagy több külső bővítőportot tartalmaznak. Minden bővítőeszköz tartalmaz legalább egy SAS Management Protocol célportot a kezeléshez, és tartalmazhat magát SAS -eszközt. Például a bővítő tartalmazhat Serial SCSI Protocol célportot a perifériás eszközhöz való hozzáféréshez. A bővítő nem szükséges az SAS kezdeményező és a cél interfészéhez, de lehetővé teszi egyetlen kezdeményező számára, hogy több SAS/SATA céllal kommunikáljon. Hasznos analógia: a bővítőt úgy tekinthetjük, mint a hálózat hálózati kapcsolóját , amely több rendszert kapcsol össze egyetlen kapcsolóport segítségével.

Az SAS 1 kétféle bővítőt határozott meg; a SAS-2.0 szabvány azonban megszüntette a kettő közötti különbséget, mivel szükségtelen topológiai korlátozásokat hozott létre, amelyeknek nincs valós haszna:

• Az élbővítő lehetővé teszi a kommunikációt akár 255 SAS címmel, lehetővé téve az SAS kezdeményező számára, hogy kommunikáljon ezekkel a kiegészítő eszközökkel. Az élbővítők közvetlen táblázatirányítást és szubtraktív útválasztást végezhetnek. (Ezen útválasztási mechanizmusok rövid tárgyalását lásd alább). Fanout bővítő nélkül legfeljebb két élbővítőt használhat a szállítási alrendszerben (mivel ezeknek az élbővítőknek a szubtraktív útválasztó portját összekapcsolja, és nem lehet több bővítőt csatlakoztatni). A legyezőbővítők megoldják ezt a szűk keresztmetszetet.
• A fanout bővítő csatlakoztatható akár 255 db él bővítőnél néven él feszítő eszköz készlet , hagyta még SAS eszközöket kell foglalkozni. Minden élbővítő szubtraktív útválasztó portja csatlakozik a fanout bővítő fizikájához. A fanout bővítő nem tud kivonni szubtraktív útválasztást, csak szubtraktív irányítási kéréseket továbbíthat a csatlakoztatott élbővítőknek.

A közvetlen útválasztás lehetővé teszi az eszköz számára, hogy azonosítsa a hozzá közvetlenül csatlakoztatott eszközöket. A táblairányítás azonosítja az eszköz saját PHY -jéhez csatlakoztatott bővítőkhöz csatlakoztatott eszközöket. A szubtraktív útválasztást akkor használják, ha nem találja az eszközöket abban az alágazatban, amelyhez tartozik. Ez a kérést egy másik fiókhoz továbbítja.

Bővítők léteznek, hogy összetettebb összekapcsolási topológiákat tegyenek lehetővé. A bővítők segítséget nyújtanak a linkváltásban (a csomagváltással szemben) a végberendezésekben (kezdeményezők vagy célpontok). Megkereshetik a végberendezést közvetlenül (amikor a végberendezés hozzá van csatlakoztatva), egy útválasztási táblán keresztül (a végberendezés-azonosítók és a bővítő leképezése, a linket lefelé kell kapcsolni az azonosító felé vezető útvonalhoz), vagy ha ezek a módszerek sikertelenek, akkor kivonó útválasztáson keresztül: a linket egyetlen bővítőhöz irányítják, amely egy szubtraktív útválasztási porthoz van csatlakoztatva. Ha nincs bővítő csatlakoztatva a kivonó porthoz, a végberendezés nem érhető el.

A szubtraktívnak nem beállított PHY -t nem használó bővítők fanout bővítőként működnek, és tetszőleges számú más bővítőhöz csatlakozhatnak. A szubtraktív PHY-vel rendelkező bővítők legfeljebb két másik bővítőhöz csatlakozhatnak, és ebben az esetben az egyik bővítőhöz egy szubtraktív porton, a másikhoz pedig egy nem-kivonó porton keresztül kell csatlakozniuk.

A bővítőkkel felépített SAS-1.1 topológiák általában egy gyökércsomópontot tartalmaznak egy SAS tartományban, az egyetlen kivételtől eltekintve azok a topológiák, amelyek két bővítőt tartalmaznak egy szubtraktív-szubtraktív porton keresztül. Ha létezik, akkor a gyökércsomópont a bővítő, amely nem kapcsolódik egy másik bővítőhöz kivonó porton keresztül. Ezért ha van egy fanout bővítő a konfigurációban, annak a tartomány gyökércsomópontjának kell lennie. A gyökércsomópont a tartományhoz csatlakoztatott összes végberendezés útvonalait tartalmazza. Ne feledje, hogy az SAS-2.0-ban megjelenő táblázatok közötti útválasztás és a végpontok közötti zónázás új szabályai miatt az SAS-2.0 szabályokra épülő összetettebb topológiák nem tartalmaznak egyetlen gyökércsomópontot.

Csatlakozók

Az SAS csatlakozók sokkal kisebbek, mint a hagyományos párhuzamos SCSI csatlakozók . Általában az SAS 12 Gbit/s pontadat -átviteli sebességet biztosít.

