Объяснение серверного оборудования (часть 7)

Введение

Теперь, когда я рассказал о твердотельном хранилище, я хочу обратить внимание на Serial Attached SCSI (SAS). Хотя твердотельное хранилище почти наверняка станет доминирующим носителем данных через несколько лет, SAS, как правило, является предпочтительным носителем данных для серверов сегодня. Диски SAS хорошо работают, относительно недороги, имеют большую емкость и почти повсеместно используются.

Чтобы по-настоящему оценить диски SAS, вам нужно немного исторической перспективы. Еще в 1990-х годах почти все серверы использовали хранилище SCSI (произносится как skuzzy). Как человек, работавший системным инженером в то время, я могу сказать вам по личному опыту, что работа со SCSI была настоящей болью.

Устаревшая реализация SCSI, которая использовалась в 90-х, была основана на так называемой многоточечной шине (которую обычно называли шиной SCSI). Шина SCSI состояла из платы контроллера (которая включала инициатор SCSI), ленточного кабеля, одного или нескольких устройств SCSI и терминатора.

Преимущество этой первоначальной реализации SCSI заключалось в том, что она позволяла смешивать подходящие устройства, при условии, что каждому устройству был присвоен уникальный идентификационный номер SCSI (подробнее об этом позже) и оно соответствовало одному и тому же варианту SCSI. Таким образом, вы можете использовать жесткие диски, ленточные накопители или даже сканеры на одной шине SCSI.

К сожалению, эта гибкость имела свою цену. Во-первых, каждая шина SCSI может поддерживать максимум восемь или шестнадцать устройств. Поскольку SCSI использовала параллельную шину, все устройства на шине делили полосу пропускания шины. Таким образом, количество устройств, которые одновременно использовались на шине, влияло на производительность отдельного устройства.

С реализацией SCSI 1990-х также было сложно работать из-за аппаратных ограничений. Каждому устройству на шине SCSI должен был быть присвоен уникальный идентификационный номер SCSI. Идентификационный номер SCSI дал контроллеру возможность идентифицировать устройство. Обычно идентификационный номер SCSI устройства устанавливался с помощью переключателей, перемычек или дискового переключателя на задней панели устройства.

Дело в том, что с идентификаторами SCSI было сложно работать, поскольку не каждое устройство поддерживало каждый идентификатор SCSI. Например, если вы использовали все доступные номера, кроме 3, а устройство, которое вы хотели добавить, не поддерживало номер 3, вам пришлось бы перенастроить идентификаторы SCSI для существующих устройств таким образом, чтобы каждому устройству был присвоен уникальный номер. SCSI-идентификатор.

Как будто этого было недостаточно, тот простой факт, что идентификаторы SCSI часто устанавливались с помощью переключателей или циферблатов, означал, что если внешнее устройство столкнется, его идентификатор SCSI может в конечном итоге измениться. Я сбился со счета, сколько раз мне приходилось устранять проблемы, связанные со случайно измененными идентификаторами SCSI.

Другой проблемой, которая часто мешала устаревшим реализациям SCSI, было требование терминации. Устройства, совместно использующие шину SCSI, были последовательно соединены друг с другом, и для последнего устройства в цепочке требовался терминатор. Большинству SCSI-устройств, с которыми я работал, требовался аппаратный терминатор, но некоторые из более продвинутых устройств могли самотерминироваться. В любом случае терминаторы иногда либо выходили из строя, либо просто портились без видимой причины. Когда это случалось, это приводило к всевозможным проблемам для устройств на шине SCSI.

Я мог бы продолжать и продолжать о сложностях таких вещей, как поиск совместимых драйверов и обеспечение совместимости между устройствами SCSI и платами контроллеров, но я думаю, что к настоящему моменту вы, вероятно, уже поняли, что заставить устаревшие реализации SCSI работать правильно может быть сложно.

Новое поколение SCSI

Прочитав о проблемах работы с устаревшим SCSI, вы, возможно, даже не решитесь использовать Serial Attached SCSI (SAS). Однако я рад сообщить, что SCSI наконец-то «повзрослел» и нет причин избегать использования SAS.

Если вам интересно, SAS не имеет много общего с устаревшим SCSI. SAS по-прежнему поддерживает набор команд SCSI, и часть терминологии, используемой для оборудования SAS, по-прежнему совпадает с терминологией устаревшего оборудования SCSI, но на этом сходство в значительной степени заканчивается.

Даже слова Serial Attached SCSI говорят о том, что SAS отличается от устаревшего SCSI. Как вы помните, унаследованный SCSI был основан на параллельной шине, которая поддерживала восемь или шестнадцать устройств. В отличие от этого, SAS использует последовательную шину и поддерживает до ошеломляющих 65 535 устройств (если используются расширители портов).

Тот факт, что SAS использует последовательную шину, означает, что SAS не только поддерживает больше устройств, чем традиционный SCSI, но и обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность. Одним из больших ограничений параллельной шины SCSI было то, что все устройства на шине делили полосу пропускания шины. В реализации SAS каждое устройство имеет выделенное соединение с инициатором SCSI (обычно с платой контроллера). Таким образом, на устройства SAS не влияет полоса пропускания, потребляемая другими устройствами. На самом деле устройства SAS обычно поддерживают скорость передачи 3 Гбит/с или 6 Гбит/с.

Еще одним преимуществом последовательной шины является то, что, поскольку к каждому порту SAS подключено только одно устройство, нет необходимости в оконечной нагрузке.

А как насчет проблем работы с идентификаторами SCSI? Что ж, SAS по-прежнему использует их (хотя теперь они называются идентификаторами портов SCSI). Хорошей новостью является то, что вам больше не нужно беспокоиться об идентификационных номерах, потому что производители SCSI пошли по стопам производителей сетевых карт.

Когда я впервые начал работать в сети в начале 1990-х годов, каждой сетевой карте приходилось вручную назначать адрес управления доступом к среде (MAC) с помощью DIP-переключателей. Каждой карте во всей сети должен был быть назначен отдельный MAC-адрес. В конце концов, производители сетевых карт придумали способ назначения глобально уникальных MAC-адресов на заводе, поэтому для всех практических целей ручное назначение MAC-адресов осталось в прошлом.

То же самое произошло и с идентификаторами SCSI. Каждому порту SAS назначается глобально уникальный идентификатор порта SCSI. Администраторам больше не нужно беспокоиться о назначении идентификаторов SCSI.

Терминология SCSI

Я хочу подвести итог, объяснив несколько терминов, связанных с SAS и SCSI, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.

Инициатор. Инициатор — это компонент, обеспечивающий взаимодействие с устройствами SCSI. В случае SAS инициатор обычно либо встроен в материнскую плату сервера, либо в дополнительную плату контроллера SAS.

Цель — цель — это общий термин для устройства, с которым связывается инициатор. Цель может относиться к одному диску SAS или ко всему дисковому массиву.

Подсистема предоставления услуг. В случае SAS подсистема предоставления услуг обычно относится к кабелям, которые соединяют инициатора с целью.

Расширитель — ранее я упоминал, что SAS может поддерживать более 65 000 устройств, если использовать расширители. Расширитель — это просто мультиплексор, который позволяет подключать несколько устройств SAS к одному порту инициатора.

Вывод

Теперь, когда я рассказал о SAS и устаревшем SCSI, я хочу посвятить следующую статью обсуждению сочетания дисков SAS и SATA на общей шине.

• Объяснение серверного оборудования (часть 8)