Главная
Перспективы интерфейса SAS в системах хранения данных PDF Печать E-mail
Автор: Андрей Тюшкин   

В последнее время отрасль систем хранения данных (СХД) претерпевает значительные изменения, связанные с модернизацией устройств, обеспечивающих обработку и хранение информации. Улучшение качественных характеристик СХД - это результат активной разработки новых аппаратных интерфейсов. В свою очередь, развитие интерфейсов и перспективы их применения в проектировании систем хранения данных во многом зависят от целого ряда требований, предъявляемых к современным СХД: это высокая производительность, надежность и масштабируемость, возможность передачи информации на определенное расстояние, а также удобство эксплуатации и обслуживания оборудования.

Параллельные миры

С начала 80-х гг. прошлого столетия технологии параллельной передачи информации получили широкое распространение при проектировании высокопроизводительных серверов и систем хранения данных. Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface), разработанный более 20 лет назад, стал первой интеллектуальной системной шиной, обеспечивающей высокую скорость передачи данных и совместное функционирование разнообразных периферийных устройств. SCSI позволяет создавать масштабируемые СХД, подключая к одному контроллеру до 15 как внешних, так и внутренних устройств, работающих под управлением различных ОС. При этом одно периферийное устройство может предоставлять свои ресурсы сразу нескольким серверам, подключенным к общей шине SCSI. Для поддержки работы дисковых накопителей ПК в 1986 г. была разработана спецификация интерфейса IDE/ATA (AT Attachment), призванного стать недорогой альтернативой SCSI. Особенность интерфейса ATA - реализация большей части функций контроллера непосредственно в самом накопителе, что существенно упрощает хост-адаптеры и снижает стоимость оборудования. Благодаря невысокой цене устройств, простоте их установки и эксплуатации интерфейс ATA получил широкое распространение в персональных компьютерах и недорогих системах хранения данных начального уровня. Несмотря на популярность параллельных интерфейсов, оба они, как SCSI, так и ATA, имеют целый ряд ограничений, связанных с архитектурными особенностями, и, как следствие, не отвечают всем требованиям современных приложений. В частности, задержки в передаче сигналов и их взаимное влияние, зависимость скорости передачи информации от качества кабелей и разъемов, необходимость терминации шины и ограниченное число устройств, подключаемых к контроллеру, не позволяют достичь высокой производительности систем хранения данных.

"Продвинутые" интерфейсы

Поставив перед собой задачу преодолеть ограничения, характерные для параллельных интерфейсов, ведущие мировые производители серверов и СХД объединили свои усилия с целью создать новый интерфейс, лишенный большинства недостатков SCSI. В результате в 1994 г. Американский национальный институт по стандартизации (ANSI, http://www.ansi.org) утвердил интерфейс, получивший название Fibre Channel (FC). На сегодняшний день последовательный интерфейс FC отличается высокой скоростью передачи данных (до 4 Гбит/с) и поддерживает соединение серверов и СХД на расстоянии до 100 км. Кроме того, FC широко применяется при проектировании высокоскоростных сетей хранения данных (SAN). Использование этого интерфейса позволяет также создавать отказоустойчивые СХД, бесперебойное функционирование которых достигается за счет построения географически распределенных систем и резервирования каналов передачи информации. Основной недостаток интерфейса Fibre Channel - довольно высокая стоимость решений на его базе, что делает неэффективным и экономически нецелесообразным его применение при проектировании решений начального уровня. Последовательный интерфейс Serial ATA (SATA), спецификация которого была выпущена в 2001 г., в значительной мере снял эти ограничения. На сегодняшний день пропускная способность шины SATA достигает 1,5 Гбит/с, и уже в самое ближайшее время ожидается появление на рынке устройств со скоростью 3 Гбит/с. Следует особо отметить, что, в отличие от АТА, последовательный интерфейс SATA поддерживает горячую замену устройств, а RAID-контроллеры на базе SATA вполне могут конкурировать с недорогими массивами SCSI. Тем не менее, несмотря на очевидные преимущества, интерфейс SATA не поддерживает ряд функций, имеющих большое значение для систем хранения данных. Прежде всего речь идет о последовательном включении и раскручивании дисков в массиве. При использовании шины SATA происходит одновременный старт всех накопителей, что может привести к перегрузке в цепях питания (отчасти эту проблему удалось решить во второй версии интерфейса SATA). Кроме того, SATA не поддерживает очередь команд, что негативно сказывается на производительности приложений, связанных с большим количеством операций ввода-вывода. Очередь команд NCQ была включена в спецификацию SATA II, однако длина ее невелика. Наконец, в случае SATA устройства работают с контроллером по принципу "точка-точка", что не позволяет создавать сети хранения данных. Таким образом, применение SATA наиболее эффективно в недорогих серверах, рабочих станциях и ПК, где упомянутые выше недостатки непринципиальны.

Подробнее...
 

Кто на сайте

Сейчас 2 гостей онлайн

Вход / Выход