網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用 第2版 課件 項(xiàng)目三 DAS配置

項(xiàng)目3DAS配置Item3

-DASConfiguration網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用NetworkStorageTec.&App.目錄任務(wù)1認(rèn)識(shí)DAS任務(wù)2理解DAS的特點(diǎn)項(xiàng)目小結(jié)任務(wù)3配置DASDAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?通過總線接口運(yùn)行專用連接協(xié)議，直接把存儲(chǔ)設(shè)備連接到主機(jī)總線上，實(shí)現(xiàn)把存儲(chǔ)設(shè)備連接到主機(jī)系統(tǒng)，如主機(jī)內(nèi)部的硬盤、直接連接到主機(jī)上的磁帶庫(kù)、直接連接到主機(jī)上的外部的硬盤陣列等。主機(jī)端的接口卡主要有SCSI接口卡、SASHBA卡、FCHBA卡等，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備端提供支持DAS協(xié)議運(yùn)行的接口。DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?根據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備與主機(jī)之間的物理位置關(guān)系，DAS可以分為內(nèi)部和外部?jī)纱箢悺?內(nèi)部DAS

存儲(chǔ)設(shè)備通過主機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的并行或串行總線連接到主機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備硬盤/卷的分區(qū)創(chuàng)建和分區(qū)管理，操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備上文件的布局和管理。內(nèi)部DAS由于物理的總線有距離限制，只能支持短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸；受到內(nèi)部總線能連接的設(shè)備數(shù)目限制，可擴(kuò)展性受到很大限制；存儲(chǔ)設(shè)備放在主機(jī)機(jī)箱內(nèi)部，既占用機(jī)器內(nèi)部空間，又給存儲(chǔ)設(shè)備的維護(hù)造成困難。DAS的類別2DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?外部DAS

存儲(chǔ)設(shè)備放置在主機(jī)機(jī)箱外部，通過卡槽、接口板等協(xié)議專用接口接入系統(tǒng)。外部存儲(chǔ)根據(jù)連接的方式分為：直連式存儲(chǔ)（DAS）和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)（FAS）。其中，直連式存儲(chǔ)通過類如標(biāo)準(zhǔn)總線等的專用連接線，把存儲(chǔ)部件與主機(jī)連接起來，根據(jù)存儲(chǔ)部件與主機(jī)的相對(duì)物理位置分內(nèi)部DAS和外部DAS兩類。而網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)則是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的不同而分為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）兩類。外部DAS有JBOD和RAID兩種連接方式。??JBOD

磁盤捆綁或簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)捆綁（JustaBunchOfDisks，JBOD）又稱作“Spanning”。JBOD提供一種磁盤空間線性擴(kuò)展的方法，在邏輯上把若干個(gè)物理磁盤一個(gè)接一個(gè)串聯(lián)到一起，從而提供一個(gè)大的邏輯磁盤。DAS的類別2DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??JBOD各磁盤可以通過并行的SCSI接口連接起來，組成一個(gè)封閉的SCSI設(shè)備菊花鏈，接入主機(jī)。也可以通過串行接口直接串接起來，或使用FC（光纖隧道）提供的接口連接成一個(gè)共享的JBOD設(shè)備環(huán)段。隨著電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和集成技術(shù)的發(fā)展，SCSI總線和FC連接器件都被集成到一個(gè)主板上，JBOD演變成在一個(gè)底板上安裝有多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)設(shè)備。DAS的類別2DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??JBOD的每個(gè)成員磁盤單獨(dú)尋址，數(shù)據(jù)從第一個(gè)磁盤開始存儲(chǔ)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)磁盤的存儲(chǔ)空間用完后，再依次從第二個(gè)磁盤開始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)容量等于組成JBOD的所有磁盤的容量總和，而存取性能完全等同于對(duì)單一磁盤的存取操作，沒有數(shù)據(jù)安全保障措施。JBOD是近幾年被一些廠家提出的，用于解決內(nèi)置DAS磁盤槽位有限、機(jī)箱內(nèi)空間不足等問題的有效方案，是目前存儲(chǔ)領(lǐng)域中被廣泛采用的一類重要的存儲(chǔ)方式。??RAID

