SAS与SATA：出色的兼容性
时间:2007-11-11 09:45:53
来源: 作者: 点击:次 出处:技术无忧
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并行总线接口 作为绝大多数存储系统的存储互联已经有超过 20 年的历史。但是对于带宽与灵活性要求的提升暴露了两种主要并行接口技术 — -SCSI 和 ATA 在效能方面的弱点。并行 ATA 与 SCSI 在连接器、线缆及软件方面缺乏兼容性，导致库存管理、研发、培训及产品认证方面的成本增加。
尽管并行技术能够满足今天企业解决方案的性能要求，但对更高性能、更强数据完整性、更小设计及更宽标准化的要求，使得并行技术能否与飞速发展的 CPU 处理能力及磁盘速度同步前进成为疑问。另外，预算紧缩使企业很难支撑开发与管理多个不同的干线、验证多种接口或采购多种 I/O 连接设备。
并行技术还面临着其它的障碍：在较宽排线上的并行传输很容易受到串扰的影响而增加线路噪音，导致信号错误，要解决这个问题要么降低信号速度，要么缩短线缆长度。并行信号的终结也是一个问题，它需要每根线路分别终结，以避免线缆终端的信号反射。最后，并行的大型线缆及连接器都不适合高密度计算环境的要求。而高密度计算环境已经日益成为趋势。
SAS 和 SATA 简介
串行技术，特别是串行 ATA(SATA) 和串行附属 SCSI(SAS) 解决了相应的并行技术的架构性限制。从这些技术的名称上就可以看出信号传输的方式 ---- 单一数据流，与并行技术中的多个数据流相比或者说是串行。串行技术的优势在于传送数据的时候使用单一数据流，由于它并不与特定的时钟速度相连，因此速度比并行技术快很多。串行技术可以把多位数据打包成块，以一种比并行快得多的速度 ( 最快为 30 倍 ) 传入或传出数据。
SATA 扩展了 ATA 技术的发展蓝图，磁盘互连速度从 1.5Gbits/ 秒 (150Mbytes/ 秒 ) 起跳。台式 PC 、入门级服务器及网络存储系统都以成本为重要的决定因素，而 SATA 则因每 GB 较低成本而成为这几个领域里最主流的硬盘接口技术。 SAS 是并行 SCSI 接口的继任者，它既利用了已经在实践中验证的 SCSI 功能与特性，又以此为基础有望成为企业存储连接的基础。 SAS 实现了许多目前主流存储解决方案中所没有的功能，如每端口最多可寻址 16256 个设备，可靠的点对点串行连接等，最高速度可以达到 3Gbits/ 秒。另外，由于它的连接器较小， SAS 可以在 3.5 英寸或更小的 2.5 英寸硬盘驱动器上实现全双端口，这种功能以前只在较大的 3.5 英寸光纤通道硬盘驱动器上能够实现。这项功能对于高密度服务器如刀片服务器等需要冗余驱动器的应用非常重要。
SAS 使用扩展器提升驱动器的寻址能力与连接性，实现一个或多个 SAS 主控制器连接较多的驱动器。每个扩展器可以最多连接 128 个物理连接，其中包括其它主控连接，其它 SAS 扩展器或硬盘驱动器。这种高度可扩展的连接机制实现了企业级的拓扑逻辑，可以方便地支持多点集群，用于自动故障恢复功能或负载平衡。
SAS 接口最显着的进步在于它兼容较低每 GB 成本的 SATA 驱动器，因此系统生产商可以灵活集成 SAS 或 SATA 设备以降低支持两种独立接口所需要的成本。作为 SCSI 的下一代， SAS 实现了性能、扩展性与成本上的桥接，平滑过渡。
多层兼容性
热插拔功能
SAS 连接器是一种与 SATA 在规格上兼容的通用互联， SAS 或 SATA 驱动器可以直接与 SAS 环境接连，无论应用环境是需要高可用性与高性能的关键任务应用，还是较低每 GB 成本的应用如近机箱 (near-box) 存储。
SATA 连接器的信号是 SAS 信号的一个子集，因此实现了 SATA 设备与 SAS 控制器的兼容。 SAS 的驱动器在 SATA 控制器下无法工作，实现了误连接而导致的损失。
