Serial Attached SCSI(SAS)是取代Parallel SCSI的下一代企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)界面技術(shù)，與Parallel SCSI相比，利用Serial架構(gòu)做資料傳輸?shù)腟AS，不論在擴(kuò)充性、效能、可靠性和靈活性等方面，都比Parallel SCSI具有更優(yōu)異的表現(xiàn)。同時(shí)SAS亦提供了SATA硬盤(pán)的兼容性，為需要的企業(yè)用戶(hù)，提供了理想的解決方案。
  
    Serial ATA (SATA)硬盤(pán)成本較低，相對(duì)于ATA來(lái)看，可提供更好的品質(zhì)及優(yōu)秀的效能，這些優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始吸引IT管理者考慮以SATA解決方案用于非關(guān)鍵性的資料近線存儲(chǔ)、備份及恢復(fù)，并且SATA硬盤(pán)提供的存取速度（在適當(dāng)?shù)娜萘肯拢┻h(yuǎn)比磁帶快得多。
  
     SAS擁有Parallel SCSI經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)—-穩(wěn)定的可靠性、豐富和成熟的指令集，同時(shí)使用新的串連架構(gòu)，取得了驚人的傳輸量（3.0Gbits/sec）和顯著的擴(kuò)充性（利用擴(kuò)充設(shè)備，最多可擴(kuò)充到16348項(xiàng)設(shè)備）。因?yàn)镾erial Attached SCSI是在Serial ATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)制定之后開(kāi)始發(fā)展的，存儲(chǔ)業(yè)界大都選擇將是否兼容SATA作為SAS標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)關(guān)鍵要素。企業(yè)存儲(chǔ)連續(xù)性現(xiàn)在已提供了多種解決方案，以滿(mǎn)足每一個(gè)層次的存儲(chǔ)需求。

    Infortrend的SAS陣列系統(tǒng)（EonStor S12F-R/G1420）考慮了不同類(lèi)型的用戶(hù)需求，提供了高速的傳輸性能、穩(wěn)定的冗余性及高可靠性的資料保護(hù)，來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。Infortrend的技術(shù)總監(jiān)Michael Schnapp指出SAS提供的高效能、高擴(kuò)展性及高穩(wěn)定性將取代現(xiàn)階段的SCSI技術(shù)，來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)數(shù)字環(huán)境下傳輸大量資料的需求。
  
    傳統(tǒng)上資料儲(chǔ)存只有兩種類(lèi)型，那就是在線（online）和離線（offline）儲(chǔ)存，近來(lái)則引進(jìn)了一個(gè)新的運(yùn)用??近線（near line）作業(yè)，這個(gè)概念日益風(fēng)行，原因是它意識(shí)到資料是有所謂的生命周期的，在這個(gè)生命周期中，企業(yè)對(duì)可存取性和安全性的需求不盡相同。企業(yè)存儲(chǔ)不適于用是非簡(jiǎn)單二分法來(lái)管理資料，而是該有一個(gè)完整連續(xù)性的管理，讓資料可以在其價(jià)值和關(guān)鍵性改變時(shí)被輕易地轉(zhuǎn)移存儲(chǔ)。

  
    SAS 技術(shù)剖析

    A) SAS 提供了改善的效能：
    為何SAS能夠提供更好的效能？因其技術(shù)改進(jìn)方面有如下的特點(diǎn)：
   直接支持3.0Gbps(300MB/s)，后繼的規(guī)格更定義至支持12.0Gbps,即所謂的1.2GB/s的通道帶寬。
   點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸：避免共享總線常有的瓶頸效應(yīng)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸可提供端點(diǎn)間固定的帶寬。
   全雙工的數(shù)據(jù)傳輸：并行的傳輸接口如PATA和Parallel SCSI都是發(fā)送和接收共用一組總線，因此發(fā)送和接收不能同時(shí)進(jìn)行，即所謂的半雙工。SATA數(shù)據(jù)傳輸線雖然由兩條傳送方向相反的差分信號(hào)對(duì)（LVDS，共4根）組成，發(fā)送（Tx）和接收（Rx）各走一路，但基于SATA協(xié)議規(guī)范采用ATA協(xié)議，ATA協(xié)議只是半雙工的，但SAS所采用SCSI協(xié)議是全雙工的，通過(guò)將一路數(shù)據(jù)所需的流控信息與反向傳送的數(shù)據(jù)混合在一起，從而能在同樣的數(shù)據(jù)線上實(shí)現(xiàn)全雙工。
   Wide Ports(寬端口) : 是一項(xiàng)存儲(chǔ)接口的新技術(shù)，物理鏈接是SAS中的一個(gè)基礎(chǔ)概念，一條物理鏈接包括兩對(duì)差分信號(hào)線(Tx和Rx，即一條SATA線纜)，傳輸方向相反。兩個(gè)SAS端口之間可以建立起由多個(gè)物理鏈接構(gòu)成的wide link(寬鏈接)，相應(yīng)的端口也被稱(chēng)作wide port(寬端口)，物理鏈接的數(shù)量最高可至四個(gè)鏈接。
  
