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SCSI conectado en serie

En informática , Serial Attached SCSI ( SAS ) es un protocolo serial punto a punto que mueve datos hacia y desde dispositivos de almacenamiento informático, como unidades de disco duro y unidades de cinta . SAS reemplaza a la antigua tecnología de bus Parallel SCSI (Parallel Small Computer System Interface, generalmente pronunciado "scuzzy" [3] [4] ) que apareció por primera vez a mediados de la década de 1980. SAS, al igual que su predecesor, utiliza el conjunto de comandos SCSI estándar . SAS ofrece compatibilidad opcional con Serial ATA (SATA), versiones 2 y posteriores. Esto permite la conexión de unidades SATA a la mayoría de placas base o controladores SAS . Lo inverso, conectar unidades SAS a placas base SATA, no es posible. [5]

El comité técnico T10 del Comité Internacional de Normas de Tecnología de la Información (INCITS) desarrolla y mantiene el protocolo SAS; la Asociación Comercial SCSI (SCSITA) promueve la tecnología.

Introducción

Servidores de almacenamiento que albergan 24 unidades de disco duro SAS por servidor

Un sistema SCSI conectado en serie típico consta de los siguientes componentes básicos:

  1. Un iniciador : un dispositivo que origina solicitudes de servicio del dispositivo y de gestión de tareas para que las procese un dispositivo de destino y recibe respuestas a las mismas solicitudes de otros dispositivos de destino. Los iniciadores pueden proporcionarse como un componente integrado en la placa base (como es el caso de muchas placas base orientadas a servidores) o como un adaptador de bus host adicional .
  2. Un dispositivo de destino : un dispositivo que contiene unidades lógicas y puertos de destino que recibe solicitudes de servicio y gestión de tareas para su procesamiento y envía respuestas a las mismas solicitudes a los dispositivos iniciadores. Un dispositivo de destino puede ser una unidad de disco duro o un sistema de matriz de discos .
  3. Subsistema de entrega de servicios : la parte de un sistema de E/S que transmite información entre un iniciador y un objetivo. Normalmente, los cables que conectan un iniciador y un objetivo con o sin expansores y placas base constituyen un subsistema de entrega de servicios.
  4. Expansores : dispositivos que forman parte de un subsistema de entrega de servicios y facilitan la comunicación entre dispositivos SAS. Los expansores facilitan la conexión de múltiples dispositivos finales SAS a un único puerto iniciador. [6]

Historia

Identificación y direccionamiento

Un dominio SAS es la versión SAS de un dominio SCSI: consta de un conjunto de dispositivos SAS que se comunican entre sí mediante un subsistema de entrega de servicios. Cada puerto SAS de un dominio SAS tiene un identificador de puerto SCSI que identifica al puerto de forma única dentro del dominio SAS, el nombre mundial . Lo asigna el fabricante del dispositivo, como la dirección MAC de un dispositivo Ethernet , y normalmente también es único en todo el mundo. Los dispositivos SAS utilizan estos identificadores de puerto para dirigir las comunicaciones entre ellos.

Además, cada dispositivo SAS tiene un nombre de dispositivo SCSI, que lo identifica de forma única en el mundo. No es frecuente ver estos nombres de dispositivo porque los identificadores de puerto tienden a identificar el dispositivo de forma suficiente.

A modo de comparación, en SCSI paralelo, el ID de SCSI es el identificador del puerto y el nombre del dispositivo. En Fibre Channel , el identificador del puerto es un WWPN y el nombre del dispositivo es un WWNN.

En SAS, tanto los identificadores de puerto SCSI como los nombres de dispositivo SCSI toman la forma de una dirección SAS , que es un valor de 64 bits, normalmente en el formato registrado IEEE de la NAA. A veces, la gente hace referencia a un identificador de puerto SCSI como la dirección SAS de un dispositivo, por confusión. A veces, la gente llama a una dirección SAS un nombre mundial o WWN, porque es esencialmente lo mismo que un WWN en Fibre Channel. Para un dispositivo expansor SAS, el identificador de puerto SCSI y el nombre de dispositivo SCSI son la misma dirección SAS.

