Serial Attached SCSI (SAS) — opis, zasada działania i zastosowania
Serial Attached SCSI (SAS) to szeregowy protokół przesyłania danych wykorzystywany w pamięciach masowych klasy korporacyjnej; opis cech, historii, kompatybilności i zastosowań.
Serial Attached SCSI (SAS) to rozwinięcie klasycznego standardu SCSI, zaprojektowane jako szeregowy interfejs do przesyłania danych między serwerami, kontrolerami a urządzeniami pamięci masowej. Jego podstawową funkcją jest zapewnienie wydajnego, niezawodnego i skalowalnego połączenia dla urządzeń takich jak dyski twarde czy napędy taśmowe. SAS korzysta ze standardowego zestawu poleceń SCSI, dzięki czemu zachowuje kompatybilność na poziomie protokołu, jednocześnie rezygnując z dotychczasowej, równoległej magistrali na rzecz łączy punkt–punkt.
Galeria obrazów
10 Obrazy
Główne cechy i architektura
SAS to protokół szeregowy typu punkt-punkt, co oznacza, że każde łącze łączy dokładnie dwa końce bez wspólnej magistrali wielu urządzeń. W praktyce infrastruktura SAS wykorzystuje też tzw. expandery — elementy umożliwiające rozgałęzienie połączeń i przyłączenie wielu dysków do jednego kontrolera. Urządzenia SAS często wspierają dual-port (dwa niezależne porty) dla redundancji i ścieżek wielodostępu (multipath).
Historia i rozwój
Standard SCSI pojawił się w latach 80. jako magistrala równoległa. W odpowiedzi na rosnące wymagania odnośnie gęstości, prędkości i niezawodności powstał SAS, który stopniowo zastąpił starsze implementacje w środowiskach korporacyjnych. Organizacją odpowiedzialną za rozwój specyfikacji jest komitet T10 działający w ramach INCITS, a promocją i interoperacyjnością zajmuje się SCSI Trade Association.
Zalety, ograniczenia i kompatybilność
- Wydajność: kolejne generacje SAS zwiększały przepustowość łączy, co pozwoliło na obsługę szybszych dysków i intensywnych obciążeń I/O.
- Niezawodność: funkcje takie jak dual-porting, multipath czy obsługa hot-swap czynią SAS rozwiązaniem preferowanym w systemach krytycznych.
- Skalowalność: role expanderów i topologia punkt–punkt umożliwiają tworzenie większych macierzy i rozbudowanych backplane'ów.
- Kompatybilność w dół: kontrolery SAS zwykle obsługują dyski SATA drugiej generacji i nowsze, co ułatwia mieszane środowiska; odwrotnie — dyski SAS nie działają w kontrolerach SATA.
Zastosowania i przykłady
SAS jest szeroko stosowany w centrach danych, serwerach plików, macierzach RAID, bibliotekach taśmowych oraz w systemach backupu i archiwizacji, gdzie liczy się wysoka dostępność i szybkie operacje losowego I/O. Dzięki zaawansowanym mechanizmom zarządzania i diagnostyki jest preferowany tam, gdzie wymagana jest długotrwała niezawodność i łatwość serwisowania.
Różnice wobec równoległego SCSI i SATA
W porównaniu z równoległym SCSI SAS eliminuje problemy elektromagnetyczne i limity długości kabli wynikające z wieloliniowych magistral. W stosunku do SATA zapewnia wyższą niezawodność i często lepsze parametry pracy w obciążeniach serwerowych; jednocześnie zachowuje możliwość współpracy z niektórymi urządzeniami SATA, co ułatwia migrację i budowanie hybrydowych systemów pamięci masowej.
Więcej szczegółów technicznych, specyfikacji i wytycznych implementacyjnych można znaleźć w dostępnych dokumentach i poradnikach producentów oraz organizacji standaryzujących — dokumentacja i zasoby dostarczają kompletnego obrazu możliwości i ograniczeń SAS.
SAS (Serial Attached SCSI) vs równoległe SCSI
- Magistrala SAS działa w trybie punkt-punkt, podczas gdy magistrala SCSI jest magistralą wielopunktową. Każde urządzenie SAS jest połączone dedykowanym łączem z inicjatorem, chyba że używany jest ekspander. Jeśli jeden inicjator jest podłączony do jednego urządzenia docelowego, nie ma możliwości wystąpienia zakłóceń; w przypadku równoległej magistrali SCSI nawet taka sytuacja może powodować zakłócenia.
- SAS nie ma problemów z terminacją i nie wymaga stosowania terminatorów, jak w przypadku równoległego SCSI.
- SAS eliminuje zniekształcenia zegara.
- SAS obsługuje do 16 384 urządzeń dzięki zastosowaniu ekspanderów, natomiast Parallel SCSI jest ograniczony do 8, 16 lub 32 urządzeń (w tym kontroler SCSI) na pojedynczym kanale.
- SAS obsługuje wyższą prędkość transferu (1,5 LUB 3,0 Gbit/s) niż większość równoległych standardów SCSI. Prędkość jest realizowana na każdym połączeniu inicjator-cel, stąd wyższa przepustowość, podczas gdy w równoległym SCSI prędkość jest współdzielona na całej magistrali multidrop.
- Kontrolery SAS są wymagane przez standard do obsługi urządzeń SATA.
- Zarówno SAS, jak i równoległy SCSI korzystają z zestawu poleceń SCSI.
SAS vs SATA
- Urządzenia SATA są jednoznacznie identyfikowane przez numer portu podłączonego do adaptera magistrali hosta, podczas gdy urządzenia SAS są jednoznacznie identyfikowane przez ich World Wide Name (WWN).
