So sánh các mảng SATA, SAS, SSD và RAID với chúng. Cách chọn đúng ổ SAS, SATA hoặc SSD để bạn không trả quá nhiều và đạt hiệu quả tối đa

Chào buổi chiều habralyudi!

Blog HGST đã trở lại với bạn sau một thời gian ngắn nghỉ ngơi. Và hôm nay chúng tôi xin nói về ưu điểm của ổ SSD SAS so với ổ SATA.

Giao diện SAS, hỗ trợ giao tiếp giữa các thiết bị, được thiết kế để sử dụng cho doanh nghiệp và cung cấp khả năng mở rộng, độ tin cậy và tính sẵn sàng cao của dữ liệu, trong khi thiết bị SATA được tối ưu hóa cho các ứng dụng người dùng chi phí thấp hơn.

Bởi vì các nhà sản xuất ổ đĩa sử dụng giao diện SAS cho các ổ đĩa hiệu suất cao và giao diện SATA cho các ổ đĩa khách và thiết bị lưu trữ thứ cấp, các nhà sản xuất ổ đĩa thể rắn (SSD) thường tiếp tục sử dụng cùng một phân tách. Hiện nay trên thị trường cũng có các ổ SSD SATA cấp doanh nghiệp cho hiệu suất cao. Tuy nhiên, bằng cách tận dụng giao diện SAS với các thiết bị flash, bộ điều khiển và phần sụn mạnh mẽ hơn, chúng tôi có giải pháp ưu việt cho khối lượng công việc cấp doanh nghiệp như xử lý giao dịch trực tuyến (OLTP), tính toán hiệu suất cao (HPC), tăng tốc cơ sở dữ liệu. Kho dữ liệu / ghi dữ liệu, ảo hóa và cơ sở hạ tầng PC ảo, dữ liệu lớn và dữ liệu siêu tỷ lệ, nhắn tin và cộng tác, giao diện máy chủ web, phát trực tuyến phương tiện và video theo yêu cầu (VOD), điện toán đám mây và lưu trữ dữ liệu trên thiết bị Cấp 0 cho SAN và NAS.

Với các tính năng giao diện SAS và các công nghệ hàng đầu trong ngành của HGST như CellCare, PowerSafe và Data Path Protection, bạn sẽ nhận được những lợi ích sau:

Ổ cứng SSD hiệu suất cao, ổn định suốt đời
Độ bền
Khả năng mở rộng
Độ tin cậy hoạt động
Dữ liệu sẵn có cao
Khả năng quản lý dữ liệu trên thiết bị
Tương tác với kiến ​​trúc hệ thống được nâng cấp

Khối lượng công việc phải hỗ trợ SSD SAS cấp doanh nghiệp bao gồm:
Xử lý giao dịch trực tuyến (OLTP)
Máy tính hiệu suất cao (HPC)
Tăng tốc cơ sở dữ liệu
Tổ chức kho dữ liệu và lưu trữ dữ liệu người dùng
Cơ sở hạ tầng máy tính ảo và ảo hóa
Phân tích dữ liệu lớn và dữ liệu siêu tỷ lệ
Phần mềm nhắn tin và cộng tác
Giao diện với máy chủ web
Truyền phát phương tiện và video theo yêu cầu (VOD)
Điện toán đám mây
Thiết bị lưu trữ Tier-0 cho hệ thống SAN và NAS

SAS (Serial SCSI) và SATA (Serial ATA) là các giao thức tiêu chuẩn để truyền dữ liệu giữa các thiết bị kèm theo. Chúng được thiết kế để cho phép máy tính giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như bộ điều khiển bộ nhớ ngoài và ổ cứng. Cả hai giao diện (SAS và SATA) đều có lịch sử phát triển lâu đời: chúng xuất hiện lần đầu tiên vào những năm 1980 dưới dạng giao diện song song và được chuyển đổi sang giao thức nối tiếp khoảng 10 năm trước để cải thiện hơn nữa hiệu suất. Khi được sử dụng với bộ điều khiển lưu trữ bên ngoài, giao diện SAS hoặc SATA có thể được sử dụng làm giao diện bên ngoài cho máy chủ, cũng như giao diện bên trong để kết nối ổ cứng và SSD. Bộ điều khiển có thể hỗ trợ nhiều loại giao diện, nhưng ổ đĩa chỉ có một loại giao diện - SAS hoặc SATA. Giao diện độc lập với phương tiện lưu trữ (ví dụ: bộ nhớ flash, đĩa cứng) hoặc chất lượng của các thành phần hoặc phần sụn bên trong đĩa. Từ quan điểm này, giao diện SAS và SATA hoạt động giống nhau.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét các thông số chính của các ổ đĩa.

Màn biểu diễn
Giao thức SCSI. Giao thức SCSI được SAS sử dụng nhanh hơn và thực hiện nhiều hoạt động I / O đồng thời, hiệu quả hơn so với bộ lệnh ATA (SATA) song song.
Tăng tốc độ truyền dữ liệu - từ 6 Gb / s lên 12 Gb / s và sau đó lên đến 24 Gb / s. Giao diện SAS cho phép bạn tăng tốc độ truyền dữ liệu từ 6 Gb / s lên 12 Gb / s; Ngoài ra, có một lộ trình rõ ràng để tiếp tục tăng tốc độ lên 24 Gb / s. Giao diện SATA hiện hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 6 Gb / s và không có kế hoạch cụ thể nào để tăng tốc độ trong tương lai.
Hàng đợi lệnh được gắn thẻ. Hầu hết các ổ đĩa SAS đều hỗ trợ hàng đợi lệnh dài 128 (giới hạn giao thức là 65,536) để giảm độ trễ và cải thiện hiệu suất dưới khối lượng công việc cao. Xếp hàng lệnh phần cứng SATA chỉ hỗ trợ 32 lệnh.
Cổng kép và I / O đa kênh. Ổ đĩa SAS có cổng kép và hỗ trợ nhiều bộ khởi tạo trong hệ thống lưu trữ; do đó, I / O đa kênh và cân bằng tải có thể tăng hiệu suất. Giao diện SATA thiếu hỗ trợ đa bộ khởi tạo và hầu hết các ổ đĩa SATA không có cổng kép.
Truyền dữ liệu song công hoàn toàn. Ổ SAS hỗ trợ song công (truyền dữ liệu hai chiều), trong khi ổ SATA hỗ trợ bán song công (truyền dữ liệu một chiều).

Khả năng mở rộng
Nhiều ổ đĩa có thể được kết nối với một cổng. Giao diện SAS hỗ trợ bộ mở rộng cổng lên đến 255 thiết bị (cấu trúc hai tầng), vì vậy có thể kết nối tối đa 65.635 ổ đĩa với một cổng khởi tạo duy nhất. Giao diện SATA chỉ sử dụng kết nối điểm-điểm.
Sử dụng cáp kéo dài. Việc sử dụng các thiết bị SAS sẽ mang lại quá trình mở rộng trung tâm dữ liệu (data center) thuận tiện hơn, vì chúng cho phép sử dụng cáp đồng thụ động dài đến 10 m và cáp quang dài đến 100 m. SATA không cho phép sử dụng cáp dài hơn 2 mét .
Hiệu suất có thể mở rộng. Hiệu suất của ổ SSD SAS trong cấu hình RAID có khả năng mở rộng hơn ổ SATA.
Giao diện SATA tương thích. Bộ điều khiển lưu trữ bên ngoài SAS hỗ trợ ổ đĩa SATA, cho phép lưu trữ theo cấp độ bằng cách sử dụng cả ổ đĩa SAS và SATA trong một mảng duy nhất. Tuy nhiên, đến lượt mình, SATA không hỗ trợ ổ đĩa SAS.

Dữ liệu sẵn có cao
Cổng kép cho khả năng chịu lỗi. SAS hỗ trợ cổng kép, trong khi hầu hết các ổ đĩa SATA thì không.
Một số người khởi xướng. Giao diện SAS cho phép nhiều bộ điều khiển được kết nối với một bộ ổ cứng trong hệ thống lưu trữ để thay thế và chuyển đổi dự phòng nhanh chóng. Giao diện SATA không có khả năng này.
Cắm nóng. Ổ SAS và SATA có thể cắm nóng.

Tương tác với kiến ​​trúc hệ thống hiện đại hóa
Lộ trình mở rộng chức năng trong tương lai. Các nhà sản xuất thiết bị SAS có kế hoạch tăng tốc độ truyền dữ liệu lên 24 Gb / s và thậm chí có thể cao hơn, trong khi đối với SATA thì không có lộ trình như vậy và tốc độ truyền dữ liệu bị giới hạn ở giá trị hiện tại - 6 Gb / s. Với SAS, các doanh nghiệp có thể nâng cấp đội xe của mình lên các ổ đĩa nhanh hơn trong tương lai, đồng thời duy trì khả năng tương thích với các phiên bản trước được sử dụng trong cơ sở hạ tầng hiện có của họ.
SCSI. Vì hầu hết các ổ đĩa trong doanh nghiệp đều sử dụng bộ lệnh SCSI nên giao diện SAS vẫn tương thích với nhiều thế hệ hệ thống lưu trữ.

Ổ cứng SSD HGST được đặc trưng bởi hiệu suất cao trong suốt vòng đời của đĩa. Họ sử dụng các công nghệ Quản lý Flash nâng cao và CellCare tiên tiến để mang lại tốc độ đọc / ghi tuần tự và ngẫu nhiên cực nhanh. Ổ cứng thể rắn nhanh hơn nhiều so với ổ cứng, mặc dù theo thời gian, các tế bào bộ nhớ flash bị mòn và chậm lại, đặc biệt là khi số chu kỳ cài đặt / xóa tăng lên. Công nghệ Quản lý Flash nâng cao của HGST sử dụng các thuật toán cân bằng độ mòn truyền thống, cũng như các phương án phát hiện và sửa lỗi, khôi phục khối lỗi và loại bỏ dự phòng dữ liệu để tối đa hóa tuổi thọ, độ tin cậy và hiệu suất của SSD.

HGST CellCare là công nghệ điều khiển bộ nhớ flash độc quyền mang lại độ bền, hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị cấp doanh nghiệp với các chip logic mật độ cao, hiệu quả về chi phí cho các thiết bị flash. Công nghệ CellCare tự động giám sát các tế bào bộ nhớ khi chúng hao mòn và sử dụng các công nghệ tiên đoán để giảm thiểu sự hao mòn trên chip flash NAND bằng cách tạo phản hồi thích ứng giữa bộ nhớ flash và bộ điều khiển. Một khía cạnh quan trọng không kém của công nghệ Cellcare là khả năng kiểm soát tác động lão hóa của bộ nhớ flash và ngăn hiệu suất của ổ SSD chậm lại khi tuổi thọ của chúng tăng lên. Tính năng này của công nghệ Cellcare độc ​​đáo đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất cao trong suốt vòng đời của SSD HGST.