A fizikai SAS csatlakozó többféle változatban kapható:

Kód- név	más nevek	külső/ belső	Csapok	Eszközök / sávok száma	Megjegyzés	Kép
SFF-8086	Belső mini-SAS, belső mSAS	belső	26	4	Ez a belső mSAS kevésbé gyakori megvalósítása, mint az SFF-8087 36 áramkörű verziója. A kevesebb pozíciót lehetővé teszi, hogy nem támogatja az oldalsávokat.
SFF-8087	Belső mini-SAS, belső mSAS, belső iSAS, belső iPass	belső	36	4	Az SFF-8086 árnyékolatlan 36 áramkörös megvalósítása. Molex iPass csökkentett szélességű belső 4 × csatlakozó; 12 Gbit/s képesség.
SFF-8088	Külső mini-SAS, külső mSAS, külső iSAS, külső iPass	külső	26	4	Az SFF-8086 árnyékolt 26 áramkörű megvalósítása. Molex iPass csökkentett szélességű külső 4 × csatlakozó; 12 Gbit/s képesség.
SFF-8431	SFP+	külső	20	1
SFF-8436	QSFP+, Quad SFP+	külső	38	4	Általában sok NetApp tárolórendszerrel használják . Gyakran látható SFF-8088 vagy SFF-8644 esetén a másik végén; 6 Gbit/s képesség.
SFF-8470	InfiniBand CX4 csatlakozó, Molex LaneLink	külső	34	4	Nagy sűrűségű külső csatlakozó (belső csatlakozóként is használható).
SFF-8482		belső	29	2 sáv	Ez az űrlaptényező a SATA -val való kompatibilitásra lett tervezve, de képes SAS -eszköz meghajtására. Egy SAS vezérlő képes a SATA meghajtók vezérlésére, de a SATA vezérlő nem tudja vezérelni a SAS meghajtókat. A leggyakoribb kapcsolat a SAS -meghajtókhoz, amelyek a szerverek hátsó síkjaihoz csatlakoznak, azaz a PowerEdge és a ProLiant
SFF-8484		belső	32 vagy 19	4 vagy 2	A nagy sűrűségű belső csatlakozó, a 2 és 4 sávos változatokat az SFF szabvány határozza meg.
SFF-8485					Meghatározza az SGPIO -t (SFF 8484 kiterjesztés), egy soros kapcsolat protokollt, amelyet általában LED -es kijelzőkhöz használnak.
SFF-8613 (SFF-8643)	Mini-SAS HD, U.2	belső	36	4 vagy 8 kettős csatlakozóval	Mini-SAS HD (SAS 12 Gbit/s) U.2 portként is ismert az SFF-8639 mellett.
SFF-8614 (SFF-8644)	külső Mini-SAS HD	külső		4 vagy 8 kettős csatlakozóval	Mini-SAS HD (SAS 12 Gbit/s)
Oldalsáv csatlakozó		belső			Gyakran látható 1 × SFF-8643 vagy 1 × SFF-8087 típusnál a másik végén- belső ventilátor kimenet 4 × SATA meghajtókhoz. Csatlakoztatja a vezérlőt a hátlap nélküli meghajtókhoz vagy a (SATA) hátlaphoz, és opcionálisan az állapotjelző LED -ekhez.
SFF-8680		belső			SAS 12 Gbit/s hátlapi csatlakozó
SFF-8639	U.2	belső	68
SFF-8638
SFF-8640
SFF-8681
SFF-8654	SlimSAS	belső	4X: 38 8X: 74		4X és 8X SAS-4 dugó és csatlakozó

A SAS közelében

A Nearline SAS (rövidítve NL-SAS , más néven középvonalú SAS ) meghajtók SAS interfésszel rendelkeznek, de a fej, az adathordozó és a hagyományos vállalati szintű SATA meghajtók forgási sebessége, ezért olcsóbbak, mint a többi SAS meghajtó. A SATA-hoz képest az NL-SAS meghajtók a következő előnyökkel rendelkeznek:

• Kettős portok lehetővé teszik a redundáns utakat
• Az eszköz csatlakoztatásának lehetősége több számítógéphez
• Teljes SCSI parancskészlet
• Nincs szükség Serial ATA Tunneling Protocol (STP) használatára, amely szükséges a SATA HDD -k SAS HBA -hoz való csatlakoztatásához .
• Nincs szükség SATA interposer kártyákra, amelyek a kétpólusú SATA HDD-k magas rendelkezésre állásához szükségesek.
• Nagyobb parancssorok

Lásd még

• Az eszköz sávszélességeinek listája
• SCSI / ATA fordítás
• Soros tárolási architektúra
• USB csatolt SCSI

Hivatkozások

Külső linkek

• T10 bizottság
• SCSI Kereskedelmi Szövetség
• A T10 jelenlegi SAS-2 felülvizsgálati tervezete (6,83 MiB PDF regisztráció után)
• A SAS-3 jelenlegi felülvizsgálati tervezete a T10-ből (2,8 MB PDF regisztráció után)
• Seagate whitepaper a Nearline SAS -on
• SAS szabványok és technológiai frissítés , SNIA , 2011, Harry Mason és Marty Czekalski (A MultiLink SAS leírása a 17–19. Oldalon található)
• MultiLink SAS prezentációk, sajtóközlemények és ütemtervek , SCSI Trade Association
• SAS Integrators Guide , SCSI Trade Association, 2006. április
• SAS SFF-8482 és egyéb csatlakozók érintkezői