Serial Attached SCSI

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Serial attached SCSI Contector

Serial Attached SCSI (SAS ) é um protocolo serial ponto-a - ponto (point-to-point)  que se move dados de e para dispositivos de armazenamento de computador , tais como discos rígidos (hard drives) e drives de fita (tape drives). SAS substitui o SCSI paralelo mais velho ( Small Computer System Interface, pronuncia-se " scuzzy " ) tecnologia que apareceu pela primeira vez em meados da década de 1980 . SAS, como seu antecessor , usa o conjunto de comandos SCSI padrão. SAS oferece compatibilidade com SATA , versões 2 e posteriores. Isto permite a drives SATA para ser conectado a backplanes SAS. O inverso, ligando unidades SAS para backplanes SATA , não é possível.[1]

A comissão técnica T10 do Comitê InternationalCommittee for Information Technology Standards ( INCITS ) desenvolve e mantém o protocolo SAS; a SCSI Trade Association (SCSITA) promove a tecnologia.

Introdução[editar | editar código-fonte]

Um sistema Serial Attached SCSI típico consiste nos seguintes componentes básicos :

1- Initiator (iniciador) : um dispositivo que origina dispositivo de serviço e gerenciamento de tarefas solicitações para processamento por um dispositivo de destino e recebe respostas para as mesmas solicitações de outros dispositivos de destino . Iniciadores pode ser fornecido como um componente on-board da placa-mãe (como é o caso com muitas placas-mãe orientada para o servidor) ou como um add -on do adaptador de barramento de host.

2. Target (alvo) : um dispositivo que contém unidades lógicas e portas de destino que recebe serviço de dispositivo e gerenciamento de tarefas para o processamento de pedidos e envia respostas para os mesmos pedidos de iniciador dispositivos. Um dispositivo de destino pode ser um disco rígido(hard disk) ou um sistema de matriz de disco (disk array system).

3. Expanders (Expansores) : dispositivos que fazem parte de um subsistema de prestação de serviços que facilitam a comunicação entre os dispositivos SAS . Expanders fazem a ligação de vários dispositivos SAS na única porta de Initiator.

4. Service delivery subsystem : a parte de um sistema de I / O , que transmite informações entre um iniciador e um alvo. Normalmente cabos de ligação de um initiator e targets com ou sem expanders e backplanes constitui um subsistema de prestação de serviços(Service delivery subsystem).

Tecnologia[editar | editar código-fonte]

SAS (Serial Attached SCSI) A tecnologia SAS é uma evolução da SCSI, já que oferece as vantagens tecnológicas da SCSI, mas sua transferência se dá em série diferentemente da SCSI que é paralela. Por este motivo a SCSI perdeu grande parte de seus atrativos, já que a SAS oferece uma grande parte das vantagens que antes eram atribuídas ao SCSI e, ao mesmo tempo, oferece um sistema de cabeamento mais simples e maiores possibilidades de implementação.

Mas isto não torna a SCSI obsoleta já que a SAS foi projetada especialmente para aproveitar os conjuntos de comando SCSI já existentes e é por isso compatível á nível de software, sendo estes, aplicativos personalizados complexos e caros utilizados em grandes servidores. Também não é necessária nenhuma alteração no sistema para implantar unidades SAS.

A SAS tem como seu principal concorrente a Tecnologia SATA, porém cada uma possui a sua fatia de mercado, pois a SAS é utilizada em grandes servidores de armazenamento e computadores mais sofisticados, já a SATA em desktops e pequenos servidores devido ao seu custo ser menor comparada à tecnologia SAS.

Atualmente a tecnologia SAS pode atingir velocidade de até 6 Gb/s, a maior velocidade é necessária, pois o SAS permite o uso de extensores (expanders), dispositivos que permitem ligar diversos discos SAS a uma única porta. Existem dois tipos de extensores SAS, chamados de "Edge Expanders" e "Fanout Expanders". Os Edge Expanders permitem ligar até 128 discos na mesma porta, enquanto os Fanout Expanders permitem conectar até 128 Edge Expanders (cada um com seus 128 discos), chegando a um limite teórico de até 16.384 discos por porta SAS. Isso é possível, entre outros motivos, devido à transmissão serial dos dados combinado com frequências de até 3.0 GHz.