磁盤陣列

主要目的是提高容錯(cuò)率和改進(jìn)數(shù)據(jù)訪問性能。需要說明的是，當(dāng)前許多的RAID設(shè)備和產(chǎn)品既支持多級(jí)別的RAID工作模式，也支持JBOD工作模式，因此RAID和JBOD設(shè)備在外觀上沒有明顯的區(qū)別。DAS的類別2DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)連接、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作的邏輯通道，也是關(guān)鍵要素。與此對(duì)照的是，連接總線是數(shù)據(jù)的物理通道。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)連接、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作的邏輯通道，也是關(guān)鍵要素。與此對(duì)照的是，連接總線是數(shù)據(jù)的物理通道。??AHCI

是專門為SATA接口的機(jī)械硬盤而設(shè)計(jì)的，支持SATA接口特性，例如諸如本機(jī)命令隊(duì)列和熱插拔。用戶需要在BIOS中選擇AHCI模式，操作系統(tǒng)才可以自動(dòng)加載AHCI協(xié)議。??NVMe

是非易失性內(nèi)存主機(jī)控制器接口規(guī)范，用于訪問通過PCIe總線連接的SSD介質(zhì)，支持更大容量的操作隊(duì)列和并發(fā)操作數(shù)，大大降低了I/O操作等待時(shí)間，可以更好地發(fā)揮SSD的速度與讀寫能力。??SCSI是一種用于計(jì)算機(jī)及其周邊設(shè)備（硬盤、光驅(qū)、打印機(jī)、掃描儀等）之間系統(tǒng)級(jí)接口的獨(dú)立處理器協(xié)議，可用于連接內(nèi)部或外部DAS。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1↘SCSI協(xié)議模型

協(xié)議采取三層協(xié)議模型結(jié)構(gòu)，從底向上分別是互連層、傳輸協(xié)議層和應(yīng)用層。模型中共有發(fā)起方（Initiator，如主機(jī)或主機(jī)）和目標(biāo)方（Target，如磁盤）兩個(gè)通信實(shí)體，按照客戶/主機(jī)模式工作。↘SCSI協(xié)議是層次化的，因此它對(duì)主機(jī)I/O請(qǐng)求的處理可以獨(dú)立于底層的分發(fā)子系統(tǒng)。應(yīng)用客戶主機(jī)可以處理涉及不同種類的目標(biāo)設(shè)備的I/O操作。如一個(gè)主機(jī)可以通過DAS附接的SCSI目標(biāo)方，或通過千兆位速率接口連接的SCSI目標(biāo)方（如FC或iSCSI）DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1↘SCSI尋址機(jī)制

為了對(duì)連接在總線上的設(shè)備尋址，SCSI協(xié)議引入了SCSI設(shè)備ID和邏輯單元號(hào)LUN，在SCSI總線上的每個(gè)設(shè)備都必須有一個(gè)唯一的ID，包括主機(jī)中的主機(jī)總線適配器也擁有設(shè)備ID，每條總線最多可允許有8個(gè)（數(shù)據(jù)線是8位窄線）或16個(gè)（數(shù)據(jù)線是16位窄線）設(shè)備ID。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1↘SCSI尋址機(jī)制

