Serial Attached SCSI (SAS): sériový SCSI protokol pro podniková úložiště
Serial Attached SCSI (SAS): sériový SCSI protokol pro podniková úložiště. Vysvětlení principů, topologie, konektorů, generací rychlostí, kompatibility se SATA a typických použití v datových centrech.
Serial Attached SCSI (SAS) je sériový protokol navržený pro přenos dat mezi počítači a úložnými zařízeními. Používá standardní sadu příkazů SCSI a nahrazuje starší paralelní variantu rozhraní. SAS se uplatnil zejména v podnikových serverech, úložištích a páskových knihovnách pro svou spolehlivost, škálovatelnost a funkce pro vysokou dostupnost.
Galerie obrázků
10 Obrázky
Přehled a základní principy
SAS je sériový a point-to-point protokol: každý port komunikuje přímo s protějškem bez sdílené sběrnice. Pomocí příkazové sady SCSI posílá požadavky na čtení a zápis a kontroluje stav zařízení. Mezi zásadní vlastnosti patří:
- podpora vícecestného přístupu a dual-port disků pro redundanci,
- možnost rozšíření počtu zařízení přes expandery,
- vysoká integrita dat díky pokročilému řízení signálu a kontrolám chyb,
- kompatibilita s běžnými úložnými médii používanými v datových centrech.
Vývoj a rychlostní generace
Protokol SCSI existuje od přibližně poloviny 80. let 20. století a byl původně definován pro paralelní sběrnice. S nástupem sériových rozhraní vznikl SAS, který kombinuje výhody SCSI příkazů se sériovým přenosem dat. SAS prošel několika generacemi, které postupně zvyšovaly přenosovou rychlost:
- první generace SAS (přibližně 3 Gbit/s na linku),
- následující generace zvyšující propustnost na 6 Gbit/s, 12 Gbit/s a v pozdějších revizích ještě výše.
Tyto rychlosti se týkají linky mezi dvěma zařízeními; reálná přenosová rychlost závisí také na řadiči, rozhraní a typu média (HDD/SSD).
Topologie, konektory a komponenty
SAS podporuje několik způsobů připojení a rozšíření:
- Přímé připojení (Direct Attach) mezi řadičem a diskem nebo páskovou jednotkou, typické v menších systémech.
- Expandery umožňují připojit ke stejnému řadiči mnoho zařízení a vytvořit stromovou topologii.
- Řadiče v serverech a úložištích často poskytují více portů, ochranu dat a funkce RAID.
V praxi se používají specializované kabely a mini-SAS konektory pro vyšší hustotu připojení; konkrétní typy konektorů se liší podle výrobce a generace zařízení.
Kompatibilita se SATA
SAS byl navržen tak, aby byl částečně kompatibilní s rozhraním SATA. To znamená následující:
- SATA disky lze obvykle připojit k řadiči SAS (backward compatibility),
- naopak SAS disky nelze připojit k řadiči SATA, protože SAS podporuje dodatečné funkce (např. dual-port).
Tato kompatibilita umožnila kombinovat cenově výhodné SATA disky s robustními SAS řadiči v hybridních úložištích.
Příklady použití a výhody
- podniková úložiště a servery s vysokou zátěží I/O,
- RAID pole a zálohovací systémy, včetně páskových jednotek a knihoven,
- datová centra, kde je požadována vysoká dostupnost a možnost vícecestného přístupu,
- nasazení s kombinací pevných disků a SSD pro optimalizaci ceny a výkonu.
Mezi hlavní výhody SAS patří robustnost, škálovatelnost a funkcionalita potřebná v podnikových prostředích.
Standardizace a organizace
Vývoj a údržbu protokolu zajišťuje standardizační výbor T10 v rámci INCITS. Komerčně a technologicky SCSI a SAS podporuje i obchodní sdružení SCSI Trade Association. SAS používá stejnou příkazovou množinu jako tradiční paralelní SCSI, ale přenáší data po sériových linkách, což zjednodušuje návrh kabeláže a zvyšuje možnosti škálování.
Souhrn
SAS představuje v podnikové oblasti spolehlivé a škálovatelné rozhraní, které kombinuje zavedený SCSI příkazový model s výhodami sériového přenosu. Díky kompatibilitě se SATA a podpoře funkcí jako dual-porting a expandery je SAS běžnou volbou pro kritická úložiště. Pro více informací o této technologii lze nahlédnout do technických materiálů a specifikací týkajících se samotného protokolu a jeho implementací.
Pro základní definici „protokol“ viz také obecné informace o protocolech v oblasti ukládání dat a komunikace.
SAS (Serial Attached SCSI) vs. paralelní SCSI
- Sběrnice SAS je point-to-point, zatímco sběrnice SCSI je multidrop. Každé zařízení SAS je připojeno vyhrazeným spojem k iniciátoru, pokud není použit expandér. Pokud je jeden iniciátor připojen k jednomu cíli, neexistuje žádná příležitost k soupeření; u paralelního rozhraní SCSI by i tato situace mohla způsobit soupeření.
- SAS nemá problémy s ukončením a nevyžaduje terminátory jako paralelní SCSI.
- SAS eliminuje zkreslení hodin.
- SAS podporuje až 16 384 zařízení pomocí expandérů, zatímco paralelní SCSI je omezeno na 8, 16 nebo 32 zařízení (včetně řadiče SCSI) na jednom kanálu.
- SAS podporuje vyšší přenosovou rychlost (1,5 nebo 3,0 Gbit/s) než většina paralelních standardů SCSI. Rychlost je realizována na každém spojení iniciátor-cíl, a proto je vyšší propustnost, zatímco u paralelního SCSI je rychlost sdílená na celé víceproudové sběrnici.
