Small Computer System Interface ( SCSI , / ˈ s k ʌ z i / SKUZ -ee ) [1] es un conjunto de estándares para conectar y transferir físicamente datos entre computadoras y dispositivos periféricos , mejor conocido por su uso con dispositivos de almacenamiento como discos duros. unidades de disco . SCSI se introdujo en la década de 1980 y ha tenido un uso generalizado en servidores y estaciones de trabajo de alta gama, y en 2017 se publicaron nuevos estándares SCSI como SAS-4 .
Los estándares SCSI definen comandos , protocolos, interfaces eléctricas, ópticas y lógicas . El estándar SCSI define conjuntos de comandos para tipos de dispositivos periféricos específicos ; La presencia de "desconocido" como uno de estos tipos significa que, en teoría, se puede utilizar como interfaz para casi cualquier dispositivo, pero el estándar es muy pragmático y está dirigido a requisitos comerciales. El SCSI paralelo inicial se usaba más comúnmente para unidades de disco duro y de cinta , pero puede conectar una amplia gama de otros dispositivos, incluidos escáneres y unidades de CD , aunque no todos los controladores pueden manejar todos los dispositivos.
El estándar SCSI ancestral, X3.131-1986, generalmente denominado SCSI-1, fue publicado por el comité técnico X3T9 del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) en 1986. SCSI-2 se publicó en agosto de 1990 como X3.T9 .2/86-109, con revisiones adicionales en 1994 y la posterior adopción de una multitud de interfaces. Otras mejoras han resultado en mejoras en el rendimiento y soporte para una capacidad de almacenamiento de datos cada vez mayor. [2]
SCSI se deriva de "SASI", la " Interfaz del sistema Shugart Associates ", desarrollada a principios de 1979 [3] y divulgada públicamente en 1981. [4] Larry Boucher es considerado el "padre" de SASI y, en última instancia, de SCSI debido a su carácter pionero. Trabajo primero en Shugart Associates y luego en Adaptec . [5]
Un controlador SASI proporcionó un puente entre la interfaz de bajo nivel de una unidad de disco duro y una computadora host, que necesitaba leer bloques de datos. Las placas controladoras SASI solían tener el tamaño de una unidad de disco duro y normalmente estaban montadas físicamente en el chasis de la unidad. SASI, que se utilizó en minicomputadoras y en las primeras microcomputadoras, definió la interfaz como un conector de cinta plana de 50 pines que se adoptó como conector SCSI-1. SASI es un subconjunto totalmente compatible de SCSI-1, por lo que muchos, si no todos, los controladores SASI existentes en ese momento eran compatibles con SCSI-1. [6]
Hasta al menos febrero de 1982, ANSI desarrolló la especificación como "SASI" y "Shugart Associates System Interface" [7] sin embargo, el comité que documenta el estándar no permitió que llevara el nombre de una empresa. Se dedicó casi un día completo a acordar el nombre del estándar "Interfaz de sistema informático pequeño", que Boucher pretendía que se pronunciara "sexy", pero Dal Allan de ENDL [8] pronunció el nuevo acrónimo como "scuzzy" y eso se mantuvo. [5]
Varias empresas, como NCR Corporation , Adaptec y Optimem, fueron las primeras en apoyar SCSI. [7] Se cree que las instalaciones de NCR en Wichita, Kansas, desarrollaron el primer chip controlador SCSI de la industria; funcionó la primera vez. [9]
La referencia "pequeña" en "interfaz de sistema informático pequeño" es histórica; Desde mediados de la década de 1990, SCSI ha estado disponible incluso en los sistemas informáticos más grandes.