為了對(duì)連接在總線上的設(shè)備尋址，SCSI協(xié)議引入了SCSI設(shè)備ID和邏輯單元號(hào)LUN，在SCSI總線上的每個(gè)設(shè)備都必須有一個(gè)唯一的ID，包括主機(jī)中的主機(jī)總線適配器也擁有設(shè)備ID，每條總線最多可允許有8個(gè)（數(shù)據(jù)線是8位窄線）或16個(gè)（數(shù)據(jù)線是16位窄線）設(shè)備ID。一臺(tái)主機(jī)可能配置多個(gè)SCSI控制器，即可以連接多個(gè)不同的總線。不同的總線可能掛接了多個(gè)不同的設(shè)備，不同的設(shè)備又設(shè)置了多個(gè)可能的分區(qū)。所以尋址的第一步是先找到目的設(shè)備掛接的總線，然后在這根總線上找到對(duì)應(yīng)的設(shè)備ID，最后再在這個(gè)設(shè)備上通過對(duì)應(yīng)的LUN來找到目標(biāo)存儲(chǔ)空間。為此，操作系統(tǒng)使用總線號(hào)（BUSID）、目標(biāo)設(shè)備（SCSIID）和邏輯單元號(hào)（LUNID）這樣一個(gè)三元信息來標(biāo)識(shí)一個(gè)SCSI目標(biāo)。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1↘SCSI讀寫過程在SCSI發(fā)起方和目標(biāo)方之間讀寫數(shù)據(jù)是通過SCSI命令、分發(fā)請(qǐng)求、分發(fā)操作和響應(yīng)來完成的。SCSI命令和參數(shù)在命令描述塊（CDB）中指定。寫發(fā)起方創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用客戶，該客戶發(fā)送SCSI命令請(qǐng)求給目標(biāo)方（存儲(chǔ)設(shè)備），令其準(zhǔn)備緩沖區(qū)以接收數(shù)據(jù)。目標(biāo)設(shè)備主機(jī)在其緩沖區(qū)準(zhǔn)備好之后，發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)操作進(jìn)行響應(yīng)。接著，發(fā)送方就執(zhí)行分發(fā)操作，開始發(fā)送數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊可能按字節(jié)并行傳輸（如并行SCSI總線），也可能以分段成幀的形式串行傳輸（如SAS、FC或iSCSI）。讀與寫操作比較，SCSI讀命令塊遵循相反的數(shù)據(jù)分發(fā)請(qǐng)求和確認(rèn)序列。發(fā)起方發(fā)出讀命令時(shí)，就已經(jīng)準(zhǔn)備好了緩沖區(qū)用來接收第一批數(shù)據(jù)塊。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA是一種串行接口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持用連續(xù)串行的方式傳輸數(shù)據(jù)和熱插拔，主要用于SATA主機(jī)與大容量存儲(chǔ)設(shè)備。?SATA版本有SATA1、SATA2、SATA3和SATAExpress四個(gè)版本，各版本均可向后兼容，每個(gè)SATA版本都具有相應(yīng)的傳輸功能定義。SATA1協(xié)議支持最大帶寬達(dá)1.5Gbps，SATA2達(dá)3.0Gbps，SATA3達(dá)6.0Gbps，SATAExpress進(jìn)一步升至16.0Gbps。?SATA體系包括SATA宿主（Host）和SATA設(shè)備（Device）兩種。??SATA宿主

集成在主機(jī)芯片組內(nèi)部（類似于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)），一端在芯片組的內(nèi)部來連接系統(tǒng)總線PCIe，另一端提供一個(gè)或多個(gè)外接端口。??SATA設(shè)備

接收到來自宿主的指令并加以執(zhí)行。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等??eSATA

采用更好的連接器和更長(zhǎng)的屏蔽線纜，最長(zhǎng)可達(dá)2米，主要應(yīng)用于外部存儲(chǔ)設(shè)備。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等??eSATA

??mSATA

針對(duì)移動(dòng)應(yīng)用和小型固態(tài)電子存儲(chǔ)設(shè)備（如SSD）提供的小型化方案，與SATA接口標(biāo)準(zhǔn)具有一樣的速度和可靠度，它有類似于mini-PCIe卡的外形尺寸，面向便攜式計(jì)算機(jī)。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等??eSATA

??mSATA

??SATAExpress

??M.2

是英特爾（Intel）推出的一種替代mSATA有新接口規(guī)范，速度更快，體積更小，有B和M兩種類型。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等??eSATA

