1.
SAS background
1.1
SCSI
Small
Computer System Interface;简写:SCSI),一种用于计算机和智能设备之间(硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等)系统级接口的独立处理器标准。是一种智能的通用接口标准,它具备与多种类型的外设进行通信。SCSI采用ASPI(高级SCSI编程接口)的标准软件接口使驱动器和计算机内部安装的SCSI适配器进行通信。SCSI接口广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点。
1.1.1
interface
DB-25,Male External DB-25,雄性外置接口 |
DB-25,Female External DB-25,雌性外置接口 |
Low-Density,50-pin,Male External 低密度 50 针雄性外置接口 (6.5cm) |
Low-Density,50-pin,Female External 低密度 50 针雌性外置接口 |
High-Density,50-pin,Male External 高密度 50 针雄性外置接口 (3.3cm) |
High-Density,50-pin,Female External 高密度 50 针雌性外置接口 |
Low-Density,50-pin,Male Internal 低密度 50 针雄性内置接口 (7.1cm) |
Low-Density,50-pin,Female Internal 低密度 50 针雌性内置借口 |
High-Density,68-pin,Male External 高密度 68 针雄性外置接口 (4.5cm) |
High-Density,68-pin,Female External 高密度 68 针雌性外置接口 |
High-Density,68-pin,Male Internal 高密度 68 针雄性内置接口 (4.5cm) |
High-Density,68-pin,Female Internal 高密度 68 针雌性内置接口 |
VHDCI,68-pin,Male External 非常高密度 68 针雄性外置接口 (3.2cm) |
VHDCI,68-pin,Female External 非常高密度 68 针雌性外置接口 |
1.1.2
signal
SCSI总线有9个控制信号[2] :ATN,BSY,ACK,RST,MSG,SEL,C/D,REQ,I/O,总线的活动完全由这些控制信号来决定和实现。这些信号由Initiator控制或者由Target控制或者由二者共同控制。其中C/D,SEL,MSG,BSY,SEL的状态决定了总线处于什么阶段。在不同的阶段,总线上的信号组合是不同的。
(1)ATN:注意信号,通常在Initiator有消息要发送给Target的时候由Initiator设置。
(2)BSY:当有SCSI设备处于“忙”状态,占据数据总线时,这个信号被置为真。
(3)ACK:应答信号,由Initiator置位,作为对REQ/ACK请求应答数据传输的确认。
(4)RST:表示SCSI总线复位。
(5)MSG:在消息阶段由Target置位。
(6)SEL:在Initiator选择Target或者Target再选Initiator时使用。
(7)C/D:表示控制或者数据信息的信号。
(8)REQ:由Target置位,表示请求进行一次REQ/AC
K握手的数据传输。
(9)I/O:表明当前数据传输的方向。
为了完成一个I/O任务,SCSI设备和总线大体上必须经过以下过程:
(1)申请使用总线
(2)选择I/O操作对象
(3)传送消息
(4)交待I/O任务
(5)数据传输
(6)返回状态信息
当任务顺序完成后,目标器返回GOOD状态。但是,SCSI总线活动是比较复杂的,根据I/O任务的完成情况可以分成八个不同阶段。它们分别是BUS
FREE(总线空闲)、ARBITRATION(仲裁)、SELECTION(选择)、RESELECTION(重选)、COMMAND(命令)、DATA(数据)、MESSAGE(消息)和STATUS(状态)。总线进行任何处理都是以BUS
FREE阶段开始,并以BUS
FREE阶段结束的。在任何时候,SCSI总线只能处于一个确定的总线阶段。阶段前后的关联时受到严格限制的,也就是说并不是在每一个阶段后面都可以跟着任何的阶段。BUS
FREE阶段状态的后面是ARBITRATION,
SELECTION以及一个MESSAGE
OUT阶段状态。在这些阶段状态之后是COMMAND,DATA阶段状态,然后是STATUS阶段状态。
1.1.3
advantages
- 快:Ultra320
SCSI:320MB/s - 可靠:更强大的S.M.A.R.T(Self-Monitoring