Desde su estandarización en 1986, SCSI se ha utilizado comúnmente en las líneas de computadoras Amiga , Atari , Apple Macintosh y Sun Microsystems y en sistemas de servidores de PC. Apple comenzó a utilizar el ATA paralelo (PATA, también conocido como IDE ) menos costoso para sus máquinas de gama baja con el Macintosh Quadra 630 en 1994, y lo agregó a sus computadoras de escritorio de alta gama a partir del Power Macintosh G3 en 1997. Apple abandonó SCSI integrado completamente a favor de IDE y FireWire con el Power Mac G3 (azul y blanco) en 1999, sin dejar de ofrecer un adaptador de host PCI SCSI como opción hasta en los modelos Power Macintosh G4 (gráficos AGP). [10] Sun cambió su gama de gama baja a Serial ATA (SATA). Commodore incluía SCSI en los sistemas Amiga 3000/3000T y era un complemento de los modelos Amiga 500/2000 anteriores. A partir de los sistemas Amiga 600/1200/4000, Commodore cambió a la interfaz IDE. Atari incluyó SCSI como estándar en sus modelos de computadora Atari MEGA STE , Atari TT y Atari Falcon . SCSI nunca ha sido popular en el mundo de las PC IBM de bajo precio, debido al menor costo y al rendimiento adecuado del estándar de disco duro ATA. Sin embargo, las unidades SCSI e incluso los RAID SCSI se volvieron comunes en las estaciones de trabajo de PC para la producción de video o audio.
Las versiones físicas recientes de SCSI— SCSI conectado en serie (SAS), SCSI sobre protocolo de canal de fibra (FCP) y SCSI conectado por USB (UAS)— rompen con el bus SCSI paralelo tradicional y realizan transferencias de datos a través de comunicaciones en serie utilizando puntos Enlaces punto a punto . Aunque gran parte de la documentación SCSI habla de la interfaz paralela, todos los esfuerzos de desarrollo modernos utilizan interfaces serie. Las interfaces seriales tienen una serie de ventajas sobre SCSI paralela, que incluyen velocidades de datos más altas, cableado simplificado, mayor alcance, aislamiento de fallas mejorado y capacidad full-duplex . La razón principal para el cambio a interfaces seriales es el problema de la desviación del reloj de las interfaces paralelas de alta velocidad, lo que hace que las variantes más rápidas de SCSI paralelo sean susceptibles a problemas causados por el cableado y la terminación. [11]
El iSCSI no físico conserva el paradigma SCSI básico , especialmente el conjunto de comandos, casi sin cambios, mediante la incorporación de SCSI-3 sobre TCP/IP . Por lo tanto, iSCSI utiliza conexiones lógicas en lugar de enlaces físicos y puede ejecutarse sobre cualquier red que admita IP. Los enlaces físicos reales se realizan en capas de red inferiores , independientemente de iSCSI. Se utiliza predominantemente Ethernet , que también es de naturaleza serie.
SCSI es popular en estaciones de trabajo, servidores y dispositivos de almacenamiento de alto rendimiento. Casi todos los subsistemas RAID en servidores han utilizado algún tipo de unidad de disco duro SCSI durante décadas (inicialmente SCSI paralelo, canal de fibra provisional, recientemente SAS), aunque varios fabricantes ofrecen subsistemas RAID basados en SATA como una opción más económica. Además, SAS ofrece compatibilidad con dispositivos SATA, creando una gama mucho más amplia de opciones para subsistemas RAID junto con la existencia de unidades SAS nearline (NL-SAS). En lugar de SCSI, las computadoras de escritorio y portátiles modernas suelen utilizar interfaces SATA para unidades de disco duro internas, y NVMe sobre PCIe está ganando popularidad, ya que SATA puede obstaculizar las unidades de estado sólido modernas .
SCSI está disponible en una variedad de interfaces. El primero fue el SCSI paralelo (también llamado interfaz paralela SCSI o SPI), que utiliza un diseño de bus paralelo . Desde 2005, SPI fue reemplazado gradualmente por Serial Attached SCSI (SAS), que utiliza un diseño en serie pero conserva otros aspectos de la tecnología. Muchas otras interfaces que no dependen de estándares SCSI completos aún implementan el protocolo de comando SCSI; otros abandonan por completo la implementación física y conservan el modelo arquitectónico SCSI . iSCSI , por ejemplo, utiliza TCP/IP como mecanismo de transporte, que suele transportarse a través de Gigabit Ethernet o enlaces de red más rápidos.
