0,0
рейтинг
20 марта 2013 в 18:47

Разработка → Живучий SCSI

Раз уж мы начали рассматривать историю хранения данных — познакомимся поближе с одной из технологий, которую мы в прошлой статье упомянули только вскользь. Удивительно в этой технологии то, что, появившись в самом начале 80-х, она с разными изменениями дожила до современности, и не собирается уступать позиции. Речь пойдет о SCSI.

«Отцами-основателями» SCSI можно считать компанию Shugart Associates, стандарт из которого родился впоследствии SCSI изначально носил слегка неблагозвучное для русского уха название SASI (Shugart Associates System Interface). Компания эта, ныне не так широко известная, в конце 70-х практически доминировала на рынке дисководов, и именно эта компания предложила популярный формат 5¼ дюймов. Контроллеры SASI обычно были размером в половину диска и подключались 50-пиновым плоским кабелем, который впоследствии стал коннектором SCSI-1.



За переименованием стандарта стоял ANSI, к 1982 году разработавший стандарт этого интерфейса. Дело в том, что политика ANSI не разрешает использовать названия компаний названии стандартов, поэтому SASI был переименован в «Small Computer System Interface», что и дало знакомую нам аббревиатуру. «Отец» стандарта Ларри Бушер (Larry Boucher) хотел, чтоб эта аббревиатура читалась как «сэкси», но прочтение от Дал Аллана (Dal Allan) «сказзи» прижилось больше.

Несмотря на то, что в основном SCSI ассоциируется с жесткими дисками, этот стандарт позволяет создавать практически любые устройства, подключаемые по данному интерфейсу. Со SCSI выпускалась масса устройств: жесткие диски, магнитооптические накопители, CD и DVD приводы, стриммеры, принтеры и даже сканеры (LPT порт был слишком медленным для работы цветных сканеров высокого разрешения).

Несмотря на то, что в большинстве «простых компьютеров» SCSI как интерфейс не встречается, набор команд этого стандарта широко используется. Например, набор команд SCSI программно реализован в едином стеке Windows для поддержки устройств хранения данных. Так же, практически стандартом стала реализация команд SCSI поверх IDA/ATA и SATA интерфейсов, используемых для работы с CD/DVD и BlueRay, названная ATAPI. Так же эта система команд, реализованная поверх USB, стала частью стандарта Mass Storage Device, что позволяет использовать любые внешние USB хранилища данных.



Исторически, первым интерфейсом стал Parallel SCSI, использующий коннекторы на 50, 68 и 80 пин, расположенные на плоском кабеле, часто экранированном. Этот стандарт развивался на протяжении многих лет, пройдя путь от 40 МБит/с в SCSI-I до 5120 МБит/с в Ultra-640 SCSI. Несмотря на этот прогресс, данный интерфейс уже признан устаревшим, и заменяется более продвинутым решением в виде Serial Attached SCSI (SAS), но про SAS — немного позже. Пока давайте посмотрим, какие еще интерфейсы кабелей использовались в SCSI.

Реализация протокола SCSI по оптическим волоконным каналам, получившая название FCP (Fibre Channel Protocol или FC), позволяет добиваться высоких скоростей и использовать соединительные провода большой длины (до десятков километров с использованием одномодовой оптики). Из-за высокой стоимости используется в больших сетях обработки данных. Сегодня FC используется только для так называемого «фронт-энда», то есть для подключения компьютеров (в основном серверов) к системам хранения данных.



iSCSI, как понятно из первой буквы в названии — служит для обработки SCSI комманд через Интернет, но чаще всего используются все-таки в локальных IP-сетях компаний. Так как этот стандарт, в отличие от FCP, не требует дорогостоящего оборудования, он часто выступает в роли более дешевой замены «оптики». Основные два сценария применения данного стандарта — консолидация хранения данных (данные вместо разрозненных сетевых хранилищ собираются в одном месте, чаще всего в датацентрах) и защита от сбоев (iSCSI позволяет прозрачно для потребителей перемещать дисковые массивы по глобальной сети). iSCSI сильно зависит от физического и канального уровней сетевой модели, определяющих скорость и максимальные задержки в среде. Так, iSCSI на 1Gb/s Ethernet позволял передать всего лишь до 100МБ/с. Гораздо лучше дела обстоят в сетях 10GE, но технологии 10GE только сейчас отвоевывают себе значительные сегменты в корпоративных сетях.

