SAS (Serial Attached SCSI) 技術詳解

（一）什麼是SAS SAS（Serial Attached SCSI）即串列SCSI技術，是一種磁碟串連技術，它綜合了並行SCSI和串列串連技術（如FC、SSA、IEEE1394等）的優勢，以串列通訊協議為協議基礎架構，採用SCSI-3擴充指令集，併兼容SATA裝置，是多層次的存放裝置連線協定棧。 說到SAS，自然會聯想到在儲存上廣泛使用的另外一種磁碟通道串連技術：FC（光纖通道），這裡將2種磁碟通道串連技術做一個簡單的對比。
FC 優點：基於Fabric Channel環路協

       （一）什麼是SAS

       SAS（Serial Attached SCSI）即串列SCSI技術，是一種磁碟串連技術，它綜合了並行SCSI和串列串連技術（如FC、SSA、IEEE1394等）的優勢，以串列通訊協議為協議基礎架構，採用SCSI-3擴充指令集，併兼容SATA裝置，是多層次的存放裝置連線協定棧。

       說到SAS，自然會聯想到在儲存上廣泛使用的另外一種磁碟通道串連技術：FC（光纖通道），這裡將2種磁碟通道串連技術做一個簡單的對比。

       FC

      

優點：基於Fabric Channel環路協議基礎上的串列技術，通過給後端磁碟提供頻寬2.0Gbit/s或者4.0Gbit/s的FC環路來進行磁碟的串連；FC線纜的串連距離遠，比較容易擴充，是目前廣泛採用的磁碟通道串連技術之一。

       缺點：FC介面速率雖然能到2.0Gbit/s或者4.0Gbit/s，但由於FC磁碟通道工作於環路模式下，一個光纖環路在同一時間只能實現單個磁碟的I\O，導致FC頻寬不能被充分利用，並且影響到磁碟並行訪問的效能。

       SAS

       優點：SAS具備目前磁碟通道技術裡面的最高介面速率，通過採用通道合并技術，SAS支援將多個phy合入一個port，可提供高達幾十G的通道頻寬，比如常用的4*SAS寬連接埠，頻寬可達12Gbit/s；SAS的交換構架支援多個裝置的擴充，一個SAS域理論上最多可接16128個裝置，同時SAS裝置支援24×7的多線程設計，可滿足多任務的應用；SAS裝置基於目前儲存領域最成熟的SCSI技術，可相容SATA，這使得SAS通道技術具備廣泛的適用範圍和良好相容性。

       缺點：由於與SAS通道技術配合的SAS磁碟價格偏高，目前主要應用於企業級場合。

       小結：SAS作為磁碟通道技術，在介面頻寬、工作效能、可擴充性、組網應用、可靠性等方面，有著突出的優勢，尤其適合應用於企業級系統。

       （二）SAS的交換構架

       要瞭解SAS的構架，先弄清幾個概念：

       SAS Phy：一個phy即是一個transceiver，每個phy都有一個SAS addresss，和一個唯一的identifier；
       SAS Port：一個port包含一個或一組phy，每個SAS PORT有一個唯一的SAS地址，同一個Port中的所有phy共用一個address，即一個port只有一個SAS address；
       SAS device：一個SAS device可以包括一個或多個SAS port，device裡的每個phy有一個獨立的identifier。

                                                              圖1 SAS device,SAS port,SAS phy關係

       End device：是一種SAS device，SAS物理串連的末端裝置，例如HBA卡、Disk driver都是end device；
       Expander device：包括Edge expander device和Fanout expander device Fanout expander device：起中心交換作用，既可以直接連接到end device，也可以串連到edge expander device； Edge expander device：一般用於串連fanout expander device和end device，也可以串連其它的edge expander device，一個edge expander set中只能包含128個SAS
address。

                                                                          圖2 SAS Expander拓撲構圖

       Domain：即整個SAS交換構架，由SAS device和SAS expander device組成，其中Device又區分為Initiator和Target，它們可以直接對接起來，也可以經過Expander進行串連，Expander起到通道交換或者連接埠擴充的作用，如所示：

                                                                               圖3 SAS交換構架

       每一個SAS initiator port和SAS target port都有一個單獨的SAS address，expander device也有自己單獨的一個SAS address，SAS的交換比較簡單，直接用port的SAS address作為交換路由表的內容，沒有任何轉換過程，一般的交換方法有如下三種：

       理論上，每個"Edge Expander Set"可以支援128個port，每個SAS Domain可以有128 個"Edge Expander Set"，這樣每個SAS Domain中最多可以有128 x 128 = 16384 個port。當然，這並不是說每個SAS Domain可以串連16384 個磁碟和SAS適配器，因為"Fanout Expander"與"Edge Expander"相串連時，會佔用一部分port。如果128 個"Edge Expander"全部串連到"Fanout
Expander"，內部互聯至少要佔用256個port。也就是說，一個SAS域理論上可以串連16384 - 256 = 16128個SAS End Device。對比光纖環路126 個device的上限，16128 這個數字仍然是非常可觀。