Hiện nay, chi phí lưu trữ dữ liệu đã tăng lên đáng kể do sự thay đổi của tỷ giá hối đoái, khi lựa chọn các thành phần của cơ sở hạ tầng CNTT, bạn phải sáng tạo và đưa ra các thỏa hiệp. Theo ý kiến ​​của chúng tôi, độ tin cậy đã được chứng minh nhiều lần và hiệu suất cao trong suốt thời gian sử dụng, chắc chắn cần được tính đến cùng với các yếu tố khác. Thật vậy, trong trung và dài hạn, một quyết định như vậy sẽ mang lại hiệu quả đầy đủ.

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục nói về ổ cứng SSD và xem xét các lợi thế khác của HGST trong lĩnh vực này.

Với sự ra đời của một số lượng đủ lớn các thiết bị ngoại vi SCSI (SAS) được đính kèm nối tiếp, chúng ta có thể nói rõ sự khởi đầu của quá trình chuyển đổi môi trường doanh nghiệp sang đường ray của công nghệ mới. Nhưng SAS không chỉ là công nghệ kế thừa lâu đời của công nghệ UltraSCSI, nó còn đang thúc đẩy những ứng dụng mới, đưa khả năng mở rộng của các hệ thống lên một tầm cao không thể tưởng tượng được. Chúng tôi quyết định chứng minh tiềm năng của SAS bằng cách xem xét kỹ công nghệ, bộ điều hợp máy chủ, ổ cứng và hệ thống lưu trữ.

SAS không phải là một công nghệ hoàn toàn mới: nó sử dụng những gì tốt nhất của cả hai thế giới. Phần đầu tiên của SAS là về giao tiếp nối tiếp, yêu cầu ít dây và chân vật lý hơn. Sự chuyển đổi từ truyền song song sang truyền nối tiếp cho phép thoát khỏi bus. Mặc dù thông số kỹ thuật SAS hiện tại xác định thông lượng ở 300 MB / s trên mỗi cổng, thấp hơn 320 MB / s của UltraSCSI, việc thay thế bus chia sẻ bằng kết nối điểm-điểm là một lợi thế đáng kể. Phần thứ hai của SAS là giao thức SCSI, vẫn mạnh mẽ và phổ biến.

SAS có thể sử dụng nhiều loại Các giống RAID... Các chương trình khổng lồ như Adaptec hoặc LSI Logic cung cấp các tính năng nâng cao để mở rộng, di chuyển, lồng ghép và hơn thế nữa, bao gồm các mảng RAID phân tán trên nhiều bộ điều khiển và ổ đĩa.

Cuối cùng, hầu hết các hành động được đề cập ngày hôm nay được thực hiện một cách nhanh chóng. Ở đây chúng ta nên làm nổi bật các sản phẩm xuất sắc AMCC / 3Ware , Cau và Broadcom / Raidcore cho phép chuyển chức năng cấp doanh nghiệp sang không gian SATA.

So với SATA, việc triển khai SCSI truyền thống đang mất dần vị thế trên tất cả các mặt, ngoại trừ các giải pháp doanh nghiệp cao cấp. SATA cung cấp ổ cứng phù hợp, có giá tốt và nhiều loại quyết định... Và đừng quên một tính năng SAS "thông minh" khác: nó dễ dàng phù hợp với các cơ sở hạ tầng SATA hiện có vì các bộ điều hợp máy chủ SAS hoạt động liền mạch với các ổ đĩa SATA. Nhưng bạn sẽ không thể kết nối ổ đĩa SAS với bộ điều hợp SATA.

Nguồn: Adaptec.

Trước tiên, có vẻ như đối với chúng ta, chúng ta nên lật lại lịch sử của SAS. Chuẩn SCSI (viết tắt của "small computer system interface") luôn được coi là một bus chuyên nghiệp để kết nối các thiết bị lưu trữ và một số thiết bị khác với máy tính. Ổ cứng cho máy chủ và máy trạm vẫn sử dụng công nghệ SCSI. Không giống như tiêu chuẩn ATA chính thống, chỉ cho phép hai ổ đĩa được kết nối với một cổng duy nhất, SCSI cho phép kết nối tối đa 15 thiết bị trên một bus duy nhất và cung cấp một giao thức lệnh mạnh mẽ. Các thiết bị phải có một ID SCSI duy nhất, có thể được chỉ định theo cách thủ công hoặc thông qua SCAM (Tự động cấu hình SCSI). Vì ID thiết bị cho các bus trên hai hoặc nhiều bộ điều hợp SCSI có thể không phải là duy nhất, Số đơn vị logic (LUN) đã được thêm vào để giúp xác định thiết bị trong môi trường SCSI phức tạp.

Phần cứng SCSI linh hoạt và đáng tin cậy hơn ATA (còn được gọi là IDE, Điện tử Truyền động Tích hợp). Các thiết bị có thể được kết nối cả bên trong máy tính và bên ngoài, và chiều dài cáp có thể lên đến 12 m, chỉ cần nó được kết nối đúng cách (để tránh phản xạ tín hiệu). Khi SCSI đã phát triển, nhiều tiêu chuẩn đã ra đời xác định các độ rộng bus, tốc độ đồng hồ, đầu nối và điện áp tín hiệu khác nhau (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). May mắn thay, tất cả chúng đều sử dụng cùng một bộ lệnh.

Mọi giao tiếp SCSI đều được thiết lập giữa bộ khởi tạo (bộ điều hợp máy chủ) gửi các lệnh và ổ đĩa đích phản hồi chúng. Ngay sau khi nhận được một tập hợp các lệnh, ổ đĩa đích sẽ gửi một cái gọi là mã cảm nhận (trạng thái: bận, lỗi hoặc rảnh), qua đó trình khởi tạo biết liệu anh ta có nhận được phản hồi mong muốn hay không.

Giao thức SCSI chỉ định gần 60 lệnh khác nhau. Chúng được chia thành bốn loại: không dữ liệu, hai chiều, đọc dữ liệu và ghi dữ liệu.

Những hạn chế của SCSI bắt đầu xuất hiện khi bạn thêm ổ đĩa vào bus. Ngày nay, bạn khó có thể tìm thấy một ổ cứng có khả năng sử dụng hết băng thông 320MB / s của Ultra320 SCSI. Nhưng năm hoặc nhiều ổ đĩa trên một xe buýt hoàn toàn là một vấn đề khác. Một tùy chọn sẽ là thêm bộ điều hợp máy chủ thứ hai để cân bằng tải, nhưng nó phải trả phí. Vấn đề với cáp cũng vậy: Cáp xoắn 80 dây rất đắt. Nếu bạn cũng muốn có các ổ đĩa có thể thay thế nóng, tức là dễ dàng thay thế ổ đĩa bị lỗi, thì bạn cần có thiết bị đặc biệt (bảng nối đa năng).

Tất nhiên, tốt nhất là đặt các ổ đĩa trong các giàn hoặc mô-đun riêng biệt, thường có thể thay thế nóng, cùng với các tính năng điều khiển tốt khác. Do đó, có nhiều giải pháp SCSI chuyên nghiệp hơn trên thị trường. Nhưng chúng đều có giá rất cao, đó là lý do tại sao tiêu chuẩn SATA lại phát triển rất nhanh trong những năm gần đây. Mặc dù SATA sẽ không bao giờ đáp ứng được nhu cầu của các hệ thống doanh nghiệp cao cấp, nhưng nó bổ sung cho SAS một cách hoàn hảo để tạo ra các giải pháp mới có thể mở rộng cho môi trường mạng thế hệ tiếp theo.

SAS không chia sẻ một bus trên nhiều thiết bị. Nguồn: Adaptec.

SATA

Bên trái là cổng kết nối SATA để truyền dữ liệu. Bên phải là đầu nối nguồn điện. Các chân đủ để cung cấp 3.3V, 5V và 12V cho mỗi ổ SATA.

Chuẩn SATA đã có mặt trên thị trường trong vài năm và ngày nay nó đã đạt đến thế hệ thứ hai. SATA I có thông lượng 1,5 Gbps với hai kết nối nối tiếp sử dụng tín hiệu vi sai điện áp thấp. Lớp vật lý sử dụng mã hóa 8/10 bit (10 bit thực tế cho 8 bit dữ liệu), điều này giải thích băng thông giao diện tối đa là 150 MB / s. Sau khi chuyển đổi từ SATA sang tốc độ 300 MB / s, nhiều người bắt đầu gọi tiêu chuẩn mới là SATA II, mặc dù với tiêu chuẩn hóa SATA-IO(Tổ chức Quốc tế) đã lên kế hoạch bổ sung nhiều tính năng hơn trước, và sau đó gọi nó là SATA II. Do đó, đặc điểm kỹ thuật mới nhất được gọi là SATA 2.5, nó bao gồm các phần mở rộng SATA như Hàng đợi lệnh gốc(NCQ) và eSATA (SATA bên ngoài), số nhân cổng (tối đa bốn ổ trên mỗi cổng), v.v. Nhưng các chức năng SATA bổ sung là tùy chọn cho cả bộ điều khiển và ổ cứng.

Hãy hy vọng rằng vào năm 2007, SATA III với tốc độ 600 MB / s vẫn sẽ được phát hành.

Trong khi cáp ATA (UltraATA) song song được giới hạn ở 46cm, thì cáp SATA có thể dài tới 1m và đối với eSATA, chúng có thể dài gấp đôi. Thay vì 40 hoặc 80 dây, truyền nối tiếp chỉ cần một tiếp điểm. Do đó, cáp SATA rất hẹp, dễ dàng chạy bên trong thùng máy tính và không cản trở luồng không khí nhiều. Cổng SATA dựa trên một thiết bị, cho phép giao diện này được phân loại là điểm-điểm.

Các đầu nối SATA cho dữ liệu và nguồn được cung cấp với các phích cắm riêng biệt.

SAS

Giao thức báo hiệu giống như giao thức của SATA. Nguồn: Adaptec.