SCSI RDMA Protocol (часто сокращаемый до remote SCSI) позволяет одному компьютеру подключиться к ресурсам другого, используя протокол удаленного прямого доступа к памяти. Так как RDMA отличается низкой латентностью и высокой пропускной способностью — наибольшее применение он получил в кластерах.

USB Attached SCSI — тоже понятно из названия. Реализует подключение SCSI через USB-интерфейс. В теории способен обеспечивать скорость до 3200 МБит/с.

Serial Attached SCSI — наиболее распространенный сейчас вид интерфейса, вытесняющий старый параллельный вариант. Обеспечивает скорость до 6 Гбит/с (вариант на 12 Гбит/с находится в активной разработке и будет выпущен летом 2013 года). Этот протокол является «ближайшим родственником» используемого сейчас повсеместно SATA, более того — SATA устройства можно подключать к SAS контроллерам. В обратную сторону, правда, это не работает, и даже разъем SAS сконструирован так, чтоб не дать это сделать (разве что сборщик системы будет ну очень сильным).

В отличие от старого параллельного SCSI, SAS системы обладают следующими достоинствами:

— меньшее количество сигнальных линий, поэтому более компактные провода;
— использование соединения точка-точка, в отличии от P-SCSI, использовавшего шину, из-за чего одновременно с контроллером могло работать только одно устройство;
— SAS не нуждается в специальной насадке-терминаторе на кабель;
— новый протокол не страдает от проблемы не одновременного прохождения сигнала по разным проводам в шине;
— разительно выросло количество одновременно поддерживаемых устройств, старые SCSI поддерживали от 8 до 32, новые — более 16384;
— SAS дает более высокую пропускную способность, а что особенно хорошо — эта пропускная способность эффективно используется между каждым инициатором и целевым устройством, в то время как на параллельном SCSI пропускная способность шины делилась поровну между всеми устройствами;
— совместимость с устройствами SATA



Неразрывно с историей хранения данных, SCSI и SAS связанна и история компании LSI. Будучи одной из первых в мире компанией, внедривших устройства ASIC (Application Specific Integrated Circuit) — специализированные микросхемы, направленные на выполнение выделенных задач, LSI не могла пройти мимо настолько бурно развивающейся области. Для LSI история SCSI началась с приобретения в 1998 году подразделения Symbios, в свое время бывшей частью NCR, AT&T и Hyundai. Это подразделение было основано в NCR в 1971 году и на момент приобретения было производителем SCSI-адаптеров. Спектр устройств, выпущенных LSI, начинается с микросхемы LSI53C825AE, позволявшей пропустить до 20MB/s данных и соответствовала стандарту Fast Wide SCSI. В процессе развития была разработана так называемая архитектура Fusion-MPT (Message Passing Technology), позволяющая максимально «облегчить» драйвер устройства в операционной системе и ускорить процесс общения между компонентами подсистемы ввода-вывода. Эта технология дожила и до сегодняшних устройств SAS-3 (12Gbit/s), более чем на три порядка превосходящих по скорости первые чипы SCSI. Кроме контроллеров, для SCSI LSI также производила и другие микросхемы, такие как хост-адаптеры и конвертеры (расширители) SCSI.

Нельзя не упомянуть и еще один интересный факт. Совсем недавно компания Seagate анонсировала выпуск двухмиллиардного жесткого диска. Жесткий диск – это очень высокотехнологичное устройство, содержащее большое количество различных компонентов. LSI выпускала и продолжает выпускать довольно много микросхем для жестких дисков. Традиционно это был «Read Channel», сейчас для этого есть так называемые SOCs (System on Chip).



