串行连接SCSI技术概览

"SAS Technical Overview_2002_04_29" 本文将深入探讨串行连接SCSI（Serial Attached SCSI，简称SAS），这是由Rob Elliott于2002年4月29日在Compaq Computer Corporation提出的技术概述。这份文档基于T10/02-157r0的串行连接SCSI工作草案，并涵盖了SAS的基础知识，包括物理层、链路层、传输层和应用层等多个方面。 首先，串行连接SCSI（SAS）是一种基于串行协议的SCSI标准，旨在替代传统的并行SCSI接口。它引入了串行SCSI协议（SSP），这是一种高效、低延迟的通信协议，专为SAS设备设计。SAS的目标是提供高性能、高可靠性和扩展性，适用于存储区域网络（SANs）和其他大规模存储环境。 接着，SAS在物理层中使用串行ATA（SATA）的物理层标准，但通过串行ATA隧道协议（STP）实现了与SATA设备的兼容性。STP允许SATA设备在SAS环境中运行，而无需修改硬件。此外，SAS还引入了串行管理协议（SMP），用于扩展器之间的通信和管理，增加了对SATA设备的寻址功能，增强了整个系统的可扩展性。 在物理层，SAS使用双绞线电缆和小型串行连接SCSI（SFF-8088或SFF-8087）连接器，以及特定的电气规格，如高速数据传输率。8b/10b编码技术被用作物理层的编码方式，以确保数据的正确传输，并提供额外的错误检测功能。此外，还有开销通道（Out-of-Band，OOB）通信，用于管理和控制信号。 链路层负责建立和维护SAS设备间的连接，通过一系列的原语操作，如初始化、连接和断开连接等。SAS的链路层还支持多种数据传输模式，如简单交换协议（SSP）用于SAS设备间的数据传输，串行ATA隧道协议（STP）用于SATA设备，以及串行管理协议（SMP）用于系统管理和配置。 传输层则定义了SSP、STP和SMP帧结构，这些帧结构在SAS网络中承载数据和控制信息。SSP帧主要用于SCSI命令和响应的传输，STP帧则用于封装SATA数据包，而SMP帧则用于执行扩展器管理任务。 应用层，即SCSI模式页，这部分规定了SAS设备如何使用SCSI命令集来控制和配置存储设备。模式页包含了设备的参数和配置信息，允许系统管理员进行详细的设备管理和优化。 最后，SAS系统通常包含扩展器，它们是简单的虚拟电路开关，能够连接多个SAS端点，如硬盘驱动器或控制器。扩展器使得SAS架构可以轻松扩展，支持更多设备，同时保持高效的数据传输。 总结来说，SAS技术是一个高度集成和灵活的存储解决方案，它结合了SCSI的高性能和SATA的低成本优势，通过扩展器和各种协议，实现了大规模存储系统的高效管理和扩展。这种技术在2002年的背景下，对于数据中心和企业级存储解决方案的发展起到了重要作用，并且其核心概念至今仍广泛应用于现代存储系统中。