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揭开SATA和SCSI之间的恩怨情仇(上)

2)并行SCSI的麻烦

    就象P-ATA的速率被限制在133MB/s一样,各种各样的问题导致并行SCSI也无法采用160 MHz的时钟频率。但对于速率可达到640 MB/s的下一代并行SCSI——SCSI-640而言,160 MHz的时钟频率又是必须的。这样一来,就导致SCSI-640胎死腹中。

    因为我们可以在一个共享的SCSI总线上使用多达14块磁盘,而且最快的SCSI硬盘速率只有100MB/s,这样一来,在许多文件服务应用中,320 MB/s的传输速率开始成为瓶颈。在设计上,SCSI在原始带宽方面并不是很有效。测试表明,2 Gb/s或200 MB/s的FC可以比SCSI 320提供更大的原始带宽。当然,在运行一个OLTP数据库负载时,14块SCSI磁盘每秒并不需要传输数百MB的数据。

    另外,由于SCSI-320为了向后兼容早期的SCSI版本,命令是以5 MB/s发送——这可是上世纪八十年代的速率了。这么低的速率浪费掉了SCSI总线多达30%的性能。还有一个大问题就是,在一个主机总线适配器上只能连接14块硬盘,这大大限制了DAS存储的扩展性。

3)SAS带来的新特性

    SAS不仅仅是SCSI-320的串行版。在这里讨论SAS协议的新特性可能有些枯燥,让我们来看看SAS产品和应用带来了哪些新功能。下图是LSI Logic公司的SAS产品——3442X-R 。

LSI Logic SAS3442X-R: a 8-port 3Gb/s SAS, PCI-X HBA

    如上图所示,LSI Logic SAS3442X-R提供了两种内部硬盘接口:一个SATA口和一个SAS口。SAS HBA卡上的接口(阳)可以连接SATA和SAS线缆的接口(阴)。一般来说,SAS HBA同时支持SAS和SATA两种磁盘,而SATA HBA仅支持SATA磁盘。

上面的接口可以将内置SATA硬盘连接到HBA卡,下面的接口可以连接SAS硬盘

    跟TCP/IP或FC一样,SAS也是一种分层协议。在SAS传输层,有三种协议均采用相同的物理层和链路层协议:

1. 串行SCSI协议(SSP),通过链路层传输SCSI命令(类似于FC协议)
2. 串行ATA管道协议(STP),把SATA桢传输到SATA磁盘驱动器
3. 串行管理协议 (SMP),该协议用于扩展存储和获取诊断信息,如确定硬盘是否在工作,硬盘是否已经接好等等。

    SAS的分层模型如下图所示:

    串行管理协议(SMP)使得SAS具有很高的灵活性和可扩展性。“端口层”允许宽端口提供比SCSI-320和640更大的带宽。串行SCSI协议(SSP)和串行ATA管道协议(STP)使用的是同样的链路层和物理层,这使得SATA和SAS均可以实现扩展。

    下篇将具体介绍SAS和SATA对并行SCSI的冲击。

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