Las interfaces SCSI se han incluido a menudo en ordenadores de diversos fabricantes para su uso en los sistemas operativos Microsoft Windows , Mac OS clásico , Unix , Amiga y Linux , ya sea implementadas en la placa base o mediante adaptadores enchufables. Con la llegada de las unidades SAS y SATA , se suspendió la provisión de SCSI paralelo en las placas base. [12]
Inicialmente, la interfaz paralela SCSI (SPI) era la única interfaz que utilizaba el protocolo SCSI. Su estandarización comenzó como un bus de 8 bits de un solo extremo en 1986, transfiriendo hasta 5 MB/s, y evolucionó hasta convertirse en un bus diferencial de bajo voltaje de 16 bits capaz de hasta 320 MB/s. El último estándar SPI-5 de 2003 también definió una velocidad de 640 MB/s, que no se pudo alcanzar.
Las especificaciones SCSI paralelas incluyen varios modos de transferencia síncrono para el cable paralelo y un modo asíncrono. El modo asíncrono es un protocolo clásico de solicitud/reconocimiento, que permite que sistemas con un bus lento o sistemas simples también utilicen dispositivos SCSI. Los modos síncronos más rápidos se utilizan con mayor frecuencia.
Los cables SCSI paralelos internos suelen ser cintas , con dos o más conectores de 50, 68 u 80 pines conectados. Los cables externos suelen estar blindados (pero es posible que no lo estén), con conectores de 50 o 68 pines en cada extremo, dependiendo del ancho de bus SCSI específico admitido. El conector único (SCA) de 80 pines se utiliza normalmente para dispositivos conectables en caliente
Fibre Channel se puede utilizar para transportar unidades de información SCSI, según lo define el Protocolo de canal de fibra para SCSI (FCP). Estas conexiones son conectables en caliente y normalmente se implementan con fibra óptica.
SCSI conectado en serie (SAS) utiliza un cable de alimentación y datos Serial ATA modificado .
iSCSI (Interfaz de sistema de computadora pequeña de Internet) generalmente utiliza conectores y cables Ethernet como transporte físico, pero puede funcionar con cualquier transporte físico capaz de transportar IP .
El protocolo SCSI RDMA (SRP) es un protocolo que especifica cómo transportar comandos SCSI a través de una conexión RDMA confiable. Este protocolo puede ejecutarse en cualquier transporte físico compatible con RDMA, por ejemplo, InfiniBand o Ethernet cuando se utiliza RoCE o iWARP .
El SCSI conectado por USB permite que los dispositivos SCSI utilicen el bus serie universal .
La interfaz de automatización/unidad: protocolo de transporte (ADT) se utiliza para conectar dispositivos de medios extraíbles, como unidades de cinta, con los controladores de las bibliotecas (dispositivos de automatización) en los que están instalados. El estándar ADI especifica el uso de RS-422 para las conexiones físicas. El estándar ADT-2 de segunda generación define iADT, el uso del protocolo ADT sobre conexiones IP (Protocolo de Internet), como por ejemplo sobre Ethernet . Los estándares de comandos de interfaz de automatización/variador (ADC, ADC-2 y ADC-3) definen comandos SCSI para estas instalaciones.
Además de muchas implementaciones de hardware diferentes, los estándares SCSI también incluyen un amplio conjunto de definiciones de comandos. La arquitectura de comando SCSI se definió originalmente para buses SCSI paralelos , pero se ha actualizado con cambios mínimos para su uso con iSCSI y SCSI serie. Otras tecnologías que utilizan el conjunto de comandos SCSI incluyen la interfaz de paquetes ATA , la clase de almacenamiento masivo USB y FireWire SBP-2 .
En terminología SCSI, la comunicación tiene lugar entre un iniciador y un objetivo . El iniciador envía una orden al objetivo, que luego responde. Los comandos SCSI se envían en un bloque descriptor de comandos ( CDB ). El CDB consta de un código de operación de un byte seguido de cinco o más bytes que contienen parámetros específicos del comando.
