SAS技术及其应用

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1、SAS技术及其应用摘要本文首先介绍了SAS(SedalAttachedSCSI)的技术特点，然后介绍了SAS的拓扑结构及其在当前数据存储中的应用，最后总结了SAS的市场现状及其发展趋势。1概述SAS标准定义了设备级的企业储存接口，同吋具备并行SCSI的命令集、光纤通道的帧格式和SATA的物理特性。SAS接口结合SCST指令集、串行式点对点互连、双连接端口、扩展寻址空间，具有更为灵活的系统扩展能力。SAS使得SCSI接口超越Ultra320的范畴，进一步延仲至新一代直接配接存储(DimetAttachStorage,DAS)

2、企业级服务器、存储系统及髙性能工作站市场，同时维持组件层级的后向兼容性。下血将从与SCSI及SATA的比较中说明SAS的技术特点和优势：与SCSI及SATA相比,SAS信号线数目大人减少，这使得信号之间的电磁干扰也人为减少,SAS结构解决了并行SCSI在高速信号吋的吋钟扭斜和信号损失问题。SAS的点到点传输技术减少了S⑸仲裁的响应时间，提高了系统的性能。SAS的端口可以合并，可以将多个高速的物理链路合并为一个更高速的链路，提供更大的磁盘挂接能力。例如，当每个SAS的带宽为300,4XSAS所提供的带宽就町带动16个80MB

3、/s传输速率的磁盘，但ULTRA320所提供的带宽只能带4个盘。SASI的性能可达300MB/S,SASII的性能可达600MB/s；SATAI的性能达150MB/s,SATAII的性能为300MB/s；ULTRA320的性能为320MB/s。SAS结构是全双工模式，SATA和SCST是非双工模式，工作效率低于SAS。SAS是双端口并门支持多个启动端，这样更有利于系统负载的动态平衡SAS控制器可以开发成机箱内和机箱外部链路器件。这些器件可具备一个或多个端口，每个端口可配制成单个或多个链路，SAS外部扩展器可提供128个物理

4、链路，所以SAS具有很强的扩展性。SAS设备可兼容SATA磁盘，这为存储解决方案提供了很宽的选择范围。在选择存储设备时，可以很灵活的考虑其可靠性、性能和成本,因为SAS和SATA可以共享同样的物理设备连接器。SAS支持三种协议來处理与不同设备间的通信：串行管理协议(SerialManagementProtocolSMP),串行SCST协议(SerialSCSIProtocolSSP),SATA管道协议(SATATunnelingProtocolSTP)。2SAS技术的应用2i基本拓扌卜结构SAS配接云备很强的扩展性一一内部

5、、外部或二者的结合，给川户提供了灵活的设计选择。2.1.1内部下图的拓扑结构可以用于服务器内部构建RAID系统。SASRAID控制器可以支持两个到八个内部硬盘，町以是SAS也町以是SATA设备。这种结构对以川于对安装密度要求很高的刀片服务器(见图1)oSATADriveSASRAIDControllerSASDriveServer图12.1.2外部正如前而所提到的，SAS结构可支持4096个链路，SAS外部扩展器（SASExpander）可提供128个物理链路，SAS的外部拓扑结构主耍依靠SASExpander进行扩展（见

6、图2）。SASRaIDController图22.1.3内外相结合方式高度的扩展结构对多节点集群拓扑具有很高的可用性和很好的负载均衡性（见图3）。CUter图32.2整体式阵列及模块化阵列中的应用整体式（Monolithic）阵列和模块化（Modular）阵列是当前数据存储中心使用着两种不同的存储结构。前者用于数据量大、任务关键、应用严格的高端存储，后者用于存储资源会因需求的递增而改变的低端存储系统。目前二者在主流存储小的应川仍采川光纤通道作为主要接口（如图4）o□□□□□□BSBGBeS□□□□BBS□□□□□□□□□□

7、□eeSModulwArrayMonolithicAnay图4而作为一种新型的存储接口，SAS的使用能提升配置的灵活性，改进性能，降低研制成本，使得存储结构的开发更灵活、易管理、具有更好的扩展性和性价比。2.2.1整体式阵列中的应用整体式阵列是高度可扩展的RAID存储系统，它可在单个机舱内装有几百个磁盘驱动器。这单个机舱就能够处理很多的应用，并且容量、性能可扩，连通性极好可用性很高。SharedofloopBmKssustaineddatarates为了更好的满足应用，提高性能，整体式阵列使用大容量CACHE来屏蔽磁盘驱动

8、器的机械延迟。典型的整体式阵列还在SAN或ESCON指挥器与系统CACHE间、系统CACHE与磁盘指挥器间使用点到点的开关矩阵，以消除共享总线的瓶颈问题（体系结构如下图5所示）。但是，磁盘指挥器与磁盘的配接是通过一对或多对光纤通道仲裁环实现的，仲裁环中，所有磁盘驱动器访问通过环路共享，对速率敏感的应用来