    B) SAS使傳輸?shù)木€路減少：
    在IT設(shè)備有限的空間下，在狹小的機(jī)箱內(nèi)，過(guò)多與過(guò)寬的纜線會(huì)造成機(jī)箱散熱不良，但SAS的serial傳輸只需要較少的傳送線路來(lái)傳送訊號(hào)，纜線的安裝配置與硬盤(pán)的背板的電路設(shè)計(jì)相對(duì)比較容易，系統(tǒng)因此會(huì)更為穩(wěn)定。
  
    C) SAS增加可用性：
  
    SAS采用了SATA的物理層（包括連接器、線纜）設(shè)計(jì)，增加了第二端口，同時(shí)還具備FC的某些特征。與SATA相比，SAS在物理架構(gòu)上的增強(qiáng)主要包括：
  雙端口

  
    SAS的數(shù)據(jù)幀基于FCP(FC Protocol)，并在外圍設(shè)備端添加了第二端口支持，形成符合高可用性要求的雙端口(dual port)??這一點(diǎn)也類(lèi)似于FC。
    可是第二端口怎么實(shí)現(xiàn)呢？通過(guò)將原本分離的SATA端口和電源插頭相連，并將SAS第二端口設(shè)置在連接處的背側(cè)（插座則是對(duì)側(cè)，見(jiàn)圖），就得到了SAS連接器。第二端口比這塊跨接區(qū)域略寬，但也只有SATA端口（也即SAS第一端口）的2/3，因此其7個(gè)接腳及間距均明顯變窄。與SAS插頭的“鐵板一塊”相對(duì)應(yīng)，SAS插座也“全線貫通”（SATA插座在SAS第二端口的位置有一突起），這樣既可以保證SATA設(shè)備插入SAS插座，又能避免誤將SAS設(shè)備插入SATA插座。
  
    D) SAS的擴(kuò)展性：
   連接距離：SAS線纜的最大連接距離的已經(jīng)提升到8米，甚至透過(guò)3個(gè)擴(kuò)展器之后，SAS的最大連接距離能夠超過(guò)32米，足以應(yīng)付機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)設(shè)備連接和近距離DAS的要求。
   擴(kuò)展器:SAS的擴(kuò)展器就是交換機(jī)（Edge Expander,邊沿?cái)U(kuò)展器）和路由器（Fanout Expander,扇出擴(kuò)展器）。擴(kuò)展器利用可多達(dá)128個(gè)的PHY（發(fā)送器和接收器各一、能夠接受1個(gè)物理鏈接的最小單元，譬如1個(gè)4寬度端口即由4個(gè)PHY組成）連接主機(jī)/設(shè)備或其他擴(kuò)展器，組成星形拓?fù)浼軜?gòu)。
   SAS“域”的概念：扇出擴(kuò)展器是SAS域的核心，一個(gè)SAS域只能有一個(gè)扇出擴(kuò)展器，它可以隨意連接邊沿?cái)U(kuò)展器;一個(gè)邊沿?cái)U(kuò)展器只能連接到一個(gè)扇出擴(kuò)展器上，而在沒(méi)有扇出擴(kuò)展器的情況下最多僅允許兩個(gè)邊沿?cái)U(kuò)展器互連;在不超過(guò)數(shù)目上限的前提下，擴(kuò)展器可以隨意連接發(fā)起者/目標(biāo)設(shè)備。也就是說(shuō)，在一個(gè)SAS域中，任意兩點(diǎn)(主機(jī)或設(shè)備)之間最多可以有3個(gè)擴(kuò)展器。
   高達(dá)65535的設(shè)備數(shù)量：根據(jù)SAS每個(gè)擴(kuò)展器能夠?qū)ぶ?28個(gè)PHY，整個(gè)SAS域形成一個(gè)物理連接數(shù)目可達(dá)16K（128X128=16384）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交換式拓?fù)浼軜?gòu)。
  
    擴(kuò)展器強(qiáng)大的連接能力不僅可以為設(shè)備數(shù)量服務(wù)，它還可以用多達(dá)4個(gè)的物理連接組成（wide link）寬度鏈接來(lái)獲得成倍的帶寬。以4寬度內(nèi)部串行附屬（serial attached）連接器為例，SATA只能通過(guò)4根相互間沒(méi)有邏輯聯(lián)系的線纜獲得4個(gè)獨(dú)立的SATA鏈接，SAS卻可以得到一個(gè)4寬度鏈接（在一個(gè)擴(kuò)展器上）、兩個(gè)2寬度鏈接（在兩個(gè)擴(kuò)展器上）、四個(gè)1寬度鏈接（在四個(gè)獨(dú)立的擴(kuò)展器或設(shè)備上），甚至還能夠是一個(gè)3寬度鏈接和一個(gè)1寬度鏈接……性能與靈活度都遠(yuǎn)勝于SATA。
  
