SAS和JBOD基础简介

1. SAS background

1.1 SCSI

Small Computer System Interface;简写：SCSI），一种用于计算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。是一种智能的通用接口标准，它具备与多种类型的外设进行通信。SCSI采用ASPI（高级SCSI编程接口）的标准软件接口使驱动器和计算机内部安装的SCSI适配器进行通信。SCSI接口广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点。

1.1.1 interface

DB-25,Male External

DB-25，雄性外置接口

DB-25,Female External

DB-25，雌性外置接口

Low-Density,50-pin,Male External

低密度 50 针雄性外置接口 (6.5cm)

Low-Density,50-pin,Female External

低密度 50 针雌性外置接口

High-Density,50-pin,Male External

高密度 50 针雄性外置接口 (3.3cm)

High-Density,50-pin,Female External

高密度 50 针雌性外置接口

Low-Density,50-pin,Male Internal

低密度 50 针雄性内置接口 (7.1cm)

Low-Density,50-pin,Female Internal

低密度 50 针雌性内置借口

High-Density,68-pin,Male External

高密度 68 针雄性外置接口 (4.5cm)

High-Density,68-pin,Female External

高密度 68 针雌性外置接口

High-Density,68-pin,Male Internal

高密度 68 针雄性内置接口 (4.5cm)

High-Density,68-pin,Female Internal

高密度 68 针雌性内置接口

VHDCI,68-pin,Male External

非常高密度 68 针雄性外置接口 (3.2cm)

VHDCI,68-pin,Female External

非常高密度 68 针雌性外置接口

1.1.2 signal

（1）ATN:注意信号，通常在Initiator有消息要发送给Target的时候由Initiator设置。

　　（2）BSY:当有SCSI设备处于“忙”状态，占据数据总线时，这个信号被置为真。

　　（3）ACK:应答信号，由Initiator置位，作为对REQ/ACK请求应答数据传输的确认。

　　（4）RST:表示SCSI总线复位。

　　（5）MSG:在消息阶段由Target置位。

　　（6）SEL:在Initiator选择Target或者Target再选Initiator时使用。

　　（7）C/D:表示控制或者数据信息的信号。

　　（8）REQ:由Target置位，表示请求进行一次REQ/AC K握手的数据传输。

　　（9）I/O:表明当前数据传输的方向。

　　为了完成一个I/O任务，SCSI设备和总线大体上必须经过以下过程:

　　（1）申请使用总线

　　（2）选择I/O操作对象

　　（3）传送消息

　　（4）交待I/O任务

　　（5）数据传输

　　（6）返回状态信息

当任务顺序完成后，目标器返回GOOD状态。但是，SCSI总线活动是比较复杂的，根据I/O任务的完成情况可以分成八个不同阶段。它们分别是BUS FREE(总线空闲)、ARBITRATION(仲裁)、SELECTION(选择)、RESELECTION(重选)、COMMAND(命令)、DATA(数据)、MESSAGE(消息)和STATUS(状态)。总线进行任何处理都是以BUS FREE阶段开始，并以BUS FREE阶段结束的。在任何时候，SCSI总线只能处于一个确定的总线阶段。阶段前后的关联时受到严格限制的，也就是说并不是在每一个阶段后面都可以跟着任何的阶段。BUS FREE阶段状态的后面是ARBITRATION, SELECTION以及一个MESSAGE OUT阶段状态。在这些阶段状态之后是COMMAND，DATA阶段状态，然后是STATUS阶段状态。

1.1.3 advantages

快：Ultra320 SCSI：320MB/s

可靠：更强大的S.M.A.R.T(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology )

扩展性比IDE好:IDE 2个扩展口，SCSI: 7/15/30个

省CPU: 有独立的SCSI controller控制读写，无需Host CPU参与

1.1.4 weakness

贵：比SATA贵

电缆多： 电磁干扰多

扩展性稍差: 对于构建JBOD需要很多controller

菊花链连接，无专有通道

1.2 SAT

1.2.1 interface

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1.2.2 signal

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M01/88/B5/wKiom1f_fPTjf6nwAAH1CWg52ys047.png" target="_blank"></a>

1.2.3 advantages

和PATA(IDE)相比：

快：IDE 133MB/s,  SATA 2.0： 600MB/s

省： 串行传输，占用位宽、引脚、线缆少，省机箱内空间；功耗低，省电；

纠错：利用嵌入式时钟信号，对指令和数据都能检测、纠错

可扩展性好：支持星形链接

便宜

1.2.4 weakness

需要占用CPU

可靠性稍差

扩展性差

1.3 SAS = SCSI + SATA

1.3.1 Physical layer

遵循SFF-8482/SFF-887等物理接口和连接规范。

SATA与SAS接口的区别：

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M00/88/B5/wKiom1f_fYjwaDniAAhDCz7fxUs603.png" target="_blank"></a>