另外， SAS 与 SATA 在物理接口上的相似性实现了新的通用 SAS 干线，提供了到 SAS 驱动器与 SATA 驱动器的连接性，无需单独的 SCSI 与 ATA 驱动器干线。这种设计上的归并对于制造商与最终用户都有很大好处，降低了库存与设计成本。
协议层
SAS 包含三类协议，每类协议都根据访问的设备而通过串行接口传送不同类型的数据。串行 SCSI 协议 (SSP) 传送 SCSI 命令， SCSI 管理协议 (SMP) 发送管理信息到扩展器， SATA 隧道协议 (STP) 传送 SATA 命令的连接。有了这 3 种协议， SAS 提供了与现有 SCSI 应用程序、管理软件及 SATA 设备的无缝兼容。
这种多协议架构支持，加上 SAS 与 SATA 的物理连接兼容，促使 SAS 成为 SATA 与 SAS 设备的通用互连。
兼容性的好处
SAS 和 SATA 的兼容性为系统生产集成商及最终用户提供了许多好处。系统生产商可以利用通用 SAS/SATA 连接部署通用的干线和通用的连接器及布线设备。从 SATA 到 SAS 的升级也只需替换磁盘驱动器即可。如果使用并行技术，从 ATA 到 SCSI 的升级意味着更换干线、连接器、线缆和驱动器。兼容性在其它降低成本方面的优势还在于简化验证与库存管理。
增值分销商与系统集成商可以方便地配置定制系统，只需要安装相当的硬盘驱动器即可，以往处理不同技术、使用专有连接器及线缆的工作都不复存在了。另外，更高的性价比灵活性还可以帮助增值分销商与系统集成商实现产品的差异化。
对于最终用户， SAS 与 SATA 的兼容性还提供了新的性价比灵活性。 SATA 驱动器可以配合需要服务器与存储部署最佳价格优势的用户， SAS 的驱动器则实现了最高性能，可靠性与软件管理兼容性。无需购买新系统即可从 SATA 升级到 SAS 驱动器，大幅简化购买决策、未来系统投资，并降低总体拥有成本。 请记住技术无忧网 中文域名 http://www.技术无忧.com
并行总线接口 作为绝大多数存储系统的存储互联已经有超过 20 年的历史。但是对于带宽与灵活性要求的提升暴露了两种主要并行接口技术 — -SCSI 和 ATA 在效能方面的弱点。并行 ATA 与 SCSI 在连接器、线缆及软件方面缺乏兼容性，导致库存管理、研发、培训及产品认证方面的成本增加。
尽管并行技术能够满足今天企业解决方案的性能要求，但对更高性能、更强数据完整性、更小设计及更宽标准化的要求，使得并行技术能否与飞速发展的 CPU 处理能力及磁盘速度同步前进成为疑问。另外，预算紧缩使企业很难支撑开发与管理多个不同的干线、验证多种接口或采购多种 I/O 连接设备。
并行技术还面临着其它的障碍：在较宽排线上的并行传输很容易受到串扰的影响而增加线路噪音，导致信号错误，要解决这个问题要么降低信号速度，要么缩短线缆长度。并行信号的终结也是一个问题，它需要每根线路分别终结，以避免线缆终端的信号反射。最后，并行的大型线缆及连接器都不适合高密度计算环境的要求。而高密度计算环境已经日益成为趋势。
SAS 和 SATA 简介
串行技术，特别是串行 ATA(SATA) 和串行附属 SCSI(SAS) 解决了相应的并行技术的架构性限制。从这些技术的名称上就可以看出信号传输的方式 ---- 单一数据流，与并行技术中的多个数据流相比或者说是串行。串行技术的优势在于传送数据的时候使用单一数据流，由于它并不与特定的时钟速度相连，因此速度比并行技术快很多。串行技术可以把多位数据打包成块，以一种比并行快得多的速度 ( 最快为 30 倍 ) 传入或传出数据。