Al final de la secuencia de comando, el destino devuelve un byte de código de estado , como 00h para éxito, 02h para un error (llamado Verificar condición ) o 08h para ocupado. Cuando el objetivo devuelve una condición de verificación en respuesta a un comando, el iniciador generalmente emite un comando SCSI Request Sense para obtener un calificador de código clave ( KCQ ) del objetivo. La secuencia de verificación de condición y solicitud de detección implica un protocolo SCSI especial llamado condición de lealtad contingente .
Hay cuatro categorías de comandos SCSI: N (sin datos), W (escritura de datos del iniciador al destino), R (lectura de datos) y B (bidireccional). Hay alrededor de 60 comandos SCSI diferentes en total, siendo los más utilizados:
A cada dispositivo en el bus SCSI se le asigna un número de identificación o ID SCSI único. Los dispositivos pueden abarcar varias unidades lógicas, que se direccionan mediante un número de unidad lógica (LUN). Los dispositivos simples tienen solo un LUN, los dispositivos más complejos pueden tener múltiples LUN.
Un dispositivo de almacenamiento de "acceso directo" (es decir, tipo disco) consta de varios bloques lógicos, direccionados por Dirección de bloque lógico ( LBA ). Un LBA típico equivale a 512 bytes de almacenamiento. El uso de LBA ha evolucionado con el tiempo, por lo que se proporcionan cuatro variantes de comandos diferentes para leer y escribir datos. Los comandos Leer(6) y Escribir(6) contienen una dirección LBA de 21 bits. Los comandos Read(10), Read(12), Read Long, Write(10), Write(12) y Write Long contienen una dirección LBA de 32 bits además de varias otras opciones de parámetros.
La capacidad de un dispositivo de "acceso secuencial" (es decir, de tipo cinta) no se especifica porque depende, entre otras cosas, de la longitud de la cinta, que no está identificada de forma legible por máquina. Las operaciones de lectura y escritura en un dispositivo de acceso secuencial comienzan en la posición actual de la cinta, no en un LBA específico. El tamaño del bloque en los dispositivos de acceso secuencial puede ser fijo o variable, según el dispositivo específico. Los dispositivos de cinta como la cinta de 9 pistas de media pulgada , DDS (cintas de 4 mm físicamente similares a DAT ), Exabyte , etc., admiten tamaños de bloque variables.
En un bus SCSI paralelo, un dispositivo (por ejemplo, adaptador de host, unidad de disco) se identifica mediante un "ID SCSI", que es un número en el rango de 0 a 7 en un bus estrecho y en el rango de 0 a 15 en un bus ancho. . En modelos anteriores, un puente o interruptor físico controla el ID SCSI del iniciador ( adaptador de host ). En los adaptadores de host modernos (desde aproximadamente 1997), realizar E/S al adaptador establece el ID SCSI; por ejemplo, el adaptador a menudo contiene un programa Option ROM (SCSI BIOS) que se ejecuta cuando se inicia la computadora y ese programa tiene menús que permiten al operador elegir la ID SCSI del adaptador host. Alternativamente, el adaptador host puede venir con software que debe instalarse en la computadora host para configurar la ID SCSI. El ID SCSI tradicional para un adaptador de host es 7, ya que ese ID tiene la máxima prioridad durante el arbitraje del bus (incluso en un bus de 16 bits).
El ID SCSI de un dispositivo en un gabinete de unidad que tiene un plano posterior se establece mediante puentes o mediante la ranura del gabinete en el que está instalado el dispositivo, según el modelo del gabinete. En el último caso, cada ranura en el plano posterior del gabinete envía señales de control a la unidad para seleccionar una ID SCSI única. Un gabinete SCSI sin plano posterior a menudo tiene un interruptor para que cada unidad elija el ID SCSI de la unidad. El gabinete incluye conectores que se deben enchufar a la unidad donde normalmente se ubican los puentes; el interruptor emula los puentes necesarios. Si bien no existe un estándar que haga que esto funcione, los diseñadores de unidades generalmente configuran sus encabezados de puente en un formato consistente que coincide con la forma en que se implementan estos interruptores.
