世界在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上正變得更加的互聯(lián)互通，龐大的事務(wù)與信息量對IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，在智慧的地球上，人們需要一種快捷靈活的虛擬化結(jié)構(gòu)。從另一個數(shù)據(jù)可以得知：支付寶現(xiàn)在每天新增的記錄數(shù)大約為3億條。面對這樣的海量數(shù)據(jù)，必然需要巨大容量的存儲終端，提供高可靠性與容錯技術(shù)，并擁有較強的可擴展能力。

    SAS技術(shù)應(yīng)用于各存儲節(jié)點中可提供高性能，高可靠的磁盤連接和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。6GB SAS單PHY（外部信號接口的芯片）帶寬可達到600MB/S，SAS技術(shù)通過Expander（級聯(lián)器）最多可以支持16 000個設(shè)備，為存儲體系大的擴展容量提供了基礎(chǔ)。

1 SAS技術(shù)原理

    1.1通過SAS體系層次結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可靠傳輸

    SAS體系引入分層結(jié)構(gòu)，每層負(fù)責(zé)一定的功能各司其職，從而保證數(shù)據(jù)有效穩(wěn)定的傳輸。每層描述了不同的功能，通過請求，指令，應(yīng)答和其他信息來完成相互之間的通信。

    傳輸層用于SAS幀的封裝與解析，將構(gòu)造的幀發(fā)送出去或解析收到的幀，圖1為應(yīng)用層發(fā)送讀命令時的幀傳輸序列。

圖1讀命令幀傳輸序列

    端口層把幀按目標(biāo)地址加入隊列中，向鏈路層申請鏈接發(fā)送幀到鏈路層。其主要用于負(fù)責(zé)發(fā)起，重試連接請求，發(fā)送數(shù)據(jù)到鏈路層以及關(guān)閉連接。

    鏈路層是SAS協(xié)議的核心層，用于發(fā)送地址幀并請求連接，為幀加入CRC（Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余檢驗），產(chǎn)生原語，檢查和刪除原語，通過摻雜字符來減少EMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾），管理時鐘和速率同步，支持流控和接受幀確定。

    物理層用于在發(fā)送和接受碼流時進行8B/10B編碼和解碼，用以保證直流平衡，即出現(xiàn)連續(xù)的5個“1”或“0”后插入一位“0”或“1”，這樣避免了高速串行信號多個位沒有變化而造成的信號錯誤；還用于接受差分信號，增強噪聲抑制，提高信號完整性。

    1.2面向連接的通信過程

    連接是指在啟動器和目標(biāo)器之間暫時的聯(lián)合，為保證數(shù)據(jù)的可靠性，SAS啟動器和目標(biāo)器端口之間要想進行通信，必須先建立連接。圖2為LeCroy協(xié)議分析儀抓幀情況，建立連接的大致過程為啟動器端口先發(fā)送open地址幀，目標(biāo)器端口接收到open地址幀后返回open_accept表示同意建立這次連接，最后雙方返回DONE NORMAL關(guān)閉對話。

    open地址幀中指定使用SSP（Serial SCSI Protocol，串行SCSI協(xié)議），STP（Serial ATA Tunnel Protocol，串行ATA通道協(xié)議），SMP（Serial Management Protocol，串行管理協(xié)議）三種協(xié)議之一進行通信，SAS端口支持的最大連接數(shù)不超過SAS端口內(nèi)PHY的數(shù)量，也就是說，每個PHY只支持一個連接。一旦連接建立，物理路徑就已確定，在連接的生命周期中不再改變。

圖2 LeCroy協(xié)議分析儀抓幀情況

    1.3可靠的SAS數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)

    數(shù)據(jù)的傳輸過程是以幀的形式進行的，傳輸之前也必須先建立連接。對于SSP幀來說，如圖3，每個SSP幀在傳輸過程中是由若干個Dword（雙字）組成的，每個幀的前端都會加入一個SOF（Start Of Frame primitive，幀傳輸開始原語），并在結(jié)尾加上CRC效驗和EOF（End Of Frame primitive，幀傳輸結(jié)束原語）。對于STP幀來說，SAS是支持SATA的，這體現(xiàn)在STP上，在SATA設(shè)備看來，自己連接的是SATA主機適配器，實際情況卻是SAS主機進行了SATA翻譯工作，STP傳輸和SSP幀的傳輸類似，但是STP可構(gòu)造最大8K的數(shù)據(jù)幀，而SSP最大的數(shù)據(jù)幀為1K。

圖3 SSP幀結(jié)構(gòu)

2 SAS的存儲擴展解決校園網(wǎng)擴容

    隨著教育業(yè)計算機的廣泛應(yīng)用，一些校園網(wǎng)的數(shù)據(jù)量急劇膨脹，迫切需要擴充計算機存儲系統(tǒng)，這里提供了一種高可靠的存儲系統(tǒng)解決方案�？紤]到學(xué)校需要投資保護，這需要擴容必須建立在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上，所以采用NAS(Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)連接式存儲)構(gòu)架，保證系統(tǒng)的安全殼可靠，也易于管理。圖4為校園網(wǎng)的擴容拓?fù)鋱D，采用SAS技術(shù)的存儲陣列直接通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到網(wǎng)絡(luò)上，只需簡單配置一下IP地址，就可以被網(wǎng)絡(luò)上的用戶所共享，存儲系統(tǒng)采用SAS連接技術(shù)，不僅提供高速數(shù)據(jù)傳輸，更重要在數(shù)據(jù)可靠性上體現(xiàn)優(yōu)勢。校園網(wǎng)擴容大小可通過增減級聯(lián)Expander設(shè)備來達到理想容量。

圖4校園網(wǎng)擴容拓?fù)?/p>

    在圖4SAS體系中，包含了多個級聯(lián)器Expander，Expander設(shè)備屬于SAS域中服務(wù)傳輸子系統(tǒng)中的一部分，它讓多個SAS設(shè)備可以進行通信，Expander設(shè)備可包含多個SAS盤，而Expander可以級聯(lián)另外的Expander設(shè)備，通過不同的路由算法，啟動器便可以訪問到任意一個SAS域中的SAS終端。

3 結(jié)束語

    在計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達的今天，云存儲時代已經(jīng)來臨，而云存儲節(jié)點的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸速度將直接影響云計算性能。SAS可提供高速的數(shù)據(jù)存儲方式。SAS域豐富的級聯(lián)結(jié)構(gòu)，不僅啟動器可快速的定位到目標(biāo)器，在Expander的幫助下，單個SAS域最多包含16K個SAS終端設(shè)備，能夠適應(yīng)日益增長的數(shù)據(jù)量的要求，同時SAS協(xié)議兼容SATA設(shè)備，讓磁盤陣列不僅可以使用高速的SAS硬盤和固態(tài)硬盤，還可以兼容廉價的SATA硬盤，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：基于SAS體系的存儲擴容技術(shù)

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/consultation/1083968800.html