從無到有了解SAS技術與SAS硬盤
2020-07-21 19:29:25
供稿：網友
存儲領域的磁盤介質是最關鍵的設備，所有數據和信息都要存放在磁盤介質上。而數據的讀取速度則是由磁盤介質的連接接口決定的。以往我們都是通過SCSI或者SATA接口及硬盤來完成數據存儲工作。不過近些年一個新型技術越來越得到中小企業甚至是大型企業的青睞。就是SAS技術以及與之相對應的SAS硬盤。今天我們就從無到有的來了解下什么是SAS技術以及使用SAS硬盤的優勢。
一、常見磁盤技術與接口類型優劣:
網絡存儲設備目前大致可分為三大類，即高端中端和近端(Near-Line)。高端存儲設備主要是光纖通道為主，由于光纖通道傳輸速度很快，所以高端存儲光纖設備大部分應用于任務級關鍵數據的大容量實時存儲上。中端存儲設備主要是SCSI設備，他的歷史也很悠久，應用于商業級的關鍵數據的大容量存儲。近端是近年來新出現的存儲領域，其產品主要是串行ATA(Serial ATA，縮寫為SATA)，應用于非關鍵數據的大容量存儲，目的是替代以前使用磁帶的數據備份。
光纖通道存儲設備的最大優勢就是傳輸速度快，但是他的價格很高，維護起來也相對麻煩;而SCSI設備存取速度相對比較快，價格位于中等位置，但是他的擴展性稍微差一點，每個SCSI接口卡最多只能連接15個(單通道)或者30個(雙通道)設備。SATA則是近幾年飛速發展的技術，他的最大優勢就是價格便宜，而且速度并不比SCSI接口慢多少，隨著技術的發展SATA的數據讀取速度正在接近并趕超SCSI接口。另外由于SATA的硬盤價格越來越低，容量越來越大，逐漸可以用于數據備份。
因此傳統的企業級存儲由于考慮到性能和穩定性，以SCSI硬盤和光纖通道為主要存儲平臺，ATA則多用于非關鍵性資料或桌面個人計算機上，不過隨著SATA技術的興起與SATA設備的成熟，這個模式正在被改變，越來越多的人都開始關注SATA這種串行數據存儲連接方式。
二、什么是SAS技術?
正因為SATA技術的飛速發展以及多方面的優勢，才會讓更多的人考慮能否存在一種方式可以將SATA與SCSI兩者相結合，這樣就可以同時發揮兩者的優勢了。在這種情況下SAS應運而生。
SAS是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，提供與串行ATA(Serial ATA，縮寫為SATA)硬盤的兼容性。
SAS的接口技術可以向下兼容SATA。SAS系統的背板(Backplane)既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅動器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅動器。因為SAS驅動器的端口與SATA驅動器的端口形狀看上去類似，所以SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在于一個存儲系統之中。但需要注意的是，SATA系統并不兼容SAS，所以SAS驅動器不能連接到SATA背板上。由于SAS系統的兼容性，IT人員能夠運用不同接口的硬盤來滿足各類應用在容量上或效能上的需求，因此在擴充存儲系統時擁有更多的彈性，讓存儲設備發揮最大的投資效益。說白了SAS接口技術就是使用串行接口的SCSI硬盤，他和SATA硬盤是兼容的，我們可以在SAS接口上安裝SAS硬盤或者SATA硬盤。
三、SAS技術的優勢:
正如前面所說SAS技術與SAS硬盤是在人們希望發揮SATA與SCSI接口共同優勢的基礎上誕生的。那么集中兩者優勢形成的SAS到底在哪些方面存在過人之處呢?
(1)SAS技術降低了磁盤陣列的成本:
以往不管使用SCSI接口還是FC光纖接口，當一個廠商生產磁盤陣列柜時需要的技術是非常高的，成本也很高，因為存儲設備廠商目前投入相當多的成本以支持包括光纖通道陣列、SATA陣列等不同的存儲設備。而SAS技術具備簡化內部連接設計的優勢，可以通過共用組件降低設計成本。這樣就可以花更少的錢享受SCSI接口的性能。
(2)串行接口讓傳輸性能提高:
串行SCSI是點到點的結構，可以建立磁盤到控制器的直接連接。通過點到點技術可以減少了地址沖突以及菊花鏈連結的減速，為每個設備提供了專用的信號通路來保證最大的帶寬，并且每個傳輸通道都是在全雙工方式下進行的?？偟恼f來他的性能要比傳統SCSI更高。
(3)更好的擴展性能:
上面筆者也提到了SCSI接口的擴展性能一般，最多只能連接15個(單通道)或者30個(雙通道)設備。而經過改良后的SAS接口則大大不同，SAS結構有非常好的擴展能力，最多可以連接16384個磁盤設備。
(4)安裝更簡單:
SAS接口使用更細的電纜搭配更小的連接器，一方面節約了服務器或存儲設備的空間，另一方節省了空間，從而提高了使用SAS硬盤服務器的散熱、通風能力。而傳統的SCSI接口使用較大的并行電纜，這會帶來部分電子干擾，采用SAS的電纜結構就不會出現此問題。另外每個SAS電纜有四根電纜，兩根輸入兩根輸出。SAS可以同時進行數據的讀寫，全雙工的數據操作提高數據的吞吐效率。
(5)更好的兼容性:
正如上文所說我們在SAS接口卡上安裝SATA設備也是可以正常工作的，這樣就讓我們的存儲系統應用更加靈活，可以根據實際需求選擇SAS磁盤或者SATA磁盤，降低了成本的同時也保證了性能。對于對數據讀取速度要求不高的地方可以使用SATA設備替代SAS設備。
總的來說SAS技術是結合了SATA與SCSI兩者的優點而誕生的，同時串行SCSI(SAS)是點到點的結構，因此除了提高性能之外，每個設備連接到指定的數據通路上提高了帶寬，從而為數據傳輸與存取提供了必要保障。
四、實施SAS需要哪些設備?
由于SAS技術僅僅是在SCSI基礎上對連接接口進行了改進，從并行接口改變成串行接口。所以在使用和設置上和原來的SCSI存儲技術非常類似。和SCSI設備一樣我們需要SAS接口卡和SAS磁盤兩部分來組建SAS系統。
(1)SAS接口卡:
由于大部分主板都沒有提供SAS模塊功能，所以我們只能通過SAS接口卡(擴展卡)來實現SAS系統的搭建。目前LSI Logic和Adaptec兩大公司都提供了基于SAS技術的接口卡，我們購買回來直接安裝在主板的插槽上即可。
(2)SAS磁盤:
從大小上來說SAS磁盤主要有兩種，一種是2.5英寸的，另一種是3.5英寸的，具體選擇哪個要看我們SAS接口卡上支持哪種。另外磁盤轉速基本在10000RPM到15000RPM之間。日立，富士通，老希捷，老邁拓都生產過SAS磁盤。
總結:
SAS技術是SCSI與SATA兩者的完美結合，在功能上將SCSI比了下去，在兼容性上又可以與SATA設備正常連接，因此很多存儲廠商都認為SAS技術將取代并行SCSI。筆者也認為在不久的將來，SAS技術會在中端市場和近端市場有驚人的表現，未來趕超和取代FC光纖設備也不是沒有可能。