Os extensores SAS normalmente são instalados nos mesmos Racks usados pelos próprios servidores. Em muitos, os discos são instalados em gavetas removíveis e podem ser trocados "a quente" (hotswap), com o servidor ligado. Isto permite substituir rapidamente HDs defeituosos, sem precisar desligar o servidor. Este processo é possível graças às controladoras SAS tipicamente executarem todas as suas funções via hardware, facilitando a sua configuração já que não é necessário instalar drivers adicionais para o seu funcionamento, oferecendo assim um maior desempenho e flexibilidade.

Outra vantagem é que o SAS permite o uso de cabos de até 6 metros, essa maior distância é necessária ao conectar um grande número de extensores, já que eles são grandes, e os últimos tendem a ficar afastados do servidor. As controladoras SAS possuem geralmente 4 ou 8 portas e são instaladas num slot PCI-X, ou PCI Express. Mas nada impede que você instale duas ou até mesmo três controladoras no mesmo servidor caso precise de mais portas. Algumas placas-mãe destinadas a servidores já vem com controladoras SAS onboard, reduzindo o custo.

Um detalhe interessante é que o padrão SAS é compatível com HDs SATA, permitindo que você use HDs SATA convencionais como uma forma de cortar custos, sem ter que abrir mão da possibilidade de usar os extensores, entretanto HDs SAS não são reconhecidos se instalados numa porta SATA convencional, pois eles utilizam comandos específicos, que vão bem além do conjunto suportado pelas controladoras SATA. HDs SAS podem trabalhar com 10.000 ou 15.000 RPM, mas não são adequados para o publico doméstico, pois são caros e possuem capacidade reduzida devido ao uso de discos de 2.5”. O principal diferencial é que eles são certificados para operação contínua e possuem garantias maiores, geralmente de 5 anos.

Identificação e Endereçamento[editar | editar código-fonte]

A SAS Domain é a versão SAS SCSI de um Domain de primeiro consiste em um conjunto de dispositivos SAS que se comunicam uns com os outros por meio de um subsistema de prestação de serviços (Service delivery subsystem). Cada porta SAS  num domínio tem um identificador de porta SCSI que identifica a porta exclusivamente dentro do domínio SAS. Ele é atribuído pelo fabricante do dispositivo, como endereço MAC de um dispositivo Ethernet , e é tipicamente mundial única também. Dispositivos SAS usar esses identificadores de portas para abordar as comunicações entre si.

Além disso , cada dispositivo SAS tem um nome de dispositivo SCSI, que identifica o dispositivo de SAS exclusivamente no mundo . Um não costuma ver esses nomes de dispositivo porque os identificadores de portas tendem a identificar o dispositivo suficientemente .

Para comparação, em SCSI paralelo, a ID SCSI é o nome do identificador porta e o dispositivo . Em Fibre Channel (canal de fibra), o identificador de porta é um WWPN e o nome do dispositivo é um WWNN.

No SAS e SCSI ambos os identificadores de porta e nomes de dispositivos SCSI assumir a forma de um endereço SAS, que é um valor de 64 bit, normalmente no formato NAA IEEE Registered. Referem-se a um identificador de porta SCSI como o endereço de um dispositivo de SAS, de confusão. Conhecido de endereço SAS uma World Wide Name ou WWN, porque é essencialmente a mesma coisa que um WWN em Fibre Channel. Para um dispositivo expansor SAS, o identificador de porta SCSI e o nome do dispositivo SCSI são o mesmo endereço SAS.

Características[editar | editar código-fonte]

Detalhes técnicos[editar | editar código-fonte]

padrão Serial Attached SCSI define várias camadas (em ordem de maior a menor ) : aplicação, transporte, porto, link, PHY e física. Serial Attached SCSI inclui três protocolos de transporte :

  • ·         Protocolo Serial SCSI (SSP) - para comunicação em nível de comando com dispositivos SCSI.
  • ·         Serial ATA Tunneling Protocol ( STP) - para a comunicação em nível de comando com dispositivos SATA .
  • ·         Serial Management Protocol (SMP) - para gerenciar o tecido SAS.