Comparación con SCSI paralelo

Comparación con SATA

Hay poca diferencia física entre SAS y SATA. [12]

Características

Detalles técnicos

El estándar Serial Attached SCSI define varias capas (en orden de mayor a menor): aplicación, transporte, puerto, enlace, PHY y física. Serial Attached SCSI comprende tres protocolos de transporte:

Para las capas de enlace y PHY , SAS define su propio protocolo único.

En la capa física , el estándar SAS define los conectores y los niveles de voltaje. Las características físicas del cableado y la señalización SAS son compatibles con SATA y han seguido de cerca las de SATA hasta la velocidad de 6 Gbit/s, aunque SAS define especificaciones de señalización física más rigurosas, así como una oscilación de voltaje diferencial permitida más amplia destinada a permitir un cableado más largo. Mientras que SAS-1.0 y SAS-1.1 adoptaron las características de señalización física de SATA a la velocidad de 3 Gbit/s con codificación 8b/10b , el desarrollo de SAS-2.0 de una velocidad física de 6 Gbit/s condujo al desarrollo de una velocidad SATA equivalente. En 2013, 12 Gbit/s siguieron en la especificación SAS-3. [14] Está previsto que SAS-4 introduzca una señalización de 22,5 Gbit/s con un esquema de codificación 128b/150b más eficiente para alcanzar una velocidad de datos utilizable de 2400 MB/s manteniendo la compatibilidad con 6 y 12 Gbit/s. [15]

Además, SCSI Express aprovecha la infraestructura PCI Express para conectar directamente dispositivos SCSI a través de una interfaz más universal. [16]

Arquitectura

La arquitectura de las capas de SAS

La arquitectura SAS consta de seis capas:

Topología

Un iniciador puede conectarse directamente a un objetivo a través de uno o más PHY (dicha conexión se denomina puerto independientemente de que utilice uno o más PHY, aunque a veces se utiliza el término puerto amplio para una conexión multi-PHY).

Expansores SAS

Los componentes conocidos como expansores SCSI conectados en serie (expansores SAS) facilitan la comunicación entre un gran número de dispositivos SAS. Los expansores contienen dos o más puertos de expansor externos. Cada dispositivo expansor contiene al menos un puerto de destino del protocolo de administración SAS para la administración y puede contener dispositivos SAS en sí. Por ejemplo, un expansor puede incluir un puerto de destino del protocolo SCSI en serie para acceder a un dispositivo periférico. Un expansor no es necesario para interconectar un iniciador y un destino SAS, pero permite que un único iniciador se comunique con más destinos SAS/SATA. Una analogía útil: se puede considerar un expansor como algo similar a un conmutador de red en una red, que conecta múltiples sistemas utilizando un único puerto de conmutador.

SAS 1 definió dos tipos de expansores; sin embargo, el estándar SAS-2.0 eliminó la distinción entre ambos, ya que creaba limitaciones topológicas innecesarias sin ningún beneficio obtenido:

El enrutamiento directo permite que un dispositivo identifique los dispositivos conectados directamente a él. El enrutamiento de tabla identifica los dispositivos conectados a los expansores conectados al propio PHY de un dispositivo. El enrutamiento sustractivo se utiliza cuando no puede encontrar los dispositivos en la subrama a la que pertenece. Esto pasa la solicitud a una rama completamente diferente.

Los expansores existen para permitir topologías de interconexión más complejas. Los expansores ayudan en la conmutación de enlaces (en oposición a la conmutación de paquetes) de dispositivos finales (iniciadores o destinos). Pueden localizar un dispositivo final directamente (cuando el dispositivo final está conectado a él), a través de una tabla de enrutamiento (una asignación de los identificadores de los dispositivos finales y el expansor al que se debe cambiar el enlace en sentido descendente para enrutarlo hacia ese identificador) o, cuando esos métodos fallan, a través del enrutamiento sustractivo: el enlace se enruta a un único expansor conectado a un puerto de enrutamiento sustractivo. Si no hay ningún expansor conectado a un puerto sustractivo, no se puede acceder al dispositivo final.