多种多样的SAS连接器：

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/88/B5/wKiom1f_fgjR2lvUAAPWLVS78wI780.png" target="_blank"></a>

1.3.2 Data Link layer

基于SCSI协议，利用CRC校验来检查指令或者数据的正确性。如果出错，就重新传送这个帧。

1.3.3 network layer

基于SCSI总线ID编址和仲裁的机制。

按照ID 7-0-15-8的顺序；只有ID为target ID的节点会将总线上的电位变化信息保存到自己的缓存中。

1.3.4 Transaction layer

基于request-response模型：

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/88/B5/wKiom1f_fzqA7-xGAABbKNEpWnY019.png" target="_blank"></a>

SCSI所有的命令：

SAS对普通用户是透明的，用户只是用lsscsi/sg_ses等命令枚举scsi设备、管理JBOD。

2. Why JBOD

现代通用存储服务器上的HBA卡能挂载非常多的drive，但由于背板尺寸和电缆的限制，无法充分发挥HBA卡的能力。特别是对更大存储容量的需求日益增多，有必要使用JBOD来发挥SAS良好的扩展性以及点对点全双工通信的能力。

3. understand JBOD

3.1 Hardware connection and infrastructure

以某款服务器为例，LSI SAS3008 HBA卡直连CPU PCIE x8:

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/88/B5/wKiom1f_gAygf2LwAACS8XRuS_s194.png" target="_blank"></a>

JOBD可以通过expander和HBA直接相连：

由于JOBD本身只是相当于插入了更多的磁盘，没有引入新的设备，因此依赖的驱动就是HBA的驱动mpt3sas.ko和SCSI通用层的驱动sg.ko.

JBOD提供的功能包括：

Disk management,FAN management,Power management and controlling,Temperature monitor

4. Reference

<a href="http://baike.baidu.com/view/82499.htm" target="_blank">http://baike.baidu.com/view/82499.htm</a>

<a href="http://baike.baidu.com/link?url=6Fahof5PvBHyiGzP_f9xyxiIRjf4R93o_tf4EkIrOAaaKNlH8yPjyfY4kI24-8qqzo5pIa5Gx1zpZMnxDqg0oKLod9NL9VcPDedL4Oob6lW" target="_blank">http://baike.baidu.com/link?url=6Fahof5PvBHyiGzP_f9xyxiIRjf4R93o_tf4EkIrOAaaKNlH8yPjyfY4kI24-8qqzo5pIa5Gx1zpZMnxDqg0oKLod9NL9VcPDedL4Oob6lW</a>

<a href="http://blog.51cto.com/chip/347.html">http://51CTO提醒您，请勿滥发广告!/chip/347.html</a>

<a href="http://baike.baidu.com/link?url=mY19zCtOMm0wgUYZ-0awy50ilEU9X42HIw-DWMQCNl6dELViyErRuneO6QJzL0bQ4IElc8bwVam1dtYIzPO3X70WKW3UFiS2iygdY7hjsYu" target="_blank">http://baike.baidu.com/link?url=mY19zCtOMm0wgUYZ-0awy50ilEU9X42HIw-DWMQCNl6dELViyErRuneO6QJzL0bQ4IElc8bwVam1dtYIzPO3X70WKW3UFiS2iygdY7hjsYu</a>

<a href="http://www.360doc.com/content/12/0820/08/21412_231246608.shtml" target="_blank">http://www.360doc.com/content/12/0820/08/21412_231246608.shtml</a>

<a href="http://soft.zdnet.com.cn/techupdate/2008/1225/1292726.shtml" target="_blank">http://soft.zdnet.com.cn/techupdate/2008/1225/1292726.shtml</a>

<a href="http://baike.baidu.com/link?url=GNpIL-sxCpi3-v2nTVLmQLdemkkxNrg1CYqYJBw6W8Y4EhK17mKrBDwUywP-KOgbcud1FtrDdyMM-u7CpljiUq" target="_blank">http://baike.baidu.com/link?url=GNpIL-sxCpi3-v2nTVLmQLdemkkxNrg1CYqYJBw6W8Y4EhK17mKrBDwUywP-KOgbcud1FtrDdyMM-u7CpljiUq</a>

本文转自存储之厨51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/xiamachao/1861651 ，如需转载请自行联系原作者