Para as camadas de ligação e PHY , SAS define seu próprio protocolo único

Na camada física , o padrão define SAS conectores e os níveis de tensão . As características físicas dos condutores de sinalização e SAS são compatíveis com e rastreados que têm frouxamente de SATA até a 6 Gbit /s de taxa, embora SAS define especificações físicas mais rigorosos de sinalização, bem como um diferencial de voltagem oscilante, destina-se a permitir mais que cabos.[2] SAS -4 está programado para introduzir 22,5 Gbit /s de sinalização com um esquema de codificação 128b / 150b mais eficiente para realizar uma taxa de 2.400 MB / s de dados utilizável , mantendo compatibilidade com 6 e 12 Gbit/s.[2] Além disso, SCSI Express leva vantagem da infra-estrutura PCI Express para se conectar diretamente dispositivos SCSI através da interface mais universal.[3]

Arquitetura[editar | editar código-fonte]

SAS arquitetura consiste de seis camadas:

  • Arquitetura SAS
    Camada física:
    • define as características elétricas e físicas
    • transmissão de sinalização diferencial       
    • Vários tipos de conectores:
      • SFF-8482 - SATA compatível
      • Conectores internos de quatro pistas: SFF-8484, SFF-8087, SFF-8643
      • Conectores externos de quatro pistas: SFF-8470, SFF-8088, SFF-8644
  • PHY camada:
    • 8b / 10b de codificação de dados (3, 6, e 12 Gbit / s)
    • 128b / 150b codificação (22,5 Gbit / s)
    • Inicialização Link, negociação de velocidade e sequências de reset
    • Recursos de link negociação (SAS-2 em diante)
  • Camada de enlace:
    • Inserção e exclusão de primitivas de correspondência de disparidade relógio velocidade
    • Codificação Primitive
    • Embaralhamento de dados para reduzir EMI
    • Estabelecer e derrubar conexões nativas entre metas e iniciadores SAS
    • Estabelecer e derrubar conexões de túnel entre iniciadores SAS e SATA alvos ligados ao expansores SAS
    • Gestão de energia (proposto para SAS-2.1)
  • Porto camada:
    • Combinando vários PHYs com os mesmos endereços para portas largas
  • Camada de transporte:
    • Contém três protocolos de transporte:
    • Serial SCSI Protocol (SSP): para a comunicação em nível de comando com dispositivos SCSI
    • Serial ATA Tunneled Protocol (STP): para a comunicação em nível de comando com dispositivos SATA.
    • Serial Management Protocol (SMP): para gerenciar o tecido SAS
    • Camada de aplicação

Topologia[editar | editar código-fonte]

Um Initiator pode ligar-se diretamente para um Target através de um ou mais PHYs ( uma tal ligação é chamada uma porta que se utiliza um ou mais PHYs , embora o termo porta grande é algumas vezes usada para uma ligação de múltiplos PHY ) .

SAS Expanders[editar | editar código-fonte]

Os componentes conhecidos como Serial Attached SCSI ( SAS Expansores) facilitam a comunicação entre um grande número de dispositivos SAS. Expansores(expanders) podem conter dois ou mais expansores - portas externas . Cada dispositivo expansor contém pelo menos uma porta de destino SAS Management Protocol para a gestão e pode conter em si dispositivos SAS. Por exemplo , um expansor pode incluir uma porta de série target Protocolo SCSI para acesso a um dispositivo periférico . Um expanders não é necessário para fazer a interface de um initiator  de SAS e target, mas permite que um único initiator  se comunicar com mais targets SAS / SATA . Uma analogia útil : pode-se considerar um expanders como semelhante a um switch de rede em uma rede , que conecta vários sistemas usando uma única porta de switch.

