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存儲極客 | 瓜哥圖解SAS RAID
2019.9.17

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://news.watchstor.com/news-154653.htm"

存儲極客這是一群存儲偏執狂為存儲而生,跟存儲死磕各具獨家秘笈有觀點,有碰撞,有干貨從2015年8月18起做客存儲極客欄目與你分享存儲里的那點事兒在《瓜哥圖解存儲協議》篇中,瓜哥圖文并茂的介紹了各類存儲系統使用的協議和接口。本篇,瓜哥將為大家講解存儲中高大上的RASRAID。四、各類存儲系統控制器HBA一覽通信是雙方的,上文中大家看到的只是硬盤外設一側的接口形態,所有設備必須被接入到IO通道控制器上,比如IDE需要接入到IDE控制器,SATA盤需要接入到SATA控制器,SAS接入到SAS控制器,SCSI、PCIE等各自也都有各自的控制器。這些IO通道控制器在后端通過各自的連接器將1個、2個或者多個設備通過各自不同的總線方式掛接上,在前端則通過PCIE或者內部私有總線與系統IO橋相連,IO橋在通過更高速的總線連接到CPU。所以這類控制器又被稱為總線適配器,如果將這類IO控制器做成一張板,插到PCIE槽上與IO橋相連,則稱之為HostBusAdapter,HBA。當然,PCIE控制器是直接集成到CPU里的,PCIE設備是直接連接到CPU而不需要HBA,最多用個連接器轉接板將CPU上的PCIEIO管腳連接到外部連接器或者插槽上。1.SATA、IDE、PCIE、emmc、ufs這些協議的接口控制器,由于太過常用,一般都被集成到系統IO橋芯片中了。不需要轉接到PCIE外擴出HBA來。2.SCSIHBA:498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850261.png"width="558"height="407">3.FCHBA498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850262.jpg"width="223"height="244">4.SASHBA498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850263.png"width="228"height="215">5.以太網HBA498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850264.jpg"width="246"height="178">6.InfinibandHBAIB體系習慣把HBA叫做HCA(HostChannelAdapter)498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850265.jpg"width="210"height="188">五、帶RAID功能的HBA被稱為RAID卡在HBA上增加或者增強對應資源,比如嵌入式CPU、板載DRAM、硬加速計算邏輯等,便可實現各種RAID了,此時HBA上報給OS的并不是其下掛的物理資源,而是經過RAID虛擬化之后邏輯資源。由于提升了并發性,增加了WriteBack模式的緩存并加以電池或者超級電容保護,這些邏輯資源擁有更高的速度、更好的時延和更好的可靠性。SATARAID卡498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850266.png"width="154"height="173">SASRAID卡498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850267.jpg"width="344"height="197">六、SASSATA硬盤、HBA、接入到服務器中的方式下圖是最早期的SCSI硬盤的接入方式,由于采用總線結構,背板可以做成無源背板,而且走線十分方便,大部分導線被焊接到背板的PCB上,只留一個鏈接器連接到SCSIHBARAID卡即可。由于SCSI底層接口已經被淘汰,不多描述。498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850268.png"width="321"height="196">1.SAS卡直連無源背板形式。該形式下,SAS卡(不管是HBA還是帶RAID功能的HBA)采用x4的線纜直接連接到背板上的連接器,背板上每4個硬盤接口被導入到一個x4的連接器上從而直接連接到SAS卡。也就是說,如果有16塊盤,那么背板需要出4個x4連接器,分別連接到SAS卡一側的一個x4連接器上,前提是SAS卡必須支持對應數量的直連設備。目前Adaptec的12GbSASHBA可以單芯片最大直連16個SAS設備,為接入密度最大的產品。498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-05160519111850269.png"width="558"height="265">2.SAS卡連接帶Expander的有源背板形式。有些型號的SAS卡最大只能直連8個設備,而有些服務器比如DellR910,其前面板有12個硬盤槽位。此時,只能靠SASExpander(簡稱EXP)了。12個槽位先連接到EXP498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-051605191118502610.png"width="281"height="170">3.SAS卡連接Expander子板再連接無源背板的形式。有些時候服務器廠商不想為了增加一個Expander而再制作一款背板,而是想利用現有的無源背板,比如支持16盤位的無源背板,再加上一小塊子板,將Expander放在這個子板上,再將這個子板與SASHBA及背板分別連接起來。下圖是DellR730服務器的硬盤連接部分的俯視圖。可以看到那塊黃色的子卡,其背面有一塊SASExpander芯片,北向采用4個x4接口連接到SASHBA,南向采用連接器與無源背板相連。498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-051605191118502611.png"width="359"height="215">4.SAS卡直連設備無背板形式。這種形式下,SASSATA盤直接放到服務器托架上,比如PC機,不提供背板。此時需要使用1分4的線纜,x4那頭接到SAS卡上,分出來的4個數據口分別接一個SASSATA設備。1分4的線纜如下圖所示。498)this.width=498;border="1"alt=""src="http:www.chinastor.orgupload2016-051605191118502612.png"width="131"height="126">5.SAS連接到服務器機箱外置的JBOD形式。這種形態并無本質上的變化,只是要求HBA提供外置接口,用外置線纜,硬盤和背板放到單獨的箱子中。一般JBOD上的背板都是帶Expander的,這樣可以只保留一兩個上行接口即可。標簽:RAIDSAS

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