??mSATA

??SATAExpress

??M.2

??U.2

又稱SFF-8639，用于連接MultiLinkSAS驅(qū)動(dòng)器或PCIe驅(qū)動(dòng)器。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等??eSATA

??mSATA

??SATAExpress

??M.2

??U.2

??SAS

是串行連接SCSI接口，SAS的接口技術(shù)可以向下兼容SATA，二者在物理層和協(xié)議層互相兼容。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SATA適配接口

主要有SATA（如eSATA、mSATA、SATAExpress）、U.2、M.2、SAS、PCIe等DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

接

口SATA3mSATASATAExpressM.2U.2/SFF-8639PCI-E（HHHL）速

度6Gbps6Gbps10/16Gbps10/32Gbps32Gbps20/32Gbps規(guī)格/長(zhǎng)度2.5/3.5英寸51mm2.5/3.5英寸30-110mm2.5英寸167mm界

面SATASATAPCI-Ex2PCI-Ex2、x4SATAPCI-Ex2、x4SATAPCI-Ex2、x4工

作

電

壓5V3.3V5V3.3V3.3V/12V12V體

積大小大小大大DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?PCIe

是Intel公司在2001年推出，由PCI特殊興趣小組（PCISIG）認(rèn)證發(fā)布的3GIO（第三代I/O）高速連接標(biāo)準(zhǔn)，用于連接顯卡、加速器、網(wǎng)卡、固態(tài)硬盤等周邊設(shè)備。??PCIe總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

采用的是樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一般由根橋設(shè)備（RootComplex）、交換設(shè)備（Switch）、終端設(shè)備（Endpoint）等類型的PCIe設(shè)備組成。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?PCIe

是Intel公司在2001年推出，由PCI特殊興趣小組（PCISIG）認(rèn)證發(fā)布的3GIO（第三代I/O）高速連接標(biāo)準(zhǔn)，用于連接顯卡、加速器、網(wǎng)卡、固態(tài)硬盤等周邊設(shè)備。?PCIe總線規(guī)格與版本

通常由通道的數(shù)量表示。一般來說，PCIe卡有五種物理規(guī)格：x1、x4、x8、x16和x32。“x”后面的數(shù)字是指PCIe插槽內(nèi)的通道數(shù)，如PCIex4卡表示該卡有四個(gè)通道。PCIe連接中的每個(gè)通道（Lane）由兩對(duì)數(shù)據(jù)導(dǎo)線組成，其中一對(duì)用來發(fā)送，另一對(duì)來接收。數(shù)據(jù)包以每個(gè)時(shí)鐘一個(gè)bit的速率通過通道來傳輸。一個(gè)x1的連接，即最小的PCIe連接只有一個(gè)通道（4根數(shù)據(jù)導(dǎo)線），一個(gè)x4的連接有16根數(shù)據(jù)導(dǎo)線。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??PCIe主流的四種規(guī)格

PCIe插槽有大有小，最小的x1，最大的x16，防呆口靠下。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

通道規(guī)格引腳數(shù)數(shù)據(jù)線數(shù)量長(zhǎng)度（mm）PCIex118425PCIex4211639PCIex8493256PCIex16826489DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??PCIe主流的四種規(guī)格

PCIe插槽有大有小，最小的x1，最大的x16，防呆口靠下。??PCIe插槽的使用

在實(shí)際應(yīng)用中，需要將PCIe卡插入主機(jī)或主機(jī)的PCIe插槽中，插槽的規(guī)格和配置應(yīng)該與卡型號(hào)相同，也可以安裝到一個(gè)更寬的插槽。這是因?yàn)樗械腜CIe卡版本都是向后兼容的，可以將PCIex8卡放入PCIex16插槽中，但該卡將始終以PCIex8模式運(yùn)行。x4的卡可以插在x16的插槽中。??PCIe吞吐量計(jì)算方法

