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[RAID与磁盘阵列] 从无到有了解SAS技术与SAS硬盘 [复制链接]

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发表于 2008-09-15 17:26 |显示全部楼层
  存储领域的磁盘介质是最关键的设备,所有数据和信息都要存放在磁盘介质上。而数据的读取速度则是由磁盘介质的连接接口决定的。以往我们都是通过SCSI或者SATA接口及硬盘来完成数据存储工作。不过近些年一个新型技术越来越得到中小企业甚至是大型企业的青睐。就是SAS技术以及与之相对应的SAS硬盘。今天我们就从无到有的来了解下什么是SAS技术以及使用SAS硬盘的优势。
  一、常见磁盘技术与接口类型优劣:
    网络存储设备目前大致可分为三大类,即高端中端和近端(Near-Line)。高端存储设备主要是光纤通道为主,由于光纤通道传输速度很快,所以高端存储光纤设备大部分应用于任务级关键数据的大容量实时存储上。中端存储设备主要是SCSI设备,他的历史也很悠久,应用于商业级的关键数据的大容量存储。近端是近年来新出现的存储领域,其产品主要是串行ATA(Serial ATA,缩写为SATA),应用于非关键数据的大容量存储,目的是替代以前使用磁带的数据备份。
  光纤通道存储设备的最大优势就是传输速度快,但是他的价格很高,维护起来也相对麻烦;而SCSI设备存取速度相对比较快,价格位于中等位置,但是他的扩展性稍微差一点,每个SCSI接口卡最多只能连接15个(单通道)或者30个(双通道)设备。SATA则是近几年飞速发展的技术,他的最大优势就是价格便宜,而且速度并不比SCSI接口慢多少,随着技术的发展SATA的数据读取速度正在接近并赶超SCSI接口。另外由于SATA的硬盘价格越来越低,容量越来越大,逐渐可以用于数据备份。
  因此传统的企业级存储由于考虑到性能和稳定性,以SCSI硬盘和光纤通道为主要存储平台,ATA则多用于非关键性资料或桌面个人计算机上,不过随着SATA技术的兴起与SATA设备的成熟,这个模式正在被改变,越来越多的人都开始关注SATA这种串行数据存储连接方式。
  二、什么是SAS技术? (如图1)


  正因为SATA技术的飞速发展以及多方面的优势,才会让更多的人考虑能否存在一种方式可以将SATA与SCSI两者相结合,这样就可以同时发挥两者的优势了。在这种情况下SAS应运而生。
    SAS是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,提供与串行ATA(Serial ATA,缩写为SATA)硬盘的兼容性。
  SAS的接口技术可以向下兼容SATA。SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器,也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。因为SAS驱动器的端口与SATA驱动器的端口形状看上去类似,所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是,SATA系统并不兼容SAS,所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性,IT人员能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求,因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性,让存储设备发挥最大的投资效益。说白了SAS接口技术就是使用串行接口的SCSI硬盘,他和SATA硬盘是兼容的,我们可以在SAS接口上安装SAS硬盘或者SATA硬盘。(如图2)

  三、SAS技术的优势:
  正如前面所说SAS技术与SAS硬盘是在人们希望发挥SATA与SCSI接口共同优势的基础上诞生的。那么集中两者优势形成的SAS到底在哪些方面存在过人之处呢?
  (1)SAS技术降低了磁盘阵列的成本:
  以往不管使用SCSI接口还是FC光纤接口,当一个厂商生产磁盘阵列柜时需要的技术是非常高的,成本也很高,因为存储设备厂商目前投入相当多的成本以支持包括光纤通道阵列、SATA阵列等不同的存储设备。而SAS技术具备简化内部连接设计的优势,可以通过共用组件降低设计成本。这样就可以花更少的钱享受SCSI接口的性能。
  (2)串行接口让传输性能提高:(如图3)

  串行SCSI是点到点的结构,可以建立磁盘到控制器的直接连接。通过点到点技术可以减少了地址冲突以及菊花链连结的减速,为每个设备提供了专用的信号通路来保证最大的带宽,并且每个传输通道都是在全双工方式下进行的。总的说来他的性能要比传统SCSI更高。
  (3)更好的扩展性能:
  上面笔者也提到了SCSI接口的扩展性能一般,最多只能连接15个(单通道)或者30个(双通道)设备。而经过改良后的SAS接口则大大不同,SAS结构有非常好的扩展能力,最多可以连接16384个磁盘设备。
  (4)安装更简单:
    SAS接口使用更细的电缆搭配更小的连接器,一方面节约了服务器或存储设备的空间,另一方节省了空间,从而提高了使用SAS硬盘服务器的散热、通风能力。而传统的SCSI接口使用较大的并行电缆,这会带来部分电子干扰,采用SAS的电缆结构就不会出现此问题。另外每个SAS电缆有四根电缆,两根输入两根输出。SAS可以同时进行数据的读写,全双工的数据操作提高数据的吞吐效率。
  (5)更好的兼容性:
  正如上文所说我们在SAS接口卡上安装SATA设备也是可以正常工作的,这样就让我们的存储系统应用更加灵活,可以根据实际需求选择SAS磁盘或者SATA磁盘,降低了成本的同时也保证了性能。对于对数据读取速度要求不高的地方可以使用SATA设备替代SAS设备。
  总的来说SAS技术是结合了SATA与SCSI两者的优点而诞生的,同时串行SCSI(SAS)是点到点的结构,因此除了提高性能之外,每个设备连接到指定的数据通路上提高了带宽,从而为数据传输与存取提供了必要保障。
  四、实施SAS需要哪些设备?
  由于SAS技术仅仅是在SCSI基础上对连接接口进行了改进,从并行接口改变成串行接口。所以在使用和设置上和原来的SCSI存储技术非常类似。和SCSI设备一样我们需要SAS接口卡和SAS磁盘两部分来组建SAS系统。
  (1)SAS接口卡:
    由于大部分主板都没有提供SAS模块功能,所以我们只能通过SAS接口卡(扩展卡)来实现SAS系统的搭建。目前LSI Logic和Adaptec两大公司都提供了基于SAS技术的接口卡,我们购买回来直接安装在主板的插槽上即可。
  (2)SAS磁盘:(如图4)

  从大小上来说SAS磁盘主要有两种,一种是2.5英寸的,另一种是3.5英寸的,具体选择哪个要看我们SAS接口卡上支持哪种。另外磁盘转速基本在10000RPM到15000RPM之间。日立,富士通,老希捷,老迈拓都生产过SAS磁盘。
  总结:
  SAS技术是SCSI与SATA两者的完美结合,在功能上将SCSI比了下去,在兼容性上又可以与SATA设备正常连接,因此很多存储厂商都认为SAS技术将取代并行SCSI。笔者也认为在不久的将来,SAS技术会在中端市场和近端市场有惊人的表现,未来赶超和取代FC光纤设备也不是没有可能。


本文来自ChinaUnix博客,如果查看原文请点:http://blog.chinaunix.net/u2/66684/showart_1193798.html

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发表于 2013-07-25 23:23 |显示全部楼层
SAS新人,学习学习!
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