Một tính năng hay của Serial Attached SCSI là công nghệ này hỗ trợ cả SCSI và SATA, nhờ đó bạn có thể kết nối ổ SAS hoặc SATA (hoặc cả hai) với bộ điều khiển SAS. Tuy nhiên, ổ đĩa SAS không thể hoạt động với bộ điều khiển SATA do Giao thức SCSI nối tiếp (SSP). Giống như SATA, SAS tuân theo kết nối điểm-điểm cho các ổ đĩa (300MB / s ngày nay) và với bộ mở rộng SAS (hoặc bộ mở rộng), nhiều ổ đĩa có thể được kết nối hơn các cổng SAS có sẵn. Ổ cứng SAS hỗ trợ hai cổng, mỗi cổng có ID SAS duy nhất của riêng nó, vì vậy bạn có thể sử dụng hai kết nối vật lý để cung cấp dự phòng bằng cách kết nối ổ đĩa với hai máy chủ khác nhau. Nhờ có STP (SATA Tunneling Protocol), bộ điều khiển SAS có thể giao tiếp với các ổ đĩa SATA được kết nối với bộ mở rộng.

Nguồn: Adaptec.

Nguồn: Adaptec.

Nguồn: Adaptec.

Tất nhiên, kết nối vật lý duy nhất của bộ mở rộng SAS với bộ điều khiển máy chủ có thể được coi là một nút cổ chai, vì vậy tiêu chuẩn cung cấp cho các cổng SAS rộng (wide). Một cổng rộng nhóm nhiều kết nối SAS thành một liên kết duy nhất giữa hai thiết bị SAS bất kỳ (thường là giữa bộ điều khiển máy chủ và bộ mở rộng / bộ mở rộng). Số lượng kết nối trong khuôn khổ giao tiếp có thể được tăng lên, tất cả phụ thuộc vào các yêu cầu đặt ra. Nhưng các kết nối dư thừa không được hỗ trợ, cũng như không thể cho phép bất kỳ vòng lặp hoặc vòng nào.

Nguồn: Adaptec.

Việc triển khai SAS trong tương lai sẽ thêm 600 và 1200 MB / s cho mỗi thông lượng cổng. Tất nhiên, hiệu suất của ổ cứng sẽ không tăng theo cùng một tỷ lệ, nhưng sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng bộ mở rộng trên một số ít cổng.

Các thiết bị có tên "Fan Out" và "Edge" là các thiết bị mở rộng. Nhưng chỉ bộ mở rộng Fan Out chính mới có thể hoạt động với miền SAS (xem liên kết 4x ở giữa sơ đồ). Cho phép tối đa 128 kết nối vật lý trên mỗi trình mở rộng Edge và bạn có thể sử dụng các cổng rộng và / hoặc kết nối các trình mở rộng / ổ đĩa khác. Cấu trúc liên kết có thể khá phức tạp, nhưng đồng thời linh hoạt và mạnh mẽ. Nguồn: Adaptec.

Nguồn: Adaptec.

Bảng nối đa năng là khối xây dựng cơ bản của bất kỳ hệ thống lưu trữ nào cần có khả năng cắm nóng. Do đó, các bộ mở rộng SAS thường liên quan đến các giàn khoan mạnh (trong một gói đơn lẻ hoặc không). Thông thường, một liên kết duy nhất được sử dụng để kết nối một snap-in đơn giản với bộ điều hợp máy chủ. Tất nhiên, các trình mở rộng có snap-in tích hợp dựa trên các kết nối đa kênh.

Có ba loại cáp và đầu nối được thiết kế cho SAS. SFF-8484 là cáp bên trong nhiều lõi kết nối bộ điều hợp máy chủ với giàn. Về nguyên tắc, có thể đạt được điều tương tự bằng cách tách cáp này ở một đầu thành nhiều đầu nối SAS riêng biệt (xem hình minh họa bên dưới). SFF-8482 là đầu nối kết nối ổ đĩa với một giao diện SAS duy nhất. Cuối cùng, SFF-8470 là một cáp đa lõi bên ngoài, dài tới sáu mét.

Nguồn: Adaptec.

Cáp SFF-8470 cho các kết nối đa kênh SAS bên ngoài.

Cáp bện SFF-8484. Bốn kênh / cổng SAS đi qua một đầu nối.

Cáp SFF-8484 để kết nối bốn ổ đĩa SATA.

SAS như một phần của các giải pháp SAN

Tại sao chúng ta cần tất cả thông tin này? Hầu hết người dùng thậm chí sẽ không đến gần với cấu trúc liên kết SAS mà chúng ta đã thảo luận ở trên. Nhưng SAS không chỉ là một giao diện thế hệ tiếp theo dành cho ổ cứng chuyên nghiệp, mặc dù nó lý tưởng để xây dựng các mảng RAID đơn giản và phức tạp dựa trên một hoặc nhiều bộ điều khiển RAID. SAS có thể làm được nhiều hơn thế. Đây là giao diện nối tiếp điểm-điểm có thể mở rộng quy mô dễ dàng khi bạn thêm số lượng liên kết giữa hai thiết bị SAS bất kỳ. Ổ đĩa SAS có hai cổng, vì vậy bạn có thể kết nối một cổng thông qua bộ mở rộng với hệ thống máy chủ, sau đó tạo đường dẫn sao lưu đến hệ thống máy chủ khác (hoặc bộ mở rộng khác).

Giao tiếp giữa bộ điều hợp SAS và bộ mở rộng (và cả giữa hai bộ mở rộng) có thể rộng như có sẵn các cổng SAS. Bộ mở rộng thường là hệ thống giá đỡ có thể chứa một số lượng lớn ổ đĩa và khả năng kết nối SAS với thiết bị ngược dòng trong hệ thống phân cấp (ví dụ: bộ điều khiển máy chủ) chỉ bị giới hạn bởi khả năng của bộ mở rộng.

Với cơ sở hạ tầng chức năng và phong phú, SAS cho phép bạn tạo cấu trúc liên kết lưu trữ phức tạp, thay vì ổ cứng chuyên dụng hoặc lưu trữ mạng riêng biệt. Trong trường hợp này, "phức tạp" không có nghĩa là khó làm việc với cấu trúc liên kết như vậy. Cấu hình SAS bao gồm các phần đính vào đĩa đơn giản hoặc sử dụng bộ mở rộng. Bất kỳ liên kết SAS nào cũng có thể được mở rộng hoặc thu hẹp, tùy thuộc vào yêu cầu băng thông. Bạn có thể sử dụng cả ổ cứng SAS mạnh mẽ và các mô hình SATA lớn. Cùng với bộ điều khiển RAID mạnh mẽ, bạn có thể dễ dàng cấu hình, mở rộng hoặc cấu hình lại các mảng dữ liệu - cả về cấp độ RAID và từ phía phần cứng.

Tất cả những điều này trở nên quan trọng hơn khi bạn xem xét tốc độ phát triển của bộ nhớ lưu trữ của công ty. Ngày nay mọi người đều nói về SAN - một mạng khu vực lưu trữ. Nó ngụ ý một tổ chức phi tập trung của hệ thống con lưu trữ với các máy chủ truyền thống, sử dụng lưu trữ vật lý từ xa. Trên các mạng Gigabit Ethernet hoặc Fibre Channel hiện có, một giao thức SCSI được sửa đổi một chút được khởi chạy, gói gọn trong các gói Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). Một hệ thống chạy từ một ổ cứng duy nhất đến các mảng RAID lồng nhau phức tạp sẽ trở thành một cái gọi là đích (target) và được gắn với bộ khởi tạo (hệ thống máy chủ, bộ khởi tạo), đối xử với mục tiêu như thể nó chỉ là một phần tử vật lý.

Tất nhiên, iSCSI cho phép bạn tạo chiến lược phát triển lưu trữ, tổ chức dữ liệu hoặc kiểm soát truy cập. Chúng tôi đạt được mức độ linh hoạt khác bằng cách loại bỏ bộ nhớ gắn trực tiếp, cho phép bất kỳ hệ thống con bộ lưu trữ nào trở thành mục tiêu iSCSI. Chuyển sang lưu trữ bên ngoài trang web làm cho hệ thống độc lập với các máy chủ lưu trữ (điểm hỏng hóc nghiêm trọng) và cải thiện khả năng quản lý phần cứng. Từ quan điểm phần mềm, bộ nhớ vẫn ở "bên trong" máy chủ. Mục tiêu và trình khởi tạo iSCSI có thể được đặt gần đó, trên các tầng khác nhau, trong các phòng hoặc tòa nhà khác nhau - tất cả phụ thuộc vào chất lượng và tốc độ của kết nối IP giữa chúng. Từ quan điểm này, điều quan trọng cần lưu ý là SAN kém phù hợp với các yêu cầu của các ứng dụng trực tuyến như cơ sở dữ liệu.

Ổ cứng 2,5 "SAS

Ổ cứng 2,5 "cho giới chuyên nghiệp vẫn được coi là mới. Chúng tôi đã xem xét ổ cứng đầu tiên như vậy từ Seagate từ khá lâu rồi - 2.5 "Ultra320 Savvio mà đã để lại một ấn tượng tốt. Tất cả các ổ đĩa 2,5 "SCSI sử dụng tốc độ trục chính 10.000 vòng / phút, nhưng chúng không phù hợp với mức hiệu suất của các ổ đĩa 3,5" ở cùng tốc độ trục chính. Thực tế là các rãnh bên ngoài của các mô hình 3,5 "quay với tốc độ tuyến tính cao hơn, mang lại tốc độ truyền dữ liệu cao hơn.

Ưu điểm của ổ cứng nhỏ cũng không nằm ở dung lượng: ngày nay đối với họ mức tối đa vẫn là 73 GB, trong khi ở ổ cứng doanh nghiệp 3.5 "chúng ta đã có 300 GB. Trong nhiều lĩnh vực, tỷ lệ hiệu suất trên dung lượng chiếm dụng. âm lượng là rất quan trọng. hoặc hiệu quả năng lượng. Bạn càng sử dụng nhiều ổ cứng, bạn càng gặt hái được nhiều hiệu suất - tất nhiên là kết hợp với cơ sở hạ tầng thích hợp. Và ổ 2,5 "tiêu thụ gần một nửa điện năng của các đối thủ cạnh tranh 3,5". Hiệu suất trên mỗi watt (I / O hoạt động trên mỗi watt), hệ số hình thức 2,5 "cho kết quả rất tốt.