- Řadiče SAS musí podle standardu podporovat zařízení SATA.
- SAS i paralelní SCSI používají sadu příkazů SCSI.
SAS vs SATA
- Zařízení SATA jsou jednoznačně identifikována číslem portu připojeného k adaptéru hostitelské sběrnice, zatímco zařízení SAS jsou jednoznačně identifikována svým názvem WWN (World Wide Name).
- Většina disků SAS poskytuje funkci Tagged Command Queuing, zatímco většina novějších disků SATA poskytuje funkci Native Command Queuing, přičemž každá z těchto funkcí má své výhody a nevýhody.
- SATA se řídí sadou příkazů ATA, a podporuje tedy pouze pevné disky a mechaniky CD/DVD. Teoreticky podporuje SAS i řadu dalších zařízení včetně skenerů a tiskáren. Tato výhoda však může být také sporná, protože většina takových zařízení si našla alternativní cesty přes sběrnice jako USB, IEEE 1394 (FireWire) a Ethernet.
- Hardware SAS umožňuje vícecestný vstup/výstup do zařízení, zatímco SATA (před SATA II) nikoli. Podle specifikace využívá SATA II k rozšíření portů násobiče. Někteří výrobci násobičů portů implementovali vícecestné I/O s využitím hardwaru násobičů portů.
- SATA se prodává jako univerzální nástupce paralelního rozhraní ATA a je nyní běžný na spotřebitelském trhu, zatímco dražší SAS se prodává pro kritické serverové aplikace.
- Obnova a hlášení chyb SAS využívají příkazy SCSI, které mají více funkcí než příkazy ATA SMART používané disky SATA.
- SAS používá vyšší signalizační napětí (800-1600 mV TX, 275-1600 mV RX) než SATA (400-600 mV TX, 325-600 mV RX). Pokud je SAS smíchán se SATA, pracují disky SAS s napětím SATA. Jedním z důvodů tohoto vyššího napětí je možnost použití SAS v serverových backplanech.
- Díky vyššímu signalizačnímu napětí může SAS používat kabely dlouhé až 8 m (25 stop), zatímco SATA je omezeno na 1 m (3 stopy).
Konektory
Konektor SAS je mnohem menší než tradiční paralelní konektory SCSI, což umožňuje použití malých 2,5palcových (64 mm) disků. SAS podporuje bodový přenos dat rychlostí až 3 Gbit/s, ale očekává se, že do roku 2012 dosáhne rychlosti 12 Gbit/s.
Fyzický konektor SAS je k dispozici v několika různých variantách:
| Obrázek | Krycí jméno | Známý také jako | Ext/int | # kolíků | # zařízení | Komentář: |
|
| SFF 8482 | Konektor SATA | Interní | 1 | Form factor kompatibilní s rozhraním SATA: umožňuje připojit disky SATA k základní desce SAS, takže není nutné instalovat další řadič SATA, například pro připojení vypalovačky DVD. Všimněte si, že disky SAS nelze použít na sběrnici SATA a jejich fyzický konektor je opatřen klíčem, který zabraňuje jakémukoli zapojení do základní desky SATA. Vyobrazený konektor je konektor na straně jednotky. | |
|
| SFF 8484 | Interní | 32 (19) | 4 (2) | Interní konektor s vysokou hustotou, 2 a 4pásmové verze jsou definovány standardem SFF. | |
| SFF 8485 | Definuje SGPIO (rozšíření SFF 8484) - protokol sériové linky používaný obvykle pro LED indikátory. | |||||
|
| SFF 8470 | Konektor Infiniband | Externí | 32 | 4 | Externí konektor s vysokou hustotou (používá se také jako interní konektor) |
|
| SFF 8087 | Interní mini-SAS | Interní | 4 | Interní konektor Molex iPASS se sníženou šířkou a budoucí podporou 10 Gbit/s | |
|
| SFF 8088 | Externí mini-SAS | Externí | 32 | 4 | Externí 4x konektor Molex iPASS se sníženou šířkou a budoucí podporou 10 Gbit/s |
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to SAS?
Odpověď: SAS je zkratka pro Serial Attached SCSI, což je technologie určená pro přenos dat do a z počítačových úložných zařízení, jako jsou pevné disky a páskové jednotky.
Otázka: Co nahrazuje SAS?
Odpověď: SAS nahrazuje paralelní SCSI a je to sériový protokol typu point-to-point.
Otázka: Kdy se poprvé objevil systém SCSI?
Odpověď: SCSI se poprvé objevil v polovině 80. let 20. století v podnikových datových centrech.
Otázka: Jakou sadu příkazů používá SAS?
Odpověď: SAS používá standardní sadu příkazů SCSI.
Otázka: Je SAS rychlejší než konečná paralelní implementace SCSI?
Odpověď: V současné době je SAS o něco pomalejší než konečná implementace paralelního SCSI, ale v roce 2009 se jeho rychlost zdvojnásobí na 6 Gbit/s.
Otázka: Lze disky SAS připojit k základním deskám SATA?
Odpověď: Ne, disky SAS nelze připojit k základním deskám SATA, ale disky SATA druhé generace lze připojit k základním deskám (řadičům) SAS.
Otázka: Kdo vyvíjí a udržuje protokol SAS?
Odpověď: Protokol SAS vyvíjí a udržuje technický výbor T10 Mezinárodního výboru pro normy v oblasti informačních technologií (INCITS) a podporuje jej obchodní sdružení SCSI (SCSITA).
Související články
Autor
AlegsaOnline.com Serial Attached SCSI (SAS): sériový SCSI protokol pro podniková úložiště Leandro Alegsa
URL: https://cs.alegsaonline.com/art/89048