Еще одним крупным игроком на рынке SCSI была компания Adaptec. В отличие от LSI, всегда плотно работавшей с OEM-каналом, компания Adaptec в основном ориентировалась на готовые продукты, и поэтому более известна в мире IT под собственным именем. Около двух лет назад компания была приобретена производителем полупроводниковых устройств PMC и сейчас продукция компании носит название Adaptec by PMC. Компания также успешно пережила все поколения SCSI и теперь выпускает устройства для SAS.

История Parallel SCSI была долгой и бурной, но, в конце концов, закончилась. Уже более двух лет адаптеры P-SCSI не выпускаются, уступив технологии SAS, уже насчитывающей 2 поколения.

Надеемся, что наше знакомство с миром SCSI устройств было вам интересно, и в следующей статье мы продолжим его, рассмотрев SAS более подробно и в деталях.
Александр Зейников @alexzeynikov
карма
72,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Спецпроект

Самое читаемое Разработка

Комментарии (45)

  • 0
    приводы, стриммеры, принтеры и даже сканеры (LPT порт был слишком медленным для работы цветных сканеров высокого разрешения).

    Что значит даже? Для полиграфистов года эдак до 1997 SCSI только со сканнерами и ассоциировалась :)
    • +2
      Да, я помню как я не мог на работе поменять винду 98 на 2000, потому что к компьютеру надо было подключать скази сканер, а драйвера не было. Потом все таки нашел дрова и поставил вин 2000.
  • +8
    Интересно, можно ли использовать SCSI-сканер как загрузочное устройство? Живо представил себе альбом загрузочных открыток
    • +1
      мы когда-то думали о передаче данных через связку принтер+сканер+ридер. ну так, чисто поржать
      • +4
        SAS при особом умении можно использовать для передачи данных ;))
        • +1
          В смысле как сеть.
      • +3
        • 0
          мы про это году в 2003 думали :)
          • 0
            Очень низкие задержки и широкая полоса — 24Гбит/с в каждую сторону. Но нужно писать свои драйвера.
    • +43
      • +4
        Рука автоматически потянулась за распознавалкой QR-кодов в телефоне. Но, ведь, не сработает же. А жаль. :)
      • +1
        Фейк, не?
        • +1
          Угу, судя хотя бы по надписи "© Vladimirovich, Штурман" в правом нижнем углу.
        • 0
          Самый что ни на есть оригинал. Обратите внимание на знак © в левом нижнем углу.
      • +4
        Пишут, что способные видеть 3D-рисунки видят на этом «загрузочном листе» фигуру Гейтса.
        • 0
          Нет, Гейтса там нет. Как и парусника в фильме «Mallrats» :)
    • 0
      95 вроде так бутали
  • 0
    А FibreChannel до сих пор стоит эпических денег, несколько килобаксов за 16-портовый коммутатор.
    Я так подозреваю, что там все завязано на патенты и лицензирование, и поэтому вход на этот рынок очень дорог. Уже имеющиеся игроки рынка работают только на enterprise-сегмент.

    Я давно в этот рынок не заглядывал, может, уже появились какие-то SMB-решения на FC? Или SMB достаточно iSCSI?
    • 0
      SMB и на iSCSI неплохо живет, учитывая, что 10G сейчас уже себе может даже некрупная компания позволить, не что что провайдер. Ну а поверх него уже может жить хоть ZFS, хоть NFS, хоть вообще какое-нибудь мелкомягкое хранилище.
      • 0
        10GbE всё же дороговат, врядли в SMB готовы отдать 400к за один коммутатор.
        • 0
          Какие еще 400к? DGS-3420-52T 62 352 руб. по яндексу (он еще и офисную сетку разрулит). Плюс SFP плюс карточки… Даже так выйдет ну 200к, ну 250. Если компания дозрела до 10G, то это вполне подъемные деньги
          • 0
            DGS-3420-52T — гигабитный.
            Впрочем, к нам уже доехали Dell PowerConnect 8132, стоящие чуть около 10 килобаксов. Но всё равно это намного дороже SAS, а если на нём собирать ещё и офисную сетку, то нужен второй для фейловера.
            • 0
              У него 4 SFP+ под 1/10G
    • +1
      Есть коммутаторы SAS. Как раз для веб и смб.
  • –3
    В отличие от LSI, всегда плотно работавшей с OEM-каналом

    Угу:
    image
    • +4
      «Интенсивность запросов изображения превысила допустимый лимит. Изображение временно отключено».