Nếu dung lượng là mối quan tâm hàng đầu của bạn, ổ 3,5 "10.000 RPM không chắc là lựa chọn tốt nhất. Thực tế là ổ SATA 3,5" cung cấp thêm 66% dung lượng (500 thay vì 300 GB cho ổ cứng) trong khi vẫn giữ mức hiệu suất ở mức chấp nhận được. Nhiều nhà sản xuất ổ cứng cung cấp các mô hình SATA để hoạt động 24/7 và giá của ổ đĩa đã được giảm xuống mức tối thiểu. Các vấn đề về độ tin cậy có thể được giải quyết bằng cách mua các ổ đĩa dự phòng để thay thế ngay lập tức trong mảng.

Dòng MAY đại diện cho thế hệ ổ đĩa chuyên nghiệp 2,5 "hiện tại của Fujitsu. Tốc độ quay 10.025 vòng / phút, dung lượng 36,7 GB và 73,5 GB. Tất cả các ổ đều có bộ nhớ đệm 8 MB và thời gian tìm kiếm đọc trung bình. 4,0 ms và 4,5 ms ghi Như chúng tôi đã đề cập , một đặc điểm hay của ổ cứng 2.5 ”là giảm tiêu thụ điện năng. Thông thường, một ổ cứng 2,5 "có thể tiết kiệm ít nhất 60% năng lượng so với ổ 3,5".

Ổ cứng 3.5 "SAS

Bên dưới MAX là dòng ổ cứng hiệu suất cao 15.000 vòng / phút hiện tại của Fujitsu. Vì vậy, tên là khá nhất quán. Không giống như ổ 2,5 ", chúng tôi nhận được 16MB bộ nhớ đệm khổng lồ và thời gian tìm kiếm trung bình ngắn 3,3ms để đọc và 3,8ms để ghi. Fujitsu cung cấp các mẫu 36,7GB, 73,4GB và 146GB.

Vòng bi thủy động học đã đến được với ổ cứng cấp doanh nghiệp, do đó, các mô hình mới chạy êm hơn đáng kể so với các mô hình trước đó ở tốc độ 15.000 vòng / phút. Tất nhiên, các ổ cứng này cần được làm mát đúng cách và phần cứng cũng đảm bảo điều đó.

Hitachi Global Storage Technologies cũng cung cấp dòng giải pháp hiệu suất cao của riêng mình. UltraStar 15K147 chạy ở tốc độ 15.000 vòng / phút và có bộ nhớ đệm 16 MB, giống như ổ Fujitsu, nhưng cấu hình đĩa khác nhau. Kiểu 36,7 GB sử dụng hai đĩa chứ không phải một đĩa và kiểu 73,4 GB sử dụng ba đĩa chứ không phải hai. Điều này cho thấy mật độ dữ liệu thấp hơn, nhưng thiết kế này, trên thực tế, loại bỏ việc sử dụng các khu vực bên trong, chậm nhất của đĩa. Do đó, các đầu phải di chuyển ít hơn, mang lại thời gian truy cập trung bình tốt hơn.

Hitachi cũng cung cấp các mẫu 36,7GB, 73,4GB và 147GB với thời gian tìm kiếm (đọc) hẹn giờ là 3,7 mili giây.

Mặc dù Maxtor đã trở thành một phần của Seagate, nhưng các dòng sản phẩm của công ty vẫn còn nguyên vẹn. Nhà sản xuất cung cấp các mẫu 36, 73 và 147 GB, tất cả đều khác nhau ở tốc độ trục chính 15.000 vòng / phút và bộ nhớ đệm 16 MB. Công ty tuyên bố thời gian tìm kiếm trung bình là 3,4 mili giây cho lần đọc và 3,8 mili giây để ghi.

Cheetah từ lâu đã gắn liền với ổ cứng hiệu suất cao. Seagate đã có thể tạo ra mối liên hệ tương tự với Barracuda trong phân khúc máy tính để bàn với ổ đĩa máy tính để bàn 7200 RPM đầu tiên vào năm 2000.

Có sẵn ở các mẫu 36,7 GB, 73,4 GB và 146,8 GB. Tất cả chúng khác nhau ở tốc độ trục chính 15.000 vòng / phút và bộ nhớ đệm 8 MB. Thời gian tìm kiếm trung bình để đọc là 3,5 mili giây và để ghi 4,0 mili giây.

Bộ điều hợp máy chủ

Không giống như bộ điều khiển SATA, các thành phần SAS chỉ có thể được tìm thấy trên bo mạch chủ cấp máy chủ hoặc dưới dạng thẻ mở rộng cho PCI-X hoặc PCI Express... Nếu chúng ta tiến thêm một bước nữa và xem xét các bộ điều khiển RAID (Mảng dự phòng của ổ đĩa không tốn kém), vì độ phức tạp của chúng, phần lớn chúng được bán dưới dạng các thẻ riêng biệt. Thẻ RAID không chỉ chứa bản thân bộ điều khiển mà còn chứa một chip để tăng tốc tính toán thông tin dư thừa (công cụ XOR), cũng như bộ nhớ đệm. Đôi khi, một lượng nhỏ bộ nhớ được hàn vào thẻ (thường là 128 MB), nhưng một số thẻ cho phép mở rộng bằng DIMM hoặc SO-DIMM.

Khi chọn bộ điều hợp máy chủ hoặc bộ điều khiển RAID, bạn nên rõ ràng về những gì bạn cần. Hàng loạt thiết bị mới đang phát triển ngay trước mắt chúng ta. Các bộ điều hợp máy chủ đa cổng đơn giản tương đối rẻ, trong khi thẻ RAID mạnh thì đắt. Cân nhắc nơi bạn sẽ đặt ổ đĩa của mình: bộ nhớ ngoài yêu cầu ít nhất một đầu nối bên ngoài. Máy chủ Rack thường yêu cầu thẻ cấu hình thấp.

Nếu bạn cần RAID, hãy quyết định xem bạn có sử dụng tính năng tăng tốc phần cứng hay không. Một số thẻ RAID sử dụng tài nguyên CPU để tính toán XOR cho RAID 5 hoặc 6; những người khác sử dụng công cụ XOR phần cứng của riêng họ. Tăng tốc RAID được khuyến nghị cho các môi trường mà máy chủ không chỉ lưu trữ dữ liệu, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu hoặc máy chủ web.

Tất cả các thẻ bộ điều hợp máy chủ mà chúng tôi đã trình bày trong bài viết của mình đều hỗ trợ tốc độ 300 MB / s trên mỗi cổng SAS và cho phép triển khai cơ sở hạ tầng lưu trữ rất linh hoạt. Bạn sẽ không làm bất kỳ ai ngạc nhiên với các cổng bên ngoài ngày hôm nay và hãy xem xét sự hỗ trợ cho cả ổ cứng SAS và SATA. Cả ba thẻ đều sử dụng giao tiếp PCI-X, nhưng các phiên bản PCI Express đã được phát triển.

Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi đã chú ý đến thẻ có tám cổng, nhưng số lượng ổ cứng được kết nối không giới hạn ở đó. Với bộ mở rộng SAS (bên ngoài), bạn có thể kết nối bất kỳ bộ nhớ nào. Miễn là đủ 4 làn, bạn có thể mở rộng số lượng ổ cứng lên đến 122. Do chi phí hiệu suất khi tính toán thông tin chẵn lẻ của RAID 5 hoặc RAID 6, bộ lưu trữ RAID bên ngoài thông thường sẽ không thể tải đủ băng thông bốn làn, ngay cả với một số lượng lớn các ổ đĩa.

48300 là bộ điều hợp máy chủ SAS cho bus PCI-X. Thị trường máy chủ tiếp tục bị thống trị bởi PCI-X, mặc dù ngày càng có nhiều bo mạch chủ được trang bị giao tiếp PCI Express.

Adaptec SAS 48300 sử dụng giao tiếp PCI-X ở tốc độ 133 MHz cho băng thông 1,06 GB / s. Đủ nhanh nếu bus PCI-X không được tải bởi các thiết bị khác. Nếu bạn bao gồm một thiết bị chậm hơn trên bus, thì tất cả các thẻ PCI-X khác sẽ chậm lại với cùng tốc độ. Vì mục đích này, một số bộ điều khiển PCI-X đôi khi được cài đặt trên bo mạch.

Adaptec đang định vị SAS 4800 cho các máy chủ và máy trạm tầm trung đến cấp thấp. MSRP là $ 360, khá hợp lý. Hỗ trợ Adaptec HostRAID để di chuyển sang các mảng RAID đơn giản nhất. Trong trường hợp này, đây là các mức RAID 0, 1 và 10. Thẻ hỗ trợ kết nối SFF8470 bốn kênh bên ngoài, cũng như đầu nối SFF8484 bên trong được ghép nối với cáp cho bốn thiết bị SAS, nghĩa là, chúng tôi nhận được tổng cộng tám các cổng.

Thẻ phù hợp với máy chủ rack 2U có nắp đậy khe cắm cấu hình thấp. Gói này cũng bao gồm một đĩa CD với trình điều khiển, hướng dẫn cài đặt nhanh và cáp SAS bên trong, qua đó bạn có thể kết nối tối đa bốn ổ đĩa hệ thống với thẻ.

Trình phát SAS LSI Logic đã gửi cho chúng tôi bộ điều hợp máy chủ SAS3442X PCI-X, đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Adaptec SAS 48300. Nó đi kèm với tám cổng SAS được phân chia giữa hai giao diện bốn làn. Trái tim của thẻ là chip LSI SAS1068. Một trong những giao diện dành cho các thiết bị bên trong, giao diện thứ hai dành cho DAS bên ngoài (Bộ lưu trữ đính kèm trực tiếp). Bo mạch sử dụng giao tiếp bus PCI-X 133.

Như thường lệ, 300 MB / s được hỗ trợ cho ổ SATA và SAS. Có 16 đèn LED trên bảng điều khiển. Tám trong số đó là đèn LED hoạt động đơn giản và tám đèn khác được thiết kế để báo cáo sự cố hệ thống.

LSI SAS3442X là một card cấu hình thấp nên nó dễ dàng phù hợp với bất kỳ máy chủ rack 2U nào.

Lưu ý hỗ trợ trình điều khiển cho Linux, Netware 5.1 và 6, Windows 2000 và Server 2003 (x64), Windows XP (x64) và Solaris lên đến 2.10. Không giống như Adaptec, LSI đã quyết định không thêm hỗ trợ cho bất kỳ chế độ RAID nào.