吞吐量=傳輸速率×編碼方案。例如：PCIe3.0的信號(hào)傳輸速率為8GT/s，編碼方式是128b/130b模式，PCIe3.0協(xié)議的每一條通道支持8×128/130=7.877Gbps=984.6MB/s的速率；一條PCIe3.0x16的通道的可用帶寬為7.877×16=126.031Gbps=15.754GB/s，雙向帶寬高達(dá)31.5GB/s。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?PCIe適配接口

主要有PCIe、SATAExpress、M.2、U.2、SAS等。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS是一種基于交換的磁盤連接技術(shù)，SAS的版本從SAS-1、SAS-1.1、SAS-2、SAS-2.1，進(jìn)化為今天的SAS-3。它綜合了并行SCSI和串行連接技術(shù)（如FC、SSA、IEEE1394等）的優(yōu)勢(shì)，以串行通信協(xié)議為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)，采用SCSI-3擴(kuò)展指令集，兼容SATA設(shè)備，是多層次的存儲(chǔ)設(shè)備連接協(xié)議棧。在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)領(lǐng)域，SAS已逐步取代了老邁的SCSI，為企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心提供了一種高效、高可靠性、可擴(kuò)展而又容易操作的解決方案。??SAS協(xié)議層次

SAS是一個(gè)全交換架構(gòu)，SAS網(wǎng)絡(luò)中的控制器（Initiator）和多塊作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬盤（Target）都是全雙工線速無阻塞交換的，控制器可以直接向任何一塊硬盤收發(fā)數(shù)據(jù)；同樣，每塊磁盤也可以在任何時(shí)刻直接向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??SAS的交換結(jié)構(gòu)

在SAS的交換結(jié)構(gòu)中有物理設(shè)備發(fā)起器（Initiator）、擴(kuò)展器（Expander）、目標(biāo)器（Target）等，每個(gè)端設(shè)備（Initiator和Target）又包含應(yīng)用、HBA、Port、Phy等要素。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??SAS的交換結(jié)構(gòu)

在SAS的交換結(jié)構(gòu)中有物理設(shè)備發(fā)起器（Initiator）、擴(kuò)展器（Expander）、目標(biāo)器（Target）等，每個(gè)端設(shè)備（Initiator和Target）又包含應(yīng)用、HBA、Port、Phy等要素。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??SAS的交換結(jié)構(gòu)

在SAS的交換結(jié)構(gòu)中有物理設(shè)備發(fā)起器（Initiator）、擴(kuò)展器（Expander）、目標(biāo)器（Target）等，每個(gè)端設(shè)備（Initiator和Target）又包含應(yīng)用、HBA、Port、Phy等要素。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1??域（Domain）即SAS交換域，由SAS設(shè)備和SAS擴(kuò)展器設(shè)備組成，其中SAS設(shè)備又分為發(fā)起器和目標(biāo)器，它們可以直接對(duì)接起來，也可以經(jīng)過擴(kuò)展器進(jìn)行連接。每一個(gè)SAS發(fā)起器端口和SAS目標(biāo)器端口都有一個(gè)單獨(dú)的SAS地址，擴(kuò)展器設(shè)備也有自己?jiǎn)为?dú)的一個(gè)SAS地址。一個(gè)SAS域只能有一個(gè)扇出擴(kuò)展器，它可以連接128個(gè)邊緣擴(kuò)展器或SAS端口。SAS的交換比較簡(jiǎn)單，直接用端口的SAS地址作為交換路由表的內(nèi)容。扇出擴(kuò)展器或邊緣擴(kuò)展器使用表路由（T路由）將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至邊緣擴(kuò)展器，邊緣擴(kuò)展器則利用默認(rèn)路由（S路由）把報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到扇出擴(kuò)展器，而扇出擴(kuò)展器向連接的邊緣擴(kuò)展器（如HOST主機(jī)上的HBA卡）轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文則使用直接路由（D路由）。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

??“端口”（Port）與“接口連接器”（Connector）的異同。??SAS連接的接口和線纜很多中，目前主要有SFF-8644、SFF-8643、SFF-8680、SFF-8639、SFF-8088、SFF-8087、SFF-8482等。例如：SFF-8643/8644DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