    E）SATA 的兼容性：SAS支持3種協(xié)議，分別是
  1. 串行SCSI協(xié)議(Serial SCSI Protocol，SSP)：全雙工，讓SCSI運(yùn)行在增強(qiáng)的SATA物理層上；
  2. 串行ATA隧道協(xié)議(Serial ATA Tunneled Protocol，STP)：為SATA增加多目標(biāo)尋址和多發(fā)起者訪問(wèn)，以適應(yīng)SAS環(huán)境的需要；
  3. 串行管理協(xié)議(Serial Management Protocol，SMP)：用于發(fā)現(xiàn)和管理擴(kuò)展器。
  
    擴(kuò)展器把SATA的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接擴(kuò)展至SAS的多發(fā)起者/多目標(biāo)，然而SATA協(xié)議僅支持單發(fā)起者/單目標(biāo)，STP的任務(wù)就是讓發(fā)起者能夠通過(guò)擴(kuò)展器訪問(wèn)SATA目標(biāo)。STP在發(fā)起者與最遠(yuǎn)的、也就是連接SATA設(shè)備的擴(kuò)展器端口(STP目標(biāo)端口)之間建立起一條通路(隧道)，傳輸標(biāo)準(zhǔn)的SATA 1.0幀，因此在SATA設(shè)備看來(lái)，自己連接的就是SATA主機(jī)適配器。如果發(fā)起者端口識(shí)別出與其直接相連的是一臺(tái)SATA設(shè)備，則只使用SATA協(xié)議通信。

    那么SAS主機(jī)控制器端口怎么知道自己連接的是SATA設(shè)備還是SAS設(shè)備呢?這就要借助于帶外(Out of band，OOB)信號(hào)來(lái)識(shí)別了。在連接初始化時(shí)，主機(jī)控制器端口送出OOB慢速脈沖信號(hào)，檢測(cè)目標(biāo)對(duì)COMSAS脈沖的響應(yīng)情況??如果目標(biāo)也返回COMSAS脈沖，就是SAS設(shè)備，反之即為SATA設(shè)備。需要注意的是，由于在SAS協(xié)議中發(fā)起者和目標(biāo)是對(duì)等的，外圍設(shè)備也可以主動(dòng)送出COMSAS脈沖，向主機(jī)適配器表明自己的身份。以硬盤(pán)為例，能否生成COMSAS脈沖即是辨別SAS與SATA的依據(jù)。
  
    STP發(fā)起者端口經(jīng)過(guò)OOB協(xié)商確認(rèn)與自己相連的是SATA設(shè)備后即進(jìn)入SATA模式，嚴(yán)格遵循SATA主機(jī)適配器的行為規(guī)范。STP并不關(guān)心SATA FIS(Frame Information Structure，幀信息結(jié)構(gòu))的內(nèi)容，SATA命令排隊(duì)可以在FIS中傳輸??前提當(dāng)然是STP發(fā)起者端口和SATA設(shè)備必須支持命令排隊(duì)功能。
  
    傳輸完成后由SAS主機(jī)適配器或擴(kuò)展器決定是否用STP斷開(kāi)與SATA設(shè)備的連接，以后需要時(shí)再重新連接。整個(gè)過(guò)程中該SATA設(shè)備始終以為自己通過(guò)正常的流控機(jī)制直接連在某個(gè)SATA主機(jī)適配器上，實(shí)際情況卻是SAS主機(jī)適配器進(jìn)行了SATA“翻譯”工作。在Windows操作系統(tǒng)中，這個(gè)SAS主機(jī)適配器將與使用Miniport驅(qū)動(dòng)程序的SATA主機(jī)適配器一樣被歸類(lèi)為SCSI控制器。
  
  
    總結(jié)
  
    上述簡(jiǎn)單介紹了目前市場(chǎng)上的存儲(chǔ)技術(shù)，每一種都有其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，企業(yè)應(yīng)用何種架構(gòu)要看其所需要的應(yīng)用為何，費(fèi)用最高或速度最高并非就能達(dá)到最好的效果。
  
    身為企業(yè)存儲(chǔ)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商，Infortrend開(kāi)發(fā)的EonStor S12F-R/G1420，可滿(mǎn)足不同類(lèi)型客戶(hù)使用環(huán)境的需求。它提供了4G光纖的主機(jī)通道，12個(gè)SAS/SATA的硬盤(pán)通道，更使用了高效的陣列引擎來(lái)提供RAID5、6等級(jí)功能及PCI-X傳輸通道，再結(jié)合冗余控制器的保護(hù)，將使您的貴重資料得到更安全完善的保存。在信息數(shù)字化迅猛進(jìn)展的今天，Infortrend將是您選擇最適合的存儲(chǔ)設(shè)備，使企業(yè)達(dá)到提升效能、改善效率及持續(xù)發(fā)展目的的最優(yōu)伙伴。
  

多易