Bộ điều hợp RAID

SAS RAID4800SAS là giải pháp của Adaptec cho các môi trường SAS phức tạp hơn và có thể được sử dụng cho các máy chủ ứng dụng, máy chủ phát trực tuyến, v.v. Trước chúng ta, một lần nữa, một thẻ tám cổng, với một kết nối SAS bốn làn bên ngoài và hai giao diện bốn làn bên trong. Nhưng nếu kết nối bên ngoài được sử dụng, thì chỉ có một giao diện bốn kênh còn lại từ các giao diện bên trong.

Thẻ cũng được thiết kế cho PCI-X 133, cung cấp đủ băng thông cho cả những cấu hình RAID khắt khe nhất.

Liên quan đến các chế độ RAID, ở đây SAS RAID 4800 dễ dàng vượt qua "người anh em" của mình: RAID cấp 0, 1, 10, 5, 50 được hỗ trợ theo mặc định, nếu bạn có đủ số lượng ổ đĩa. Không giống như 48300, Adaptec đã bao gồm hai cáp SAS để bạn có thể kết nối ngay lập tức tám ổ cứng với bộ điều khiển. Không giống như 48300, thẻ yêu cầu một khe cắm PCI-X có chiều dài đầy đủ.

Nếu bạn quyết định nâng cấp thẻ của mình lên Adaptec Bộ bảo vệ dữ liệu nâng cao thì bạn có thể nâng cấp lên các chế độ RAID dự phòng kép (6, 60) và một loạt các tính năng cấp doanh nghiệp như ổ đĩa nhân bản sọc (RAID 1E), giãn cách nóng (RAID 5EE) và dự phòng sao chép nóng. Adaptec Storage Manager là một tiện ích dựa trên trình duyệt quản lý tất cả các bộ điều hợp Adaptec.

Adaptec cung cấp trình điều khiển cho Windows Server 2003 (và x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 và 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 và 9, và FreeBSD.

SAS snap-in

335SAS là thiết bị gắn liền cho bốn ổ đĩa SAS hoặc SATA, nhưng phải được cắm vào bộ điều khiển SAS. Quạt 120mm giúp ổ đĩa luôn mát mẻ. Bạn cũng sẽ phải kết nối hai phích cắm nguồn Molex với giàn.

Adaptec đã bao gồm một cáp I2C có thể được sử dụng để điều khiển dụng cụ thông qua một bộ điều khiển thích hợp. Nhưng điều này sẽ không hoạt động với ổ đĩa SAS. Một cáp LED bổ sung được thiết kế để báo hiệu hoạt động của các ổ đĩa, nhưng, một lần nữa, chỉ dành cho các ổ đĩa SATA. Phạm vi phân phối cũng bao gồm cáp SAS bên trong cho bốn ổ đĩa, vì vậy cáp bốn kênh bên ngoài sẽ đủ để kết nối các ổ đĩa. Nếu bạn muốn sử dụng ổ đĩa SATA, bạn sẽ phải sử dụng bộ điều hợp SAS sang SATA.

Giá bán lẻ $ 369 không hề rẻ. Nhưng bạn sẽ có được một giải pháp chắc chắn và đáng tin cậy.

Bộ nhớ SAS

SANbloc S50 là giải pháp ổ đĩa 12 cấp doanh nghiệp. Bạn sẽ nhận được một vỏ tủ rackmount 2U kết nối với bộ điều khiển SAS. Đây là một trong những ví dụ điển hình về các giải pháp SAS có thể mở rộng. 12 ổ đĩa có thể là SAS hoặc SATA. Hoặc tưởng tượng một hỗn hợp của cả hai. Bộ mở rộng tích hợp có thể sử dụng một hoặc hai giao diện SAS 4 làn để kết nối S50 với bộ điều hợp máy chủ hoặc bộ điều khiển RAID. Vì đây rõ ràng là một giải pháp chuyên nghiệp, nó được trang bị hai nguồn điện (có dự phòng).

Nếu bạn đã mua bộ điều hợp máy chủ Adaptec SAS, bạn có thể dễ dàng kết nối nó với S50 và sử dụng Trình quản lý lưu trữ Adaptec để quản lý ổ đĩa của mình. Nếu bạn cài đặt ổ cứng SATA 500 GB, thì chúng tôi sẽ nhận được 6 TB dung lượng lưu trữ. Nếu chúng ta sử dụng ổ SAS 300 GB, thì dung lượng là 3,6 TB. Vì bộ mở rộng được kết nối với bộ điều khiển máy chủ bằng hai giao diện bốn kênh, chúng tôi nhận được băng thông 2,4 GB / s, là quá đủ cho bất kỳ loại mảng nào. Nếu bạn cài đặt 12 ổ đĩa trong một mảng RAID0, thì thông lượng tối đa chỉ là 1,1 GB / s. Vào giữa năm nay, Adaptec hứa hẹn sẽ tung ra một phiên bản sửa đổi một chút với hai đơn vị SAS I / O độc lập.

SANbloc S50 có chức năng giám sát tự động và điều khiển tốc độ quạt tự động. Có, thiết bị này quá lớn, vì vậy chúng tôi đã yên tâm đưa nó ra khỏi phòng thí nghiệm sau khi các bài kiểm tra hoàn thành. Thông báo lỗi ổ đĩa được gửi đến bộ điều khiển qua SES-2 (Dịch vụ Bao vây SCSI) hoặc qua giao diện vật lý I2C.

Nhiệt độ hoạt động cho bộ truyền động là 5-55 ° C và cho phụ kiện là 0-40 ° C.

Vào đầu các thử nghiệm của chúng tôi, chúng tôi nhận được thông lượng cao nhất chỉ 610 MB / s. Bằng cách hoán đổi cáp giữa S50 và bộ điều khiển máy chủ Adaptec, chúng tôi vẫn có thể đạt được 760 MB / s. Chúng tôi đã sử dụng bảy ổ cứng để tải hệ thống ở chế độ RAID 0. Sự gia tăng số lượng ổ cứng không dẫn đến việc tăng thông lượng.

Kiểm tra cấu hình

Giao diện SAS.

SAS hoặc Giao diện SCSI đính kèm nối tiếp cung cấp kết nối giao diện vật lý, tương tự như SATA, thiết bị, SCSI điều khiển bằng lệnh... Đang có tương thích ngược với SATA, nó giúp bạn có thể kết nối qua giao diện này với bất kỳ thiết bị nào được điều khiển bởi bộ lệnh SCSI - không chỉ ổ cứng, mà còn cả máy quét, máy in, v.v. So với SATA, SAS cung cấp cấu trúc liên kết nâng cao hơn, cho phép kết nối song song một thiết bị bằng cách hai hoặc nhiều kênh. Bộ mở rộng bus cũng được hỗ trợ, cho phép nhiều thiết bị SAS được kết nối với một cổng duy nhất.

Giao thức SAS được phát triển và duy trì bởi ủy ban T10. SAS được thiết kế để giao tiếp với các thiết bị như ổ đĩa cứng, ổ đĩa quang và các thiết bị tương tự. SAS sử dụng giao diện nối tiếp để lưu trữ gắn trực tiếp và tương thích với SATA. Mặc dù SAS sử dụng giao diện nối tiếp trái ngược với giao diện song song được sử dụng bởi SCSI truyền thống, các lệnh SCSI vẫn được sử dụng để điều khiển các thiết bị SAS. Các lệnh (Hình 1) được gửi đến thiết bị SCSI là một chuỗi các byte của một cấu trúc cụ thể (các khối mô tả lệnh).

Lúa gạo. 1.

Một số lệnh được kèm theo một "khối tham số" bổ sung, theo sau khối mô tả lệnh, nhưng đã được truyền dưới dạng "dữ liệu".

Một hệ thống giao diện SAS điển hình bao gồm các thành phần sau:

1) Người khởi xướng. Bộ khởi tạo là một thiết bị tạo ra các yêu cầu dịch vụ cho các thiết bị đích và nhận các xác nhận khi các yêu cầu được thực hiện.

2) Nhắm mục tiêu thiết bị... Thiết bị đích chứa các khối logic và các cổng đích nhận các yêu cầu dịch vụ, thực thi chúng; sau khi quá trình xử lý yêu cầu hoàn tất, xác nhận về việc thực hiện yêu cầu sẽ được gửi đến người khởi tạo yêu cầu. Thiết bị đích có thể là một ổ cứng riêng biệt hoặc toàn bộ mảng đĩa.

3) Hệ thống con cung cấp dữ liệu... Nó là một phần của hệ thống I / O truyền dữ liệu giữa thiết bị khởi tạo và thiết bị đích. Thông thường, hệ thống con cung cấp dữ liệu bao gồm các cáp kết nối bộ khởi tạo và thiết bị đích. Ngoài ra, ngoài cáp, hệ thống con cung cấp dữ liệu có thể bao gồm bộ mở rộng SAS.

3.1) Bộ mở rộng. Bộ mở rộng SAS là thiết bị là một phần của hệ thống con cung cấp dữ liệu và có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị SAS, chẳng hạn, bằng cách cho phép nhiều thiết bị đích SAS được kết nối với một cổng khởi tạo duy nhất. Kết nối bộ mở rộng hoàn toàn trong suốt với các thiết bị mục tiêu.

SAS hỗ trợ kết nối các thiết bị SATA. SAS sử dụng giao thức nối tiếp để truyền dữ liệu giữa nhiều thiết bị và do đó sử dụng ít đường tín hiệu hơn. SAS sử dụng các lệnh SCSI để điều khiển và giao tiếp với các thiết bị mục tiêu. Giao diện SAS sử dụng kết nối điểm - điểm - mỗi thiết bị được kết nối với bộ điều khiển bằng một kênh chuyên dụng. Không giống như SCSI, người dùng không cần phải chấm dứt SAS. Giao diện SCSI sử dụng một bus chung - tất cả các thiết bị được kết nối với cùng một bus và chỉ một thiết bị có thể hoạt động với bộ điều khiển tại một thời điểm. Trong SCSI, tốc độ truyền thông tin trên các đường khác nhau tạo nên giao diện song song có thể khác nhau. Giao diện SAS không có nhược điểm này. SAS hỗ trợ một số lượng rất lớn thiết bị, trong khi giao diện SCSI hỗ trợ 8, 16 hoặc 32 thiết bị trên bus. SAS hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao (1,5, 3,0 hoặc 6,0 Gbps). Tốc độ này có thể đạt được bằng cách truyền thông tin trên mỗi kết nối, trong khi trên bus SCSI, băng thông của bus được chia cho tất cả các thiết bị được kết nối với nó.

