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取代FC 专家解析SAS服务delivery子系统

  【IT168 专稿】就像SATA是ATA的串行标准一样,SAS是SCSI总线协议的串行标准,SAS的三个字母是Serial Attached SCSI的缩写,就是我们所说的串行连接SCSI。由于SCSI并行技术在发展过程中已经遇到了种种弊端,为了在技术上获得新的突破,串行技术应运而生。在存储连接技术发展的历史过程中,人们围绕着SAS和FC技术哪个才是未来发展趋势这个问题一直颇有争议。支持SAS技术的人认为,作为SCSI的一种升 级技术,SAS有望在未来取代目前占据强势地位的FC技术。而FC技术的支持者则宣称,FC在技术上的先进性仍然毋庸置疑。

  如今,一个显而易见的事实则是,在不同市场定位的存储系统后端连接背板技术上,基本绝大多数厂商都选择SAS技术,因为SAS技术具备性能和经济性两方面的优势。在取代FC成定局 专家详解SAS连接技术(一)中我们已经详细介绍了什么是SAS,与SCSI结构的对比以及SAS结构,本文我们将进一步介绍SAS连接和协议,以及SAS配置。

  SAS物理连接

  2对差分信号线进行数据同步收发。

SAS物理连接与DWORD

  一个PHY就是一个收发器。现在市场上常见的速率为3G。

  DWORD

  SAS利用8b10b编码。8bit会编程10bit。

  SAS依靠double-word结构。每个dword由4byte组成。经过编码后一个dword会变成40bit。

  有三种dword

  1、 data dword:用于数据传输

  primitive:用于特殊信号和控制功能

  2、 invalid dword:非法dword

  frame transmission

  同网络报文很类似的,有头有尾有CRC,

SAS物理连接与DWORD

  连接过程

  initiator和target连接后,就在双方之间传送dwords。连接会有三个过称:建立、通信和移除阶段。

连接过程

  当建立连接的时候,就指定了互相传输的协议(SSP,SMP,STP)。SSP/STP协议时,处理一条命令,会发生多次连接打开和中断。SMP协议时,只有一个完整的单一连接。

  有多少个PHY就只能有多少连接,即连接数不可能超过物理PHY的数量。

  initiator和target的port用于少有的SAS address,expander设备也是如此。下图是wide和narrow通过expander互联的连接图。

连接过程

  若initiator和target的PHY直连,即全部都在一个expander内,则PHY之间只有一个potential pathway存在。但是当两者之间需跨越expander则将有多条potential pathway。如下图HOST和机柜1之间的PHY只有一条potential pathway,但是HOST和机柜2之间则有4条potential pathway。由于相同链路和PHY之间会存在不同的potential pathway,那么必然会存在竞争。如机柜A和B之间只有4条potential pathway,如果两个HOST都发起请求,肯定有4个会失败。

连接过程

  当OPEN address的报文到达expander,如果该连接的path 资源已经已经被占用,那么将会blocked该forward进程,需要等待直到资源释放。也就是说,一条物理PHY间的链路,只能有一条一个方向的pathway存在。但是会出现一个deaklock。如下图,HOST1想和DISK4建立连接,而DISK4也想和HOST1建立连接,那么谁都无法占用这个pathway。这就好比一条独木桥上的两只山羊….

连接过程

  更复杂的情况如下:

连接过程

  如何从deadlock恢复?利用每个expander 的PHY的timeout定时器。此时会强制backoff该request为最低优先级并发送OPEN_REJECT的primitive dword。这会释放path 资源。若还是deadlock,那么pathway timeout会逐步让这些request expire,直到deadlock被打破。

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