SATA 扩展了 ATA 技术的发展蓝图，磁盘互连速度从 1.5Gbits/ 秒 (150Mbytes/ 秒 ) 起跳。台式 PC 、入门级服务器及网络存储系统都以成本为重要的决定因素，而 SATA 则因每 GB 较低成本而成为这几个领域里最主流的硬盘接口技术。 SAS 是并行 SCSI 接口的继任者，它既利用了已经在实践中验证的 SCSI 功能与特性，又以此为基础有望成为企业存储连接的基础。 SAS 实现了许多目前主流存储解决方案中所没有的功能，如每端口最多可寻址 16256 个设备，可靠的点对点串行连接等，最高速度可以达到 3Gbits/ 秒。另外，由于它的连接器较小， SAS 可以在 3.5 英寸或更小的 2.5 英寸硬盘驱动器上实现全双端口，这种功能以前只在较大的 3.5 英寸光纤通道硬盘驱动器上能够实现。这项功能对于高密度服务器如刀片服务器等需要冗余驱动器的应用非常重要。
SAS 使用扩展器提升驱动器的寻址能力与连接性，实现一个或多个 SAS 主控制器连接较多的驱动器。每个扩展器可以最多连接 128 个物理连接，其中包括其它主控连接，其它 SAS 扩展器或硬盘驱动器。这种高度可扩展的连接机制实现了企业级的拓扑逻辑，可以方便地支持多点集群，用于自动故障恢复功能或负载平衡。
SAS 接口最显着的进步在于它兼容较低每 GB 成本的 SATA 驱动器，因此系统生产商可以灵活集成 SAS 或 SATA 设备以降低支持两种独立接口所需要的成本。作为 SCSI 的下一代， SAS 实现了性能、扩展性与成本上的桥接，平滑过渡。
多层兼容性
热插拔功能
SAS 连接器是一种与 SATA 在规格上兼容的通用互联， SAS 或 SATA 驱动器可以直接与 SAS 环境接连，无论应用环境是需要高可用性与高性能的关键任务应用，还是较低每 GB 成本的应用如近机箱 (near-box) 存储。
SATA 连接器的信号是 SAS 信号的一个子集，因此实现了 SATA 设备与 SAS 控制器的兼容。 SAS 的驱动器在 SATA 控制器下无法工作，实现了误连接而导致的损失。
另外， SAS 与 SATA 在物理接口上的相似性实现了新的通用 SAS 干线，提供了到 SAS 驱动器与 SATA 驱动器的连接性，无需单独的 SCSI 与 ATA 驱动器干线。这种设计上的归并对于制造商与最终用户都有很大好处，降低了库存与设计成本。
协议层
SAS 包含三类协议，每类协议都根据访问的设备而通过串行接口传送不同类型的数据。串行 SCSI 协议 (SSP) 传送 SCSI 命令， SCSI 管理协议 (SMP) 发送管理信息到扩展器， SATA 隧道协议 (STP) 传送 SATA 命令的连接。有了这 3 种协议， SAS 提供了与现有 SCSI 应用程序、管理软件及 SATA 设备的无缝兼容。
这种多协议架构支持，加上 SAS 与 SATA 的物理连接兼容，促使 SAS 成为 SATA 与 SAS 设备的通用互连。
兼容性的好处
SAS 和 SATA 的兼容性为系统生产集成商及最终用户提供了许多好处。系统生产商可以利用通用 SAS/SATA 连接部署通用的干线和通用的连接器及布线设备。从 SATA 到 SAS 的升级也只需替换磁盘驱动器即可。如果使用并行技术，从 ATA 到 SCSI 的升级意味着更换干线、连接器、线缆和驱动器。兼容性在其它降低成本方面的优势还在于简化验证与库存管理。
增值分销商与系统集成商可以方便地配置定制系统，只需要安装相当的硬盘驱动器即可，以往处理不同技术、使用专有连接器及线缆的工作都不复存在了。另外，更高的性价比灵活性还可以帮助增值分销商与系统集成商实现产品的差异化。
对于最终用户， SAS 与 SATA 的兼容性还提供了新的性价比灵活性。 SATA 驱动器可以配合需要服务器与存储部署最佳价格优势的用户， SAS 的驱动器则实现了最高性能，可靠性与软件管理兼容性。无需购买新系统即可从 SATA 升级到 SAS 驱动器，大幅简化购买决策、未来系统投资，并降低总体拥有成本。 请记住技术无忧网 中文域名 http://www.技术无忧.com
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