SATA sử dụng bộ lệnh ATA và hỗ trợ ổ cứng và ổ đĩa quang, trong khi SAS hỗ trợ nhiều loại thiết bị hơn, bao gồm ổ cứng, máy quét và máy in. Các thiết bị SATA được xác định bằng số cổng của bộ điều khiển giao diện SATA, trong khi các thiết bị SAS được xác định bằng số nhận dạng WWN (World Wide Name) của chúng. Thiết bị SATA (phiên bản 1) không hỗ trợ hàng đợi lệnh, trong khi thiết bị SAS hỗ trợ hàng đợi lệnh được gắn thẻ. Các thiết bị SATA từ phiên bản 2 hỗ trợ hàng đợi lệnh riêng (NCQ).

Phần cứng SAS giao tiếp với các thiết bị mục tiêu trên một số dòng độc lập, giúp tăng khả năng chịu lỗi của hệ thống (giao diện SATA không có tùy chọn như vậy). Đồng thời, giao diện SATA phiên bản 2 sử dụng các bộ sao chép cổng để đạt được khả năng tương tự.

SATA chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng không quan trọng như máy tính gia đình. Giao diện SAS, do độ tin cậy của nó, có thể được sử dụng trong các máy chủ quan trọng. Phát hiện lỗi và xử lý lỗi được định nghĩa trong SAS tốt hơn nhiều so với trong SATA. SAS được coi là một tập hợp siêu của SATA và không cạnh tranh với nó.

Đầu nối SAS nhỏ hơn nhiều so với đầu nối SCSI song song truyền thống, do đó có thể sử dụng đầu nối SAS để kết nối với ổ đĩa 2,5 inch nhỏ gọn. SAS hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu từ 3Gbps đến 10Gbps. Có một số tùy chọn cho đầu nối SAS:

SFF 8482 - một biến thể tương thích với đầu nối giao diện SATA;

SFF 8484 - đầu nối bên trong với các tiếp điểm đóng gói chặt chẽ; cho phép bạn kết nối tối đa 4 thiết bị;

SFF 8470 - đầu nối với các tiếp điểm đóng gói chặt chẽ để kết nối các thiết bị bên ngoài; cho phép bạn kết nối tối đa 4 thiết bị;

SFF 8087 - đầu nối Molex iPASS rút gọn, chứa một đầu nối để kết nối tối đa 4 thiết bị bên trong; Hỗ trợ 10 Gbps;

SFF 8088 - đầu nối Molex iPASS rút gọn, chứa một đầu nối để kết nối tối đa 4 thiết bị bên ngoài; Hỗ trợ tốc độ 10Gbps.

Đầu nối SFF 8482 cho phép bạn kết nối thiết bị SATA với bộ điều khiển SAS, loại bỏ nhu cầu cài đặt thêm bộ điều khiển SATA chỉ vì bạn cần kết nối ổ ghi DVD chẳng hạn. Ngược lại, các thiết bị SAS không thể được kết nối với giao diện SATA và một đầu nối được cài đặt trên chúng để ngăn chúng kết nối với giao diện SATA.

Tại sao SAS?

SCSI đính kèm nối tiếp không chỉ là một triển khai nối tiếp của giao thức SCSI. Nó làm được nhiều việc hơn là chỉ chuyển các chức năng SCSI như TCQ (Tagged Command Queuing) thông qua một trình kết nối mới. Nếu chúng ta muốn sự đơn giản nhất, thì chúng ta sẽ sử dụng giao diện Serial ATA (SATA), là một kết nối điểm-điểm đơn giản giữa máy chủ và thiết bị cuối như ổ cứng.

Nhưng SAS dựa trên mô hình đối tượng xác định "miền SAS" - một hệ thống cung cấp dữ liệu có thể bao gồm bộ mở rộng tùy chọn và các điểm cuối SAS như ổ cứng và bộ điều hợp bus chủ (HBA). Từ SATA, các thiết bị SAS có thể có nhiều cổng, mỗi người trong số đó có thể sử dụng nhiều kết nối vật lý để cung cấp kết nối SAS nhanh hơn (rộng hơn). dễ hiểu là cung cấp nhiều tùy chọn cho các giải pháp lưu trữ dự phòng hoặc hiệu suất cao và SAS cũng hỗ trợ Giao thức đường hầm SATA (STP), cho phép các thiết bị SATA được kết nối với bộ điều khiển SAS.

Chuẩn SAS thế hệ thứ hai tăng tốc độ kết nối từ 3 Gbps lên 6 Gbps. Tốc độ tăng này rất quan trọng đối với các môi trường phức tạp, nơi yêu cầu hiệu suất cao do lưu trữ tốc độ cao. Phiên bản mới của SAS cũng nhằm mục đích giảm độ phức tạp của hệ thống cáp và số lượng kết nối trên mỗi Gbps băng thông, tăng độ dài cáp có thể và cải thiện hiệu suất của các bộ mở rộng (khoanh vùng và tự động phát hiện). Dưới đây chúng tôi sẽ nói về những thay đổi này một cách chi tiết.

Tốc độ SAS lên đến 6Gbps

Để mang lại lợi ích của SAS cho nhiều đối tượng hơn, Hiệp hội Thương mại SCSI (SCSI TA) đã trình bày một hướng dẫn về công nghệ SAS tại Hội nghị Thế giới Mạng Lưu trữ vào đầu năm nay ở Orlando, Florida. Cái gọi là SAS Plugfest, giới thiệu hiệu suất, khả năng tương thích và các tính năng SAS 6 Gbps, đã diễn ra trước đó vào tháng 11 năm 2008. LSI và Seagate là những người đầu tiên trên thị trường giới thiệu phần cứng tương thích với 6Gb / s SAS, nhưng các nhà cung cấp khác cũng sẽ sớm bắt kịp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét hiện trạng của công nghệ SAS và một số thiết bị mới.

Các chức năng và khái niệm cơ bản của SAS

Các nguyên tắc cơ bản của SAS

Không giống như SATA, SAS hoạt động song công, cung cấp băng thông đầy đủ theo cả hai hướng. Như đã đề cập trước đó, các kết nối SAS luôn được thiết lập qua các kết nối vật lý bằng cách sử dụng các địa chỉ thiết bị duy nhất. Ngược lại, SATA chỉ có thể định địa chỉ số cổng.

Mỗi địa chỉ SAS có thể chứa nhiều giao diện lớp vật lý (PHY), cho phép kết nối rộng hơn qua cáp InfiniBand (SFF-8470) hoặc mini-SAS (SFF-8087 và -8088). Thông thường, bốn giao diện SAS, với một PHY, mỗi giao diện được kết hợp thành một giao diện SAS rộng đã kết nối với thiết bị SAS. Giao tiếp cũng có thể được thực hiện thông qua bộ mở rộng, hoạt động giống như thiết bị chuyển mạch hơn là thiết bị SAS.

Các tính năng như phân vùng giờ đây cho phép quản trị viên liên kết các thiết bị SAS cụ thể với trình khởi tạo. Đây là lúc mà thông lượng SAS 6 Gbps tăng lên có ích, vì kết nối bốn làn giờ sẽ có tốc độ gấp đôi. Cuối cùng, các thiết bị SAS thậm chí có thể có nhiều địa chỉ SAS. Vì ổ đĩa SAS có thể sử dụng hai cổng, với một PHY mỗi cổng, ổ đĩa có thể có hai địa chỉ SAS.

Kết nối và giao diện

Click vào hình để phóng to.

Các kết nối SAS được giải quyết qua các cổng SAS bằng Giao thức SCSI Nối tiếp (SSP), nhưng các giao tiếp lớp thấp hơn từ PHY đến PHY được thực hiện bằng cách sử dụng một hoặc nhiều kết nối vật lý vì lý do băng thông. SAS sử dụng mã hóa 8/10 bit để chuyển đổi 8 bit dữ liệu thành truyền 10 ký tự để khôi phục thời gian, cân bằng DC và phát hiện lỗi. Kết quả là chúng tôi nhận được băng thông hiệu dụng là 300 MB / s cho chế độ truyền 3 Gb / s và 600 MB / s cho các kết nối 6 Gb / s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire và những thứ khác sử dụng một sơ đồ mã hóa tương tự.

Các giao diện nguồn và dữ liệu SAS và SATA rất giống nhau. Nhưng nếu SAS có các giao diện nguồn và dữ liệu được kết hợp thành một giao diện vật lý (SFF-8482 trên mặt thiết bị), thì SATA yêu cầu hai cáp riêng biệt. Khe hở giữa chân nguồn và chân dữ liệu (xem hình minh họa ở trên) được đóng lại trong trường hợp SAS, điều này ngăn thiết bị SAS được kết nối với bộ điều khiển SATA.

Mặt khác, các thiết bị SATA có thể hoạt động tốt trên cơ sở hạ tầng SAS nhờ STP hoặc ở chế độ "gốc" nếu không sử dụng bộ mở rộng. STP thêm độ trễ bổ sung thông qua các bộ mở rộng vì chúng cần thiết lập kết nối, chậm hơn so với liên kết SATA trực tiếp. Tuy nhiên, sự chậm trễ vẫn còn rất nhỏ.

Tên miền, phần mở rộng

Các miền SAS có thể được coi là cấu trúc cây, giống như các mạng Ethernet phức tạp. Bộ mở rộng SAS có thể hoạt động với một số lượng lớn các thiết bị SAS, nhưng chúng sử dụng nguyên tắc chuyển mạch kênh chứ không phải là chuyển mạch gói phổ biến hơn. Một số bộ mở rộng có chứa thiết bị SAS, những bộ khác thì không.

SAS 1.1 nhận dạng bộ mở rộng cạnh, cho phép bộ khởi tạo SAS kết hợp với tối đa 128 địa chỉ SAS bổ sung. Chỉ có thể sử dụng hai Trình mở rộng cạnh trong miền SAS 1.1. Tuy nhiên, một bộ mở rộng fanout duy nhất có thể kết nối tới 128 bộ mở rộng cạnh, làm tăng đáng kể khả năng cơ sở hạ tầng của giải pháp SAS của bạn.

Click vào hình để phóng to.

So với SATA, giao diện SAS có vẻ phức tạp: các trình khởi tạo khác nhau truy cập các thiết bị mục tiêu thông qua các trình mở rộng, ngụ ý đặt các tuyến thích hợp. SAS 2.0 đơn giản hóa và cải thiện việc định tuyến.