SAS 1 definido dois tipos de expanders,  no entanto, o padrão SAS- 2.0 caiu a distinção entre os dois, uma vez que criou limitações topológicas desnecessárias com nenhum benefício percebido :·

  • Um Edge Expander  permite a comunicação com até 255 endereços SAS , permitindo que o initiator SAS possa comunicar com estes dispositivos adicionais . Expansores de Borda (edge expanders) podem fazer roteamento tabela direta e roteamento subtrativo. Sem um expansor fanout , você pode usar no máximo dois expansores de borda em um subsistema de entrega, expansores FANOUT resolvem esse gargalo .
  • Um Fanout Expander pode conectar até 255 conjuntos de expansores de ponta, conhecidos como um conjunto dispositivo expansor borda(edge expander) , deixando ainda mais os dispositivos SAS ser abordados. A porta encaminhamento subtrativo de cada aresta dos  expansores conecta aos phys de fanout expansor . Um expansor fanout não pode fazer o roteamento subtrativo, só pode solicitações de encaminhamento para a frente de subtração para os expansores de ponta conectados.

O roteamento direto permite que um dispositivo identifiquem dispositivos diretamente conectados a ele. Roteamento tabela identifica os dispositivos conectados aos expansores conectados a própria PHY de um dispositivo. Subtractive roteamento é usado quando você não é capaz de encontrar os dispositivos na sub- ramo a que pertence. Este passa a solicitação para um ramo completamente diferente.

Existem expanders que permitem topologias de interconexão mais complexos. Expanders que  auxiliam  na ligação da comutação (em oposição a comutação de pacotes) finais (promotores de dispositivos ou metas). Eles podem localizar um dispositivo final seja diretamente (quando o dispositivo final está ligado a ele), através de uma tabela de, ou quando esses métodos falham, via roteamento subtrativo: a ligação é encaminhada para um único expander  ligado a uma porta de roteamento subtrativo. Se não houver um expander ligado a uma porta subtractiva, o dispositivo final não pode ser alcançado.

Expanders sem PHYs configurado como ato subtrativo como fanout expanders que podem se conectar a qualquer número de outros expanders. Expanders com subtrativo PHYs só pode se conectar a outros dois expanders no máximo, e nesse caso, devem conectar-se a um expander através de uma porta subtrativo e o outro através de uma porta não-subtrativo.

SAS-1.1 topologia construída com expander geralmente contêm um nodo raiz em um domínio SAS com caso de uma exceção, sendo topologias que contêm dois expanders conectados através de uma porta subtrativo-para-subtrativo(subtractive-to-subtractive). Se ela existir, o nodo de raiz é o expander, o qual não está ligado a outro através de um expander de porta subtractiva. Portanto, se um expansor de fanout existe na configuração, deve ser nodo raiz do domínio. O nodo raiz contém rotas para todos os dispositivos finais conectados ao domínio. Note-se que, com o advento de SAS-2.0 de roteamento tabela para tabela e novas regras para o zoneamento end-to-end, topologias mais complexas construídas sobre regras SAS-2.0 não contém um único nó raiz

Conectores[editar | editar código-fonte]

O conector SAS é muito menor do que os conectores SCSI tradicionais paralelas , permitindo o pequeno de 2,5 polegadas (64 mm) unidades . Comumente , SAS prevê a transferência de dados ponto velocidades de até 6 Gbit /s, mas 12 Gbit /s.[4]

O conector SAS física vem em várias versões diferentes[5]

Nearline SAS[editar | editar código-fonte]

Nearline SAS ( abreviado para NL- SAS e, às vezes chamado de linha média SAS) unidade têm uma interface SAS , mas a cabeça , mídia e velocidade de rotação de unidades SATA de classe empresarial tradicional, para que eles custam menos do que outras unidades SAS . Quando comparado a SATA , unidades NL- SAS tem os seguintes benefícios :[6]

As portas duplas permitindo caminhos redundantes

Capacidade de conectar um dispositivo para vários computadores

Conjunto de comandos SCSI completa

Não há necessidade para a utilização de série ATA protocolo de encapsulamento ( STP ) , o que faz com que seja possível para discos SATA para ser conectado a um HBA SAS [ 10 ] : 16.

Não há necessidade de cartões SATA Interposer , que são necessários para o pseudo -dual -port alta disponibilidade de HDDs SATA [10] : . 17

Maior profundidade de filas de comando

  1. . (2013-08-05).
  2. a b T10. 2013-11-07.
  3. SCSI Trade Association..
  4. Recuperado (2013-12-03).
  5. recuperado (2013-08-05).
  6. Willis Whittington (2007) (2014-09-22.). ..