Configurar el disco duro de arranque (o el primero) en SCSI ID 0 es una recomendación aceptada por la comunidad de TI. El SCSI ID 2 generalmente se reserva para la unidad de disquete, mientras que el SCSI ID 3 generalmente se reserva para una unidad de CD-ROM. [13]
Tenga en cuenta que un dispositivo de destino SCSI (que puede denominarse "unidad física") a veces se divide en "unidades lógicas" más pequeñas. Por ejemplo, un subsistema de disco de alta gama puede ser un único dispositivo SCSI pero contener docenas de unidades de disco individuales, cada una de las cuales es una unidad lógica. Además, una matriz RAID puede ser un único dispositivo SCSI, pero puede contener muchas unidades lógicas, cada una de las cuales es un disco "virtual": un conjunto de bandas o un conjunto de espejos construido a partir de partes de unidades de disco reales. En este caso, el ID SCSI, WWN, etc. identifica todo el subsistema, y un segundo número, el número de unidad lógica (LUN), identifica un dispositivo de disco (real o virtual) dentro del subsistema.
Es bastante común, aunque incorrecto, referirse a la propia unidad lógica como "LUN". [14] En consecuencia, el LUN real puede denominarse "número de LUN" o "identificación de LUN". [15]
En los protocolos de transporte SCSI modernos, existe un proceso automatizado para el "descubrimiento" de los ID. El iniciador SSA (normalmente la computadora host a través del 'adaptador de host') "recorre el circuito" para determinar qué dispositivos están conectados y luego asigna a cada uno un valor de "recuento de saltos" de 7 bits. Los iniciadores de canal de fibra : bucle arbitrado (FC-AL) utilizan el LIP (protocolo de inicialización de bucle) para interrogar a cada puerto de dispositivo en busca de su WWN ( nombre mundial ). Para iSCSI, debido al alcance ilimitado de la red (IP), el proceso es bastante complicado. Estos procesos de descubrimiento ocurren en el momento del encendido/inicialización y también si la topología del bus cambia más adelante, por ejemplo, si se agrega un dispositivo adicional.
SCSI tiene el mecanismo de identificación CTL (canal, destino o número de unidad física, número de unidad lógica) por adaptador de bus host , o el mecanismo de identificación HCTL (HBA, canal, PUN, LUN); un adaptador host puede tener más de un canal. [dieciséis]
Si bien todos los controladores SCSI pueden funcionar con dispositivos de almacenamiento de lectura/escritura, es decir, discos y cintas, algunos no funcionarán con otros tipos de dispositivos; Es probable que los controladores más antiguos estén más limitados, [17] a veces por el software de su controlador, y se agregaron más tipos de dispositivos a medida que SCSI evolucionó. Incluso los CD-ROM no son compatibles con todos los controladores. El tipo de dispositivo es un campo de 5 bits informado por un comando de consulta SCSI; Los tipos de dispositivos periféricos SCSI definidos incluyen, además de muchas variedades de dispositivos de almacenamiento, impresoras, escáneres, dispositivos de comunicaciones y un tipo de "procesador" general para dispositivos que no figuran en la lista.
En servidores SCSI más grandes, los dispositivos de unidad de disco están alojados en un gabinete inteligente que admite SCSI Enclosure Services (SES) . El iniciador puede comunicarse con el gabinete mediante un conjunto especializado de comandos SCSI para acceder a energía, refrigeración y otras características no relacionadas con los datos.
En 1979, la empresa desarrolló el primer controlador que utilizaba la interfaz SASI... en conjunto con Shugart Associates.
El comando lun se utiliza para crear y gestionar lun[...]
Si no se especifica un ID de LUN, se selecciona automáticamente [...] el número más pequeño.