- Większość dysków SAS zapewnia kolejkowanie poleceń ze znacznikiem, natomiast większość nowszych dysków SATA zapewnia kolejkowanie poleceń w trybie natywnym, z których każdy ma swoje zalety i wady.
- SATA wykorzystuje zestaw poleceń ATA i dlatego obsługuje tylko dyski twarde i napędy CD/DVD. W teorii SAS obsługuje również wiele innych urządzeń, w tym skanery i drukarki. Jednak i ta zaleta może okazać się bezużyteczna, ponieważ większość takich urządzeń znalazła już alternatywne ścieżki poprzez takie magistrale jak USB, IEEE 1394 (FireWire) i Ethernet.
- Sprzęt SAS umożliwia wielościeżkowe I/O do urządzeń, podczas gdy SATA (przed SATA II) nie. Zgodnie ze specyfikacją, SATA II wykorzystuje mnożniki portów w celu rozszerzenia portów. Niektórzy producenci mnożników portów wdrożyli wielościeżkowe operacje we/wy z wykorzystaniem sprzętu mnożników portów.
- SATA jest sprzedawany jako następca Parallel ATA i jest obecnie powszechny na rynku konsumenckim, podczas gdy droższy SAS jest sprzedawany do krytycznych zastosowań serwerowych.
- Odzyskiwanie i raportowanie błędów SAS wykorzystuje polecenia SCSI, które mają większą funkcjonalność niż polecenia ATA SMART używane przez dyski SATA.
- SAS wykorzystuje wyższe napięcia sygnalizacji (800-1600 mV TX, 275-1600 mV RX) niż SATA (400-600 mV TX, 325-600 mV RX). Gdy SAS jest mieszany z SATA, dyski SAS pracują z napięciami SATA. Jednym z powodów wyższego napięcia jest możliwość stosowania SAS w płytach montażowych serwerów.
- Ze względu na wyższe napięcie sygnalizacji, SAS może używać kabli o długości do 8 m (25 stóp), SATA jest ograniczone do 1 m (3 stóp).
Złącza
Złącze SAS jest znacznie mniejsze niż tradycyjne równoległe złącza SCSI, co pozwala na stosowanie małych dysków 2,5-calowych (64 mm). SAS obsługuje punktowe prędkości transferu danych do 3 Gbit/s, ale oczekuje się, że do roku 2012 osiągnie prędkość 12 Gbit/s.
Fizyczne złącze SAS jest dostępne w kilku różnych wariantach:
| Obraz | Codename | Znany również jako | Ext/int | # of pins | # urządzeń | Komentarz |
|
| SFF 8482 | Złącze SATA | Wewnętrzna | 1 | Zgodność z SATA: umożliwia podłączenie dysków SATA do płyty montażowej SAS, co eliminuje konieczność instalowania dodatkowego kontrolera SATA w celu podłączenia np. nagrywarki DVD. Należy pamiętać, że dyski SAS nie mogą być używane na magistrali SATA i mają fizyczne złącze z kluczem, aby uniemożliwić podłączenie do płyty montażowej SATA. Przedstawione złącze jest złączem po stronie napędu. | |
|
| SFF 8484 | Wewnętrzna | 32 (19) | 4 (2) | Wewnętrzne złącze o wysokiej gęstości, wersje 2- i 4-pasmowe są zdefiniowane przez standard SFF | |
| SFF 8485 | Definiuje SGPIO (rozszerzenie SFF 8484) - protokół łącza szeregowego wykorzystywany najczęściej do wskaźników LED | |||||
|
| SFF 8470 | Złącze Infiniband | Zewnętrzna strona | 32 | 4 | Złącze zewnętrzne o dużej gęstości (używane również jako złącze wewnętrzne) |
|
| SFF 8087 | Wewnętrzna mini-SAS | Wewnętrzna | 4 | Wewnętrzne złącze Molex iPASS o zmniejszonej szerokości 4x z przyszłą obsługą 10 Gbit/s | |
|
| SFF 8088 | Zewnętrzna mini-SAS | Zewnętrzna strona | 32 | 4 | Zewnętrzne złącze Molex iPASS o zmniejszonej szerokości 4x z przyszłą obsługą 10 Gbit/s |
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest SAS?
O: SAS to skrót od Serial Attached SCSI, czyli technologii służącej do przenoszenia danych do i z komputerowych urządzeń pamięci masowej, takich jak dyski twarde i napędy taśmowe.
P: Co zastępuje SAS?
O: SAS zastępuje równoległe SCSI i jest protokołem szeregowym typu punkt-punkt.
P: Kiedy SCSI pojawiło się po raz pierwszy?
O: Protokół SCSI pojawił się po raz pierwszy w połowie lat 80. w korporacyjnych centrach danych.
P: Jakiego zestawu poleceń używa SAS?
O: SAS wykorzystuje standardowy zestaw poleceń SCSI.
P: Czy SAS jest szybszy niż ostateczna równoległa implementacja SCSI?
O: Obecnie SAS jest nieco wolniejszy niż ostateczna implementacja równoległego SCSI, ale w 2009 roku podwoi swoją obecną prędkość do 6 Gbit/s.
P: Czy dyski SAS mogą być podłączane do płyt głównych SATA?
O: Nie, dyski SAS nie mogą być podłączane do płyt głównych SATA, ale dyski SATA drugiej generacji mogą być podłączane do płyt głównych (kontrolerów) SAS.
P: Kto opracowuje i utrzymuje protokół SAS?
O: Protokół SAS jest opracowywany i utrzymywany przez komitet techniczny T10 Międzynarodowego Komitetu Norm Informatycznych (INCITS) i promowany przez SCSI Trade Association (SCSITA).
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Serial Attached SCSI (SAS) — opis, zasada działania i zastosowania Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/89048