??“端口”（Port）與“接口連接器”（Connector）的異同。??SAS連接的接口和線纜很多中，目前主要有SFF-8644、SFF-8643、SFF-8680、SFF-8639、SFF-8088、SFF-8087、SFF-8482等。例如：SFF-8643/8644

SFF-8087/8088DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

??“端口”（Port）與“接口連接器”（Connector）的異同。??SAS連接的接口和線纜很多中，目前主要有SFF-8644、SFF-8643、SFF-8680、SFF-8639、SFF-8088、SFF-8087、SFF-8482等。例如：SFF-8643/8644

SFF-8087/8088

SFF-8639DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

??“端口”（Port）與“接口連接器”（Connector）的異同。??SAS連接的接口和線纜很多中，目前主要有SFF-8644、SFF-8643、SFF-8680、SFF-8639、SFF-8088、SFF-8087、SFF-8482等。例如：SFF-8643/8644

SFF-8087/8088

SFF-8639

SFF-8680DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

??“端口”（Port）與“接口連接器”（Connector）的異同。??SAS連接的接口和線纜很多中，目前主要有SFF-8644、SFF-8643、SFF-8680、SFF-8639、SFF-8088、SFF-8087、SFF-8482等。例如：SFF-8643/8644

SFF-8087/8088

SFF-8639

SFF-8680

SFF-8482DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?SAS的連接接口

?SAS與SATA關(guān)系??都采用串行化的技術(shù)??SAS接口向下完全兼容SATA

SAS的接口技術(shù)可以向下兼容SATA，SAS系統(tǒng)的背板既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅(qū)動(dòng)器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)镾AS驅(qū)動(dòng)器的端口與SATA驅(qū)動(dòng)器的端口形狀看上去類似，因此SAS驅(qū)動(dòng)器和SATA驅(qū)動(dòng)器可以同時(shí)存在于一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)之中??工作模式上不同

SAS可以工作在全雙工模式下，提供充分的雙向帶寬。而SATA只能處理端口號(hào)。??連接拓?fù)洳煌珼AS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDAS1?FC是一種面向主機(jī)共享存儲(chǔ)設(shè)備的連接，是存儲(chǔ)控制器和驅(qū)動(dòng)器之間的內(nèi)部連接；是代替并行SCSI在主機(jī)和集群存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸接口的方案。與SAS全交換式架構(gòu)不一樣，F(xiàn)C有FC-AL和FCabric-SW兩種架構(gòu)。??FC-AL可以實(shí)現(xiàn)將光纖通道直接作為硬盤連接接口。在FC-AL的網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備是Hub，它的工作原理與令牌環(huán)網(wǎng)中的Hub類似，所有的設(shè)備都連接到Hub這個(gè)中央節(jié)點(diǎn)，最大可以支持127個(gè)設(shè)備。??FCabric-SW

全交換的SAN架構(gòu)，支持的存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)量大幅增加，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。FC為主機(jī)的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計(jì)，滿足高端工作站、主機(jī)、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間數(shù)據(jù)傳輸率的要求。支持熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大、光纖和銅纜介質(zhì)等。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4SATA：PCIe：SAS：FC：

DAS的結(jié)構(gòu)1?本任務(wù)介紹了DAS的結(jié)構(gòu)和類別，重點(diǎn)分析了DAS連接的AHCI、NVMe和SCSI三種主要協(xié)議，通過大量實(shí)操圖形（片）較為全面地介紹了主流的SATA、PCIe、SAS三種DAS總線和對(duì)應(yīng)的連接接口等內(nèi)容，讓讀者更直觀理解和使用這些總線、接口和連接使用方法。DAS的類別2DAS的連接協(xié)議3DAS總線和接口4任務(wù)小結(jié)5任務(wù)1

認(rèn)識(shí)DASTask1UnderstandDASDAS的主要優(yōu)勢(shì)1DAS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接容易、讀寫性能高，能實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)，主要優(yōu)勢(shì)：?高性能