Analysis and Reporting Technology ) - 扩展性比IDE好:IDE
2个扩展口,SCSI:
7/15/30个 - 省CPU: 有独立的SCSI
controller控制读写,无需Host
CPU参与
1.1.4
weakness
- 贵:比SATA贵
- 电缆多: 电磁干扰多
- 扩展性稍差: 对于构建JBOD需要很多controller
- 菊花链连接,无专有通道
1.2
SAT
SATA(Serial
Advanced Technology
Attachment,串行高级技术附件)是基于行业标准的串行硬件驱动器接口,是2001年由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。
1.2.1
interface
1.2.2
signal
1.2.3
advantages
和PATA(IDE)相比:
- 快:IDE
133MB/s, SATA 2.0: 600MB/s - 省:
串行传输,占用位宽、引脚、线缆少,省机箱内空间;功耗低,省电; - 纠错:利用嵌入式时钟信号,对指令和数据都能检测、纠错
- 可扩展性好:支持星形链接
- 便宜
1.2.4
weakness
- 需要占用CPU
- 可靠性稍差
- 扩展性差
1.3
SAS = SCSI + SATA
为了充分利用SATA、SCSI的优点,避免它的缺点,提出了SAS(Serial
Attached SCSI)即串行连接SCSI,和现在流行的Serial
ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是基于并行SCSI接口开发出的全新接口,目的是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。
1.3.1
Physical layer
遵循SFF-8482/SFF-887等物理接口和连接规范。
SATA与SAS接口的区别:
多种多样的SAS连接器:
1.3.2
Data Link layer
基于SCSI协议,利用CRC校验来检查指令或者数据的正确性。如果出错,就重新传送这个帧。
1.3.3
network layer
基于SCSI总线ID编址和仲裁的机制。
按照ID
7-0-15-8的顺序;只有ID为target
ID的节点会将总线上的电位变化信息保存到自己的缓存中。
1.3.4
Transaction layer
基于request-response模型:
读过程:
命令格式示例1:CDB(Command
Descriptor block) for 6-byte-command
SCSI所有的命令:
1.3.4
Application layer
SAS对普通用户是透明的,用户只是用lsscsi/sg_ses等命令枚举scsi设备、管理JBOD。
2.
Why JBOD
现代通用存储服务器上的HBA卡能挂载非常多的drive,但由于背板尺寸和电缆的限制,无法充分发挥HBA卡的能力。特别是对更大存储容量的需求日益增多,有必要使用JBOD来发挥SAS良好的扩展性以及点对点全双工通信的能力。
3.
understand JBOD
JBOD是存储领域中一类重要的存储设备。JBOD(Just
a Bunch Of Disks,磁盘簇)是在一个底板上安装的带有多个磁盘驱动器的存储设备。通常又称为Span。
和RAID阵列不同,JBOD没有前端逻辑来管理磁盘上的数据分布,相反,每个磁盘进行单独寻址,作为分开的存储资源,或者基于主机软件的一部分,或者是RAID组的一个适配器卡。JBOD不是标准的RAID级别,它只是在近几年才被一些厂家提出,并被广泛采用。
3.1
Hardware connection and infrastructure
以某款服务器为例,LSI
SAS3008 HBA卡直连CPU
PCIE x8:
JOBD可以通过expander和HBA直接相连:
3.2
JBOD‘s location in kernel space
由于JOBD本身只是相当于插入了更多的磁盘,没有引入新的设备,因此依赖的驱动就是HBA的驱动mpt3sas.ko和SCSI通用层的驱动sg.ko.
3.3
Use JBOD‘s function in user space
JBOD提供的功能包括:
Disk
management,FAN management,Power management and
controlling,Temperature monitor
4.
Reference
http://baike.baidu.com/view/82499.htm
http://51CTO提醒您,请勿滥发广告!/chip/347.html
http://www.360doc.com/content/12/0820/08/21412_231246608.shtml
http://soft.zdnet.com.cn/techupdate/2008/1225/1292726.shtml