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存儲極客 | 瓜哥圖解SAS RAID

責任編輯：cres 作者：冬瓜哥 |來源：企業(yè)網(wǎng)D1Net 2016-05-18 13:55:22 本文摘自：戴爾企業(yè)級解決方案

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在《瓜哥圖解存儲協(xié)議》篇中，瓜哥圖文并茂的介紹了各類存儲系統(tǒng)使用的協(xié)議和接口。本篇，瓜哥將為大家講解存儲中高大上的RAS RAID。

四、各類存儲系統(tǒng)控制器/HBA一覽

通信是雙方的，上文中大家看到的只是硬盤/外設一側(cè)的接口形態(tài)，所有設備必須被接入到IO通道控制器上，比如IDE需要接入到IDE控制器，SATA盤需要接入到SATA控制器，SAS接入到SAS控制器，SCSI、PCIE等各自也都有各自的控制器。這些IO通道控制器在后端通過各自的連接器將1個、2個或者多個設備通過各自不同的總線方式掛接上，在前端則通過PCIE或者內(nèi)部私有總線與系統(tǒng)IO橋相連，IO橋在通過更高速的總線連接到CPU。所以這類控制器又被稱為總線適配器，如果將這類IO控制器做成一張板，插到PCIE槽上與IO橋相連，則稱之為Host Bus Adapter，HBA。當然，PCIE控制器是直接集成到CPU里的，PCIE設備是直接連接到CPU而不需要HBA，最多用個連接器轉(zhuǎn)接板將CPU上的PCIE IO管腳連接到外部連接器或者插槽上。

1.SATA、IDE、PCIE、emmc、ufs這些協(xié)議的接口控制器，由于太過常用，一般都被集成到系統(tǒng)IO橋芯片中了。不需要轉(zhuǎn)接到PCIE外擴出HBA來。

2.SCSI HBA：

3.FC HBA

4.SAS HBA

5.以太網(wǎng)HBA

6.Infiniband HBA

IB體系習慣把HBA叫做HCA（Host Channel Adapter）

五、帶RAID功能的HBA被稱為RAID卡

在HBA上增加或者增強對應資源，比如嵌入式CPU、板載DRAM、硬加速計算邏輯等，便可實現(xiàn)各種RAID了，此時HBA上報給OS的并不是其下掛的物理資源，而是經(jīng)過RAID虛擬化之后邏輯資源。由于提升了并發(fā)性，增加了Write Back模式的緩存并加以電池或者超級電容保護，這些邏輯資源擁有更高的速度、更好的時延和更好的可靠性。

SATA RAID卡

SAS RAID卡

六、SAS/SATA硬盤、HBA、接入到服務器中的方式

下圖是最早期的SCSI硬盤的接入方式，由于采用總線結(jié)構(gòu)，背板可以做成無源背板，而且走線十分方便，大部分導線被焊接到背板的PCB上，只留一個鏈接器連接到SCSI HBA/RAID卡即可。由于SCSI底層接口已經(jīng)被淘汰，不多描述。

1.SAS卡直連無源背板形式。該形式下，SAS卡（不管是HBA還是帶RAID功能的HBA）采用x4的線纜直接連接到背板上的連接器，背板上每4個硬盤接口被導入到一個x4的連接器上從而直接連接到SAS卡。也就是說，如果有16塊盤，那么背板需要出4個x4連接器，分別連接到SAS卡一側(cè)的一個x4連接器上，前提是SAS卡必須支持對應數(shù)量的直連設備。目前Adaptec的12Gb SAS HBA可以單芯片最大直連16個SAS設備，為接入密度最大的產(chǎn)品。

2.SAS卡連接帶Expander的有源背板形式。有些型號的SAS卡最大只能直連8個設備，而有些服務器比如Dell R910，其前面板有12個硬盤槽位。此時，只能靠SAS Expander（簡稱EXP）了。12個槽位先連接到EXP

3.SAS卡連接Expander子板再連接無源背板的形式。有些時候服務器廠商不想為了增加一個Expander而再制作一款背板，而是想利用現(xiàn)有的無源背板，比如支持16盤位的無源背板，再加上一小塊子板，將Expander放在這個子板上，再將這個子板與SAS HBA及背板分別連接起來。下圖是Dell R730服務器的硬盤連接部分的俯視圖。可以看到那塊黃色的子卡，其背面有一塊SAS Expander芯片，北向采用4個x4接口連接到SAS HBA，南向采用連接器與無源背板相連。