從無到有了解SAS技術(shù)與SAS硬盤

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　 存儲(chǔ)領(lǐng)域的磁盤介質(zhì)是最關(guān)鍵的設(shè)備，所有數(shù)據(jù)和信息都要存放在磁盤介質(zhì)上。而數(shù)據(jù)的讀取速度則是由磁盤介質(zhì)的連接接口決定的。以往我們都是通過SCSI或者SATA接口及硬盤來完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作。不過近些年一個(gè)新型技術(shù)越來越得到中小企業(yè)甚至是大型企業(yè)的青睞。就是SAS技術(shù)以及與之相對(duì)應(yīng)的SAS硬盤。今天我們就從無到有的來了解下什么是SAS技術(shù)以及使用SAS硬盤的優(yōu)勢(shì)。
　　一、常見磁盤技術(shù)與接口類型優(yōu)劣：
    網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備目前大致可分為三大類，即高端中端和近端(Near-Line)。高端存儲(chǔ)設(shè)備主要是光纖通道為主，由于光纖通道傳輸速度很快，所以高端存儲(chǔ)光纖設(shè)備大部分應(yīng)用于任務(wù)級(jí)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的大容量實(shí)時(shí)存儲(chǔ)上。中端存儲(chǔ)設(shè)備主要是SCSI設(shè)備，他的歷史也很悠久，應(yīng)用于商業(yè)級(jí)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)。近端是近年來新出現(xiàn)的存儲(chǔ)領(lǐng)域，其產(chǎn)品主要是串行ATA（Serial ATA，縮寫為SATA），應(yīng)用于非關(guān)鍵數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)，目的是替代以前使用磁帶的數(shù)據(jù)備份。
　　光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備的最大優(yōu)勢(shì)就是傳輸速度快，但是他的價(jià)格很高，維護(hù)起來也相對(duì)麻煩；而SCSI設(shè)備存取速度相對(duì)比較快，價(jià)格位于中等位置，但是他的擴(kuò)展性稍微差一點(diǎn)，每個(gè)SCSI接口卡最多只能連接15個(gè)（單通道）或者30個(gè)（雙通道）設(shè)備。SATA則是近幾年飛速發(fā)展的技術(shù)，他的最大優(yōu)勢(shì)就是價(jià)格便宜，而且速度并不比SCSI接口慢多少，隨著技術(shù)的發(fā)展SATA的數(shù)據(jù)讀取速度正在接近并趕超SCSI接口。另外由于SATA的硬盤價(jià)格越來越低，容量越來越大，逐漸可以用于數(shù)據(jù)備份。
　　因此傳統(tǒng)的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)由于考慮到性能和穩(wěn)定性，以SCSI硬盤和光纖通道為主要存儲(chǔ)平臺(tái)，ATA則多用于非關(guān)鍵性資料或桌面?zhèn)�人計(jì)算機(jī)上，不過隨著SATA技術(shù)的興起與SATA設(shè)備的成熟，這個(gè)模式正在被改變，越來越多的人都開始關(guān)注SATA這種串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)連接方式。
　　二、什么是SAS技術(shù)？ （如圖1）


　　正因?yàn)镾ATA技術(shù)的飛速發(fā)展以及多方面的優(yōu)勢(shì)，才會(huì)讓更多的人考慮能否存在一種方式可以將SATA與SCSI兩者相結(jié)合，這樣就可以同時(shí)發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)了。在這種情況下SAS應(yīng)運(yùn)而生。
    SAS是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial ATA（SATA）硬盤相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計(jì)是為了改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效能、可用性和擴(kuò)充性，提供與串行ATA（Serial ATA，縮寫為SATA）硬盤的兼容性。
　　SAS的接口技術(shù)可以向下兼容SATA。SAS系統(tǒng)的背板（Backplane）既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅(qū)動(dòng)器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)镾AS驅(qū)動(dòng)器的端口與SATA驅(qū)動(dòng)器的端口形狀看上去類似，所以SAS驅(qū)動(dòng)器和SATA驅(qū)動(dòng)器可以同時(shí)存在于一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)之中。但需要注意的是，SATA系統(tǒng)并不兼容SAS，所以SAS驅(qū)動(dòng)器不能連接到SATA背板上。由于SAS系統(tǒng)的兼容性，IT人員能夠運(yùn)用不同接口的硬盤來滿足各類應(yīng)用在容量上或效能上的需求，因此在擴(kuò)充存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)擁有更多的彈性，讓存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)揮最大的投資效益。說白了SAS接口技術(shù)就是使用串行接口的SCSI硬盤，他和SATA硬盤是兼容的，我們可以在SAS接口上安裝SAS硬盤或者SATA硬盤。（如圖2）