DAS設(shè)備直接連接到主機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速度快、延遲低。這使得DAS成為處理大型文件、高速傳輸和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的理想選擇，如視頻編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和虛擬化環(huán)境等。?數(shù)據(jù)安全

DAS設(shè)備支持硬件RAID技術(shù)，可以提供數(shù)據(jù)冗余和容錯(cuò)功能，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。在硬盤故障時(shí)，RAID可以自動(dòng)重建數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。?簡(jiǎn)單易用

DAS設(shè)備通常易于安裝和配置。用戶只需將DAS設(shè)備通過接口連接到主機(jī)系統(tǒng)即可立即開始使用。沒有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和配置過程，使得DAS設(shè)備適用于個(gè)人用戶和小型企業(yè)。任務(wù)2理解DAS的特點(diǎn)Task2UnderstandtheCharacteristicsofDASDAS的主要優(yōu)勢(shì)1?移動(dòng)性由于DAS設(shè)備是直接連接到主機(jī)系統(tǒng)的，因此它們通常具有良好的移動(dòng)性。用戶可以輕松地將DAS設(shè)備連接到不同的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和共享。?成本低與其他結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方案（如本教材后續(xù)項(xiàng)目介紹的NAS、SAN）相比，DAS設(shè)備通常具有更低的成本。任務(wù)2理解DAS的特點(diǎn)Task2UnderstandtheCharacteristicsofDASDAS的主要優(yōu)勢(shì)1?從設(shè)備接口上看，DAS連接到主機(jī)的端口數(shù)量有限，可尋址的硬盤設(shè)備數(shù)量有限，可擴(kuò)展的能力有限，接口總線的吞吐率制約著性能提升。?從存儲(chǔ)資源上看，資源缺乏共享能力，陣列前端端口、存儲(chǔ)空間、DAS設(shè)備上剩余的存儲(chǔ)空間資源都不能共享，一般也不具有快照、克隆、容災(zāi)等存儲(chǔ)的高級(jí)功能。?從設(shè)備管理上看，DAS受連接的距離限制，維護(hù)和升級(jí)都存在困難，如在維護(hù)內(nèi)部DAS時(shí)，必須先下電才能進(jìn)行。?從存儲(chǔ)的兼容性看，不同操作系統(tǒng)的DAS設(shè)備之間兼容性較差。?從系統(tǒng)管理上看，對(duì)于存在多個(gè)服務(wù)器的系統(tǒng)來說，不便管理。使用DAS的多臺(tái)服務(wù)器存儲(chǔ)空間不能在服務(wù)器之間動(dòng)態(tài)分配，可能造成相當(dāng)?shù)馁Y源浪費(fèi)，數(shù)據(jù)備份操作復(fù)雜。任務(wù)2理解DAS的特點(diǎn)Task2UnderstandtheCharacteristicsofDASDAS的不足2DAS的主要優(yōu)勢(shì)1?存儲(chǔ)需求

用戶根據(jù)自己的存儲(chǔ)需求確定DAS設(shè)備的存儲(chǔ)容量和硬盤數(shù)量?？紤]到數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)和冗余備份需求，選擇合適的存儲(chǔ)空間配置。?數(shù)據(jù)保護(hù)

選擇適合的RAID配置以保護(hù)數(shù)據(jù)免受硬盤故障的影響。?接口類型

根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)的接口類型選擇適當(dāng)?shù)腄AS設(shè)備。?擴(kuò)展性

選擇支持硬盤熱插拔和擴(kuò)展槽的DAS設(shè)備，以便在需要時(shí)輕松添加更多的硬盤驅(qū)動(dòng)器。?品牌和可靠性

選擇知名品牌的DAS設(shè)備，并查看用戶評(píng)價(jià)和專業(yè)評(píng)測(cè)，確保其質(zhì)量和可靠性。?數(shù)據(jù)備份策略

制定定期的數(shù)據(jù)備份策略，包括本地備份和遠(yuǎn)程備份，以保護(