Hãy nhớ rằng SAS không cho phép các vòng lặp hoặc nhiều đường dẫn. Tất cả các kết nối phải là điểm-điểm và độc quyền, nhưng bản thân kiến ​​trúc kết nối sẽ mở rộng quy mô tốt.

Các tính năng mới của SAS 2.0: Bộ mở rộng, Hiệu suất

Mở rộng vùng và cấu hình tự động

Các bộ mở rộng cạnh và bộ mở rộng fanout thực tế vẫn còn trong lịch sử. Điều này thường được cho là do các bản cập nhật cho SAS 2.0, nhưng lý do thực sự nằm ở các vùng SAS được giới thiệu trong 2.0, loại bỏ sự tách biệt giữa các bộ mở rộng cạnh và mở rộng. Tất nhiên, các khu vực thường được thực hiện cụ thể cho từng nhà sản xuất, thay vì như một tiêu chuẩn ngành duy nhất.

Trên thực tế, một số khu vực hiện có thể được đặt trên cùng một cơ sở hạ tầng cung cấp thông tin. Điều này có nghĩa là các mục tiêu (ổ đĩa) trong bộ nhớ có thể được truy cập bởi các trình khởi tạo khác nhau thông qua cùng một trình mở rộng SAS. Việc phân đoạn miền được thực hiện thông qua các vùng, quyền truy cập được thực hiện một cách độc quyền.

Lần trước, chúng ta đã xem xét mọi thứ liên quan đến công nghệ SCSI trong bối cảnh lịch sử: nó được phát minh bởi ai, nó phát triển như thế nào, nó có giống gì, v.v. Chúng tôi đã kết thúc với SCSI đính kèm nối tiếp là tiêu chuẩn hiện đại và cập nhật nhất, nó xuất hiện tương đối gần đây, nhưng đã phát triển nhanh chóng. Việc triển khai đầu tiên "bằng silicon" được LSI chỉ ra vào tháng 1 năm 2004, và vào tháng 11 cùng năm, SAS đã lọt vào top những truy vấn phổ biến nhất trên storagesearch.com.

Hãy bắt đầu với những điều cơ bản. Các thiết bị SCSI hoạt động như thế nào? Trong tiêu chuẩn SCSI, mọi thứ đều được xây dựng dựa trên khái niệm máy khách / máy chủ.

Máy khách, được gọi là trình khởi tạo, gửi các lệnh khác nhau và chờ kết quả của chúng. Tất nhiên, thông thường nhất, bộ điều khiển SAS hoạt động như một máy khách. Ngày nay, bộ điều khiển SAS là bộ điều khiển HBA và RAID, cũng như bộ điều khiển lưu trữ bên trong hệ thống lưu trữ bên ngoài.

Máy chủ được gọi là thiết bị đích, nhiệm vụ của nó là chấp nhận yêu cầu của trình khởi tạo, xử lý và trả lại dữ liệu hoặc xác nhận việc thực thi lệnh trở lại. Một đĩa đơn hoặc toàn bộ mảng đĩa có thể hoạt động như một thiết bị đích. Trong trường hợp này, SAS HBA bên trong mảng đĩa (cái gọi là hệ thống lưu trữ bên ngoài), được thiết kế để kết nối các máy chủ với nó, hoạt động ở chế độ Target. Mỗi thiết bị mục tiêu (“mục tiêu”) được chỉ định một ID mục tiêu SCSI riêng biệt.

Để kết nối máy khách với máy chủ, một hệ thống con cung cấp dữ liệu (Service Delivery Subsystem) được sử dụng, trong hầu hết các trường hợp, cái tên xảo quyệt này chỉ giấu những sợi dây cáp đằng sau nó. Cáp có sẵn cho cả kết nối bên ngoài và kết nối bên trong máy chủ. Cáp thay đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác của SAS. Ngày nay có ba thế hệ SAS:

SAS-1 hoặc 3Gbit SAS
- SAS-2 hoặc 6Gbit SAS
- SAS-3 hoặc 12 Gbit SAS - chuẩn bị phát hành vào giữa năm 2013

Cáp SAS bên trong và bên ngoài

Đôi khi hệ thống con này có thể bao gồm bộ mở rộng hoặc bộ mở rộng SAS. Bộ mở rộng là thiết bị giúp cung cấp thông tin từ trình khởi tạo đến mục tiêu và ngược lại, nhưng trong suốt đối với thiết bị mục tiêu. Một trong những ví dụ phổ biến nhất là trình mở rộng cho phép nhiều thiết bị mục tiêu được kết nối với một cổng khởi tạo duy nhất, chẳng hạn như chip mở rộng trong kệ đĩa hoặc bảng nối đa năng của máy chủ. Nhờ tổ chức này, các máy chủ có thể có nhiều hơn 8 đĩa (bộ điều khiển được sử dụng bởi các nhà sản xuất máy chủ hàng đầu hiện nay, thường là 8 cổng) và các kệ đĩa tùy theo nhu cầu.

Bộ khởi tạo được kết nối với thiết bị đích bởi hệ thống phân phối dữ liệu được gọi là miền. Bất kỳ thiết bị SCSI nào đều chứa ít nhất một cổng, có thể là cổng của bộ khởi tạo, thiết bị đích hoặc kết hợp cả hai. Các cổng có thể được chỉ định số nhận dạng (PID).

Thiết bị đích bao gồm ít nhất một Số đơn vị lôgic (LUN). Nó là LUN xác định đĩa hoặc phân vùng nào của thiết bị đích này mà trình khởi tạo sẽ làm việc với. Đôi khi người ta nói rằng đích cung cấp LUN cho trình khởi tạo. Do đó, cặp SCSI Target ID + LUN được sử dụng để giải quyết đầy đủ dung lượng lưu trữ mong muốn.

Như trong giai thoại nổi tiếng (“Tôi không cho vay, và Ngân hàng Quốc gia Đầu tiên không bán hạt giống”) - thiết bị đích thường không hoạt động như “gửi lệnh” và trình khởi tạo không cung cấp LUN . Mặc dù điều đáng chú ý là tiêu chuẩn cho phép một thiết bị có thể vừa là thiết bị khởi tạo vừa là mục tiêu cùng một lúc, nhưng trong thực tế, nó được sử dụng rất ít.

Đối với "giao tiếp" của các thiết bị trong SAS có một giao thức, theo "truyền thống tốt" và theo khuyến nghị của OSI, được chia thành nhiều lớp (từ trên xuống dưới): Ứng dụng, Truyền tải, Liên kết, PHY, Kiến trúc và Vật lý.

SAS bao gồm ba giao thức truyền tải. Giao thức SCSI nối tiếp (SSP) - được sử dụng để làm việc với các thiết bị SCSI. Serial ATA Tunneling Protocol (STP) - để giao tiếp với các ổ đĩa SATA. Giao thức quản lý nối tiếp (SMP) - để quản lý kết cấu SAS. Nhờ STP, chúng ta có thể kết nối ổ đĩa SATA với bộ điều khiển SAS. Nhờ SMP, chúng tôi có thể xây dựng các hệ thống lớn (lên đến 1000 thiết bị đĩa / SSD trong một miền), cũng như sử dụng phân vùng SAS (thêm về điều này trong bài viết về công tắc SAS).

Lớp liên kết được sử dụng để quản lý các kết nối và chuyển khung. Lớp PHY - được sử dụng cho những việc như cài đặt tốc độ kết nối và mã hóa. Ở cấp độ kiến ​​trúc, có các vấn đề mở rộng và cấu trúc liên kết. Lớp vật lý xác định điện áp, dạng sóng của kết nối, v.v.

Tất cả các giao tiếp trong SCSI đều dựa trên các lệnh mà bộ khởi tạo gửi đến thiết bị đích và mong đợi kết quả của chúng. Các lệnh này được gửi dưới dạng khối mô tả lệnh (Command Description Block hoặc CDB). Khối này bao gồm một byte mã lệnh và các tham số của nó. Tham số đầu tiên hầu như luôn luôn là LUN. CDB có thể dài từ 6 đến 32 byte, mặc dù các phiên bản gần đây của SCSI cho phép CDB có độ dài thay đổi.

Khi nhận được lệnh, thiết bị đích sẽ trả về một mã xác nhận. 00h nghĩa là nhận lệnh thành công, 02h nghĩa là lỗi, 08h nghĩa là thiết bị bận.

Các đội được chia thành 4 hạng mục lớn. N, từ tiếng Anh "non-data", được dùng cho các hoạt động không liên quan trực tiếp đến việc trao đổi dữ liệu. W, từ "ghi" - ghi dữ liệu mà thiết bị đích nhận được từ bộ khởi tạo. R, như bạn có thể đoán từ "read" được sử dụng để đọc. Cuối cùng là B - để trao đổi dữ liệu hai chiều.

Có rất nhiều lệnh SCSI, vì vậy chúng tôi sẽ chỉ liệt kê những lệnh thường được sử dụng nhất.

Bộ phận kiểm tra đã sẵn sàng (00h) - kiểm tra xem thiết bị đã sẵn sàng chưa, có đĩa trong đó không (nếu là ổ băng), đĩa đã quay chưa, v.v. Cần lưu ý rằng trong trường hợp này thiết bị không thực hiện tự chẩn đoán hoàn toàn, có các lệnh khác cho việc này.
Yêu cầu (12h) - nhận các đặc điểm cơ bản của thiết bị và các thông số của nó
Gửi chẩn đoán (1Dh) - thực hiện tự chẩn đoán thiết bị - kết quả của lệnh này được trả về sau khi chẩn đoán bằng lệnh Nhận kết quả chẩn đoán (1Ch)
Yêu cầu cảm giác (03h) - lệnh cho phép bạn nhận được trạng thái của lệnh trước đó - kết quả của lệnh này có thể là thông báo “không có lỗi” hoặc các lỗi khác nhau, bắt đầu bằng việc không có đĩa trong ổ và kết thúc bằng vấn đề nghiêm trọng.
Công suất đọc (25 giờ) - cho phép bạn tìm ra âm lượng của thiết bị mục tiêu
Đơn vị Định dạng (04h) - phục vụ cho việc định dạng phá hủy thiết bị mục tiêu và chuẩn bị cho việc lưu trữ dữ liệu.
Đọc (4 tùy chọn) - đọc dữ liệu; tồn tại dưới dạng 4 lệnh khác nhau khác nhau về độ dài CDB
Viết (4 tùy chọn) - ghi âm. Cũng như đọc trong 4 phiên bản
Viết và xác minh (3 tùy chọn) - ghi và xác minh dữ liệu
Chọn chế độ (2 tùy chọn) - cài đặt các thông số khác nhau của thiết bị
Chế độ cảm nhận (2 tùy chọn) - trả về các thông số hiện tại của thiết bị

Bây giờ chúng ta hãy xem xét một số ví dụ điển hình về việc tổ chức lưu trữ dữ liệu trên SAS.