      Radikal.Ru не подходит для употребления на Хабрахабре. Используйте Habrastorage, или TinyPic, или какой-нибудь другой хостинг картинок, не имеющий ограничений по числу зрителей их.
      • +1
        Да я в курсе, ещё бы хабрасторадж перестал играть в несознанку и стал меня узнавать…
        • 0
          Скорее всего у вас не передается заголовок Referer, включите для домена «habrahabr.ru» чтобы отдавался Referer, т.к. habrastorage.org/ подключает js «habrahabr.ru/whoami/», а там отдается код только если есть заголовок «Referer: habrastorage.org/»
        • 0
          imgur.com
      • –1
        Я использовал Habrastorage.
    • +5
      Уговорил наконец Хабрасторадж похостить мне картинку

      Хотя она уже всё равно никому не нужна =\
  • 0
    Да, а сейчас HP контроллеры не у нас OEM-ит. Только HBA.
    • 0
      Кстати о птичках: P400 и P800 можно под обычный LSI перешить?
      • 0
        Мне пока никто не рассказывал. Супермикру успешно перешивают.
  • 0
    Эх, на параллельном SCSI можно было делать такие замечательные кластера для нищих. На SAS уже не сделаешь так…
    • 0
      Ждите, скоро сделаем. Июль этого года.
      • 0
        Если вы о передаче данны через SAS, то это уже было давно. Посмотрите патч IP over SCSI.
        Я же про несколько другое — общая шина для разнесенных дисков.
        • +1
          Я про замечательные кластеры для нищих. Это будет называться Syncro CS. Два рейд-контроллера со специальной прошивкой в разных серверах подключенные к одному JBOD по SAS. И поверх всего этого безобразия Windows или RH-Linux. Оно? Я планируют статью про это написать.
          • 0
            10 лет назад это решалось просто.
            1 На SCSI контроллерах устанавливались разные id (пусть 4 и 5) и отключались терминаторы
            2 Контроллеры (каждый стоит в своём компе) соединялись стандартным SCSI шлейфом через внушений разъём который расположен на планке крепления платы.
            3 Диски тоже имели разные id (пусть 3 и 6) и подключались шлейфом к внутренним разъёмам контроллеров.
            4 Если диски не могли автотерминироваться то еще навешивались терминаторы.
            В итоге получали схему (скобками обозначены компы)
            (T<->3<->4)<-ext->(5<->6<->T)
            Ву-аля!
            Ни каких прошивок и даже лишнего железа окромя одного шлейфа… Кластер поддерживался для примера под NT4 Life Keeper.
            Единственный недостаток что нельзя ни чего разбирать на ходу. И расстояние не слишком больше можно было делать между узлами. А так выключил узел включил узел все работает.
            • 0
              Предполагаю, что ни RAID ни writeBack кэш не работали. Сейчас все красивей будет. И луны можно будет делать и выделенные и шареные.
  • 0
    У меня до сих пор, с 2005 года, работает сервер с RAID контроллером на чипсете LSI53C1030. А вы говорите история ;)
    • 0
      8 лет для железа — это уже дедушка ;))) долгих лет :))
      У меня был старый-старый 1gb/s storage от LSI когда я админом работал. И Xyratex FC тоже 1gbit/s с полноразмерными 3.5'' дисками FC если кто знает что это такое. То есть они в два раза толще были чем стандартные 3.5''.
  • 0
    Но почему он продолжает жить? сата 600 намного дешевле при условии что медленней ненамного
    • 0
      Например, по этой причине.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.