Los expansores sin PHY configurados como sustractivos actúan como expansores de abanico de distribución y pueden conectarse a cualquier cantidad de otros expansores. Los expansores con PHY sustractivos solo pueden conectarse a otros dos expansores como máximo y, en ese caso, deben conectarse a un expansor a través de un puerto sustractivo y al otro a través de un puerto no sustractivo.

Las topologías SAS-1.1 creadas con expansores generalmente contienen un nodo raíz en un dominio SAS, con la excepción de las topologías que contienen dos expansores conectados a través de un puerto sustractivo a sustractivo. Si existe, el nodo raíz es el expansor, que no está conectado a otro expansor a través de un puerto sustractivo. Por lo tanto, si existe un expansor de distribución en abanico en la configuración, debe ser el nodo raíz del dominio. El nodo raíz contiene rutas para todos los dispositivos finales conectados al dominio. Tenga en cuenta que con la llegada en SAS-2.0 del enrutamiento de tabla a tabla y las nuevas reglas para la zonificación de extremo a extremo, las topologías más complejas creadas sobre las reglas SAS-2.0 no contienen un solo nodo raíz.

Conectores

Los conectores SAS son mucho más pequeños que los conectores SCSI paralelos tradicionales . Por lo general, SAS-3 permite velocidades de transferencia de datos puntuales de hasta 12 Gbit/s. [18] Actualmente, SAS-4 está disponible con hasta 24 Gbps; SAS-5 está en desarrollo, según T10.

El conector SAS físico viene en varias variantes diferentes: [19]

Línea cercana SAS

Las unidades Nearline SAS (abreviadas como NL-SAS y, a veces, denominadas SAS de línea media ) tienen una interfaz SAS, pero la velocidad de cabezal, de medios y de rotación de las unidades SATA de clase empresarial tradicionales, por lo que cuestan menos que otras unidades SAS. En comparación con SATA, las unidades NL-SAS tienen los siguientes beneficios: [57] : 20 

Véase también

Referencias

  1. ^ "Diferencias entre SAS y SATA".
  2. ^ ab "Se completó el desarrollo de la especificación de almacenamiento de datos SAS 24G; la Asociación de Comercio SCSI destaca la tecnología en la Cumbre de Memoria Flash de 2017". Asociación de Comercio SCSI. 7 de agosto de 2017.
  3. ^ Thompson, Robert Bruce; Thompson, Barbara Fritchman (24 de julio de 2003). PC Hardware in a Nutshell: A Desktop Quick Reference. "O'Reilly Media, Inc.", pág. 422. ISBN 978-0-596-55234-3.
  4. ^ NCR Corporation (1990). SCSI: comprensión de la interfaz de sistemas informáticos pequeños . Universidad de Virginia: Prentice Hall. p. 5. ISBN 9780137968558.
  5. ^ "SAS y SATA: compatibilidad sin igual" . Consultado el 20 de mayo de 2024 .
  6. ^ "Arquitectura SAS". ibm . Consultado el 14 de enero de 2016 .
  7. ^ ab "Mapa de ruta del sistema maestro SCSI conectado en serie". SCSI Trade Association. 14 de octubre de 2015. Consultado el 26 de febrero de 2016 .
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  9. ^ "SCSI conectado en serie - 5 (SAS-5)" (PDF) . t10.org . T10/BSR INCITS 561. 2019-02-22 . Consultado el 2024-01-17 .
  10. ^ DEFINICIÓN: SCSI conectado en serie (SAS)
  11. ^ "Redundancia en redes de almacenamiento empresariales que utilizan configuraciones SAS de dominio dual". Hewlett-Packard Development Company. Mayo de 2008. Archivado desde el original (PDF) el 2016-01-10 . Consultado el 2016-01-10 .
  12. ^ abcdefgh "Discos duros SATA vs SAS en servidores dedicados". Steadfast.net . Steadfast. Archivado desde el original el 29 de junio de 2013 . Consultado el 5 de agosto de 2013 .
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  14. ^ "SCSI conectado en serie - 3 (SAS-3)" (PDF) . T10. 2013-11-07 . Consultado el 2015-05-11 .
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Enlaces externos