Ví dụ đầu tiên, máy chủ lưu trữ dữ liệu.

Nó là gì và nó được ăn với gì? Các công ty lớn như Amazon, Youtube, Facebook, Mail.ru và Yandex sử dụng máy chủ loại này để lưu trữ nội dung. Nội dung có nghĩa là video, thông tin âm thanh, hình ảnh, kết quả lập chỉ mục và xử lý thông tin (ví dụ: Hadoop, gần đây rất phổ biến ở Hoa Kỳ), thư, v.v. Để hiểu nhiệm vụ và lựa chọn thiết bị phù hợp cho nó, bạn cần phải biết thêm một số thông tin giới thiệu, nếu không có thông tin này là không thể theo bất kỳ cách nào. Đầu tiên và quan trọng nhất, càng nhiều đĩa, càng tốt.

Trung tâm dữ liệu của một trong những công ty Web 2.0 của Nga

Bộ xử lý và bộ nhớ trong các máy chủ như vậy không liên quan nhiều. Thứ hai, trong thế giới Web 2.0, thông tin được lưu trữ theo địa lý, với nhiều bản sao trên các máy chủ khác nhau. 2-3 bản sao thông tin được lưu trữ. Đôi khi, nếu nó được yêu cầu thường xuyên, nhiều bản sao sẽ được giữ lại để cân bằng tải. Và thứ ba, dựa trên thứ nhất và thứ hai, càng rẻ càng tốt. Trong hầu hết các trường hợp, tất cả các kết quả trên đều dẫn đến ổ cứng Nearline SAS hoặc SATA dung lượng cao. Điển hình là cấp Doanh nghiệp. Điều này có nghĩa là các ổ đĩa như vậy được thiết kế cho hoạt động 24x7 và đắt hơn đáng kể so với các ổ đĩa khác được sử dụng trong máy tính để bàn. Vỏ thường được chọn để có thể lắp nhiều đĩa hơn. Nếu nó là 3,5 '', thì 12 đĩa trong 2U.

Máy chủ lưu trữ 2U điển hình

Hoặc 24 x 2,5 '' trong 2U. Hoặc các tùy chọn khác trong 3U, 4U, v.v. Bây giờ, với trường hợp, số lượng đĩa và loại của chúng, chúng ta phải chọn loại kết nối. Nhìn chung, sự lựa chọn không lớn lắm. Và việc sử dụng bảng nối đa năng mở rộng hoặc không mở rộng. Nếu chúng ta đang sử dụng bảng nối đa năng mở rộng, thì bộ điều khiển SAS có thể là 8 cổng. Nếu không phải là bộ mở rộng, thì số cổng bộ điều khiển SAS phải bằng hoặc lớn hơn số đĩa. Và cuối cùng là sự lựa chọn của bộ điều khiển. Ví dụ, chúng tôi biết số lượng cổng, 8, 16, 24 và chọn một bộ điều khiển dựa trên các điều kiện này. Có 2 loại bộ điều khiển, RAID- và HBA. Chúng khác nhau ở chỗ bộ điều khiển RAID hỗ trợ RAID mức 5,6,50,60 và có đủ bộ nhớ (512MB-2GB ngày nay) để lưu vào bộ nhớ đệm. HBA hoặc không có bộ nhớ nào, hoặc rất ít. Ngoài ra, các HBA hoặc không biết cách thực hiện RAID hoặc chỉ có thể thực hiện các cấp độ tính toán thấp, đơn giản. RAID 0/1 / 1E / 10 là một tập hợp điển hình cho HBA. Ở đây chúng tôi cần HBA, chúng rẻ hơn nhiều, vì vậy chúng tôi không cần bảo vệ dữ liệu gì cả và chúng tôi cố gắng giảm thiểu chi phí của máy chủ.

16 cổng SAS HBA

Ví dụ hai, một máy chủ thư Exchange. Và cả MDaemon, Notes và các máy chủ tương tự khác.

Mọi thứ ở đây không rõ ràng như trong ví dụ đầu tiên. Tùy thuộc vào số lượng người dùng mà máy chủ sẽ phục vụ, các đề xuất sẽ khác nhau. Trong mọi trường hợp, chúng tôi biết rằng cơ sở dữ liệu Exchange (hay còn gọi là cơ sở dữ liệu Jet) được lưu trữ tốt nhất trên RAID 5/6 và được lưu trữ khá tốt bằng cách sử dụng SSD. Tùy thuộc vào số lượng người dùng, chúng tôi xác định dung lượng bộ nhớ cần thiết “hôm nay” và “để tăng trưởng”. Hãy nhớ rằng máy chủ tồn tại trong 3-5 năm. Do đó, "vì sự tăng trưởng" có thể được giới hạn trong viễn cảnh 5 năm. Sau đó, nó sẽ rẻ hơn để thay đổi hoàn toàn máy chủ. Tùy thuộc vào kích thước của các đĩa, chúng tôi sẽ chọn một trường hợp. Với bảng nối đa năng thì dễ dàng hơn, bạn nên sử dụng các bộ mở rộng, vì các yêu cầu về giá không quá khắt khe như trong trường hợp trước và nói chung, giá máy chủ sẽ tăng từ $ 50 đến $ 100 và đôi khi cao hơn, chúng tôi sẽ khá tồn tại vì lợi ích của độ tin cậy và chức năng. Chúng tôi sẽ chọn ổ SAS hoặc NL-SAS / Enterprise SATA, tùy thuộc vào kích thước. Tiếp theo, bảo vệ dữ liệu và bộ nhớ đệm. Hãy chọn bộ điều khiển cổng 4/8 hiện đại hỗ trợ RAID 5/6/50/60 và bộ nhớ đệm SSD. Đối với LSI, đây là bất kỳ MegaRAID nào ngoại trừ 9240 với bộ nhớ đệm CacheCade 2.0 hoặc Nytro MegaRAID với SSD trên bo mạch. Đối với Adaptec, đây là những bộ điều khiển hỗ trợ MAX IQ. Đối với bộ nhớ đệm trong cả hai trường hợp (ngoại trừ Nytro MegaRAID), bạn sẽ cần sử dụng một cặp SSD dựa trên công nghệ e-MLC cấp Doanh nghiệp. Intel, Seagate, Toshiba, v.v. có như vậy. Giá cả và công ty - để lựa chọn. Nếu bạn không trả thêm tiền cho thương hiệu, thì trong các dòng máy chủ IBM, Dell, HP, hãy tìm các sản phẩm tương tự và sử dụng!

Bộ điều khiển RAID Nytro MegaRAID SSD Caching

Ví dụ ba, hệ thống lưu trữ bên ngoài do-it-yourself.

Vì vậy, tất nhiên, kiến ​​thức nghiêm túc nhất về SAS là điều cần thiết đối với những người sản xuất hệ thống lưu trữ hoặc muốn làm chúng bằng tay. Chúng tôi sẽ tập trung vào một hệ thống lưu trữ khá đơn giản, phần mềm được sản xuất bởi Open-E. Tất nhiên, bạn có thể tạo hệ thống lưu trữ trên Windows Storage Server, Nexenta, AVRORAID, Open NAS và trên bất kỳ phần mềm nào khác phù hợp với các mục đích này. Tôi chỉ vạch ra các hướng chính, sau đó trang web của các nhà sản xuất sẽ giúp bạn. Vì vậy, nếu đây là một hệ thống bên ngoài, thì chúng ta gần như không bao giờ biết người dùng cuối sẽ cần bao nhiêu đĩa. Chúng ta phải linh hoạt. Đối với điều này, có cái gọi là JBOD - kệ đĩa bên ngoài. Chúng bao gồm một hoặc hai bộ mở rộng, mỗi bộ có một đầu vào (đầu nối SAS 4 cổng), một đầu ra cho bộ mở rộng tiếp theo, phần còn lại của các cổng được chuyển đến các đầu nối dùng để kết nối đĩa. Hơn nữa, trong hệ thống bộ mở rộng kép, cổng đầu tiên của đĩa được chuyển đến bộ mở rộng đầu tiên, cổng thứ hai - đến bộ mở rộng thứ hai. Điều này cho phép bạn xây dựng các chuỗi JBOD có khả năng chịu lỗi. Máy chủ chính có thể có các đĩa bên trong trong thành phần của nó hoặc hoàn toàn không có. Trong trường hợp này, bộ điều khiển SAS "bên ngoài" được sử dụng. Đó là, bộ điều khiển với các cổng "ra". Sự lựa chọn giữa bộ điều khiển SAS RAID hoặc SAS HBA phụ thuộc vào phần mềm quản lý bạn chọn. Trong trường hợp Open-E, đây là bộ điều khiển RAID. Bạn cũng có thể quan tâm đến tùy chọn bộ nhớ đệm SSD. Nếu hệ thống lưu trữ của bạn có nhiều đĩa, thì giải pháp Daisy Chain (khi mỗi JBOD tiếp theo kết nối với JBOD trước đó hoặc với máy chủ chính) không phù hợp vì nhiều lý do. Trong trường hợp này, máy chủ chính được trang bị nhiều bộ điều khiển hoặc một thiết bị gọi là bộ chuyển mạch SAS được sử dụng. Nó cho phép bạn kết nối một hoặc nhiều máy chủ với một hoặc nhiều JBOD. Chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn các thiết bị chuyển mạch SAS trong các bài viết sau. Đối với các hệ thống lưu trữ bên ngoài, chỉ nên sử dụng các đĩa SAS (bao gồm cả NearLine) do yêu cầu về khả năng chịu lỗi ngày càng cao. Thực tế là giao thức SAS có nhiều chức năng hơn trong thành phần của nó so với SATA. Ví dụ, kiểm soát dữ liệu ghi-đọc dọc theo toàn bộ đường dẫn bằng cách sử dụng tổng kiểm tra (T.10 Bảo vệ đầu cuối). Và con đường, như chúng ta đã biết, có thể rất dài.

JBOD nhiều đĩa

Đến đây, chuyến du ngoạn của chúng ta vào thế giới lịch sử và lý thuyết của SCSI nói chung và SAS nói riêng đã kết thúc, và lần sau tôi sẽ nói chi tiết hơn về ứng dụng của SAS trong đời sống thực tế.