　　三、SAS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：
　　正如前面所說SAS技術(shù)與SAS硬盤是在人們希望發(fā)揮SATA與SCSI接口共同優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上誕生的。那么集中兩者優(yōu)勢(shì)形成的SAS到底在哪些方面存在過人之處呢？
　�。�1）SAS技術(shù)降低了磁盤陣列的成本：
　　以往不管使用SCSI接口還是FC光纖接口，當(dāng)一個(gè)廠商生產(chǎn)磁盤陣列柜時(shí)需要的技術(shù)是非常高的，成本也很高，因?yàn)榇鎯?chǔ)設(shè)備廠商目前投入相當(dāng)多的成本以支持包括光纖通道陣列、SATA陣列等不同的存儲(chǔ)設(shè)備。而SAS技術(shù)具備簡化內(nèi)部連接設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，可以通過共用組件降低設(shè)計(jì)成本。這樣就可以花更少的錢享受SCSI接口的性能。
　�。�2）串行接口讓傳輸性能提高：（如圖3）

　　串行SCSI是點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，可以建立磁盤到控制器的直接連接。通過點(diǎn)到點(diǎn)技術(shù)可以減少了地址沖突以及菊花鏈連結(jié)的減速，為每個(gè)設(shè)備提供了專用的信號(hào)通路來保證最大的帶寬，并且每個(gè)傳輸通道都是在全雙工方式下進(jìn)行的。總的說來他的性能要比傳統(tǒng)SCSI更高。
　�。�3）更好的擴(kuò)展性能：
　　上面筆者也提到了SCSI接口的擴(kuò)展性能一般，最多只能連接15個(gè)（單通道）或者30個(gè)（雙通道）設(shè)備。而經(jīng)過改良后的SAS接口則大大不同，SAS結(jié)構(gòu)有非常好的擴(kuò)展能力，最多可以連接16384個(gè)磁盤設(shè)備。
　�。�4）安裝更簡單：
    SAS接口使用更細(xì)的電纜搭配更小的連接器，一方面節(jié)約了服務(wù)器或存儲(chǔ)設(shè)備的空間，另一方節(jié)省了空間，從而提高了使用SAS硬盤服務(wù)器的散熱、通風(fēng)能力。而傳統(tǒng)的SCSI接口使用較大的并行電纜，這會(huì)帶來部分電子干擾，采用SAS的電纜結(jié)構(gòu)就不會(huì)出現(xiàn)此問題。另外每個(gè)SAS電纜有四根電纜，兩根輸入兩根輸出。SAS可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，全雙工的數(shù)據(jù)操作提高數(shù)據(jù)的吞吐效率。
　�。�5）更好的兼容性：
　　正如上文所說我們?cè)赟AS接口卡上安裝SATA設(shè)備也是可以正常工作的，這樣就讓我們的存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用更加靈活，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇SAS磁盤或者SATA磁盤，降低了成本的同時(shí)也保證了性能。對(duì)于對(duì)數(shù)據(jù)讀取速度要求不高的地方可以使用SATA設(shè)備替代SAS設(shè)備。
　　總的來說SAS技術(shù)是結(jié)合了SATA與SCSI兩者的優(yōu)點(diǎn)而誕生的，同時(shí)串行SCSI（SAS）是點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，因此除了提高性能之外，每個(gè)設(shè)備連接到指定的數(shù)據(jù)通路上提高了帶寬，從而為數(shù)據(jù)傳輸與存取提供了必要保障。
　　四、實(shí)施SAS需要哪些設(shè)備？
　　由于SAS技術(shù)僅僅是在SCSI基礎(chǔ)上對(duì)連接接口進(jìn)行了改進(jìn)，從并行接口改變成串行接口。所以在使用和設(shè)置上和原來的SCSI存儲(chǔ)技術(shù)非常類似。和SCSI設(shè)備一樣我們需要SAS接口卡和SAS磁盤兩部分來組建SAS系統(tǒng)。
　�。�1）SAS接口卡：
    由于大部分主板都沒有提供SAS模塊功能，所以我們只能通過SAS接口卡（擴(kuò)展卡）來實(shí)現(xiàn)SAS系統(tǒng)的搭建。目前LSI Logic和Adaptec兩大公司都提供了基于SAS技術(shù)的接口卡，我們購買回來直接安裝在主板的插槽上即可。
　�。�2）SAS磁盤：（如圖4）

　　從大小上來說SAS磁盤主要有兩種，一種是2.5英寸的，另一種是3.5英寸的，具體選擇哪個(gè)要看我們SAS接口卡上支持哪種。另外磁盤轉(zhuǎn)速基本在10000RPM到15000RPM之間。日立，富士通，老希捷，老邁拓都生產(chǎn)過SAS磁盤。
　　總結(jié)：
　　SAS技術(shù)是SCSI與SATA兩者的完美結(jié)合，在功能上將SCSI比了下去，在兼容性上又可以與SATA設(shè)備正常連接，因此很多存儲(chǔ)廠商都認(rèn)為SAS技術(shù)將取代并行SCSI。筆者也認(rèn)為在不久的將來，SAS技術(shù)會(huì)在中端市場和近端市場有驚人的表現(xiàn)，未來趕超和取代FC光纖設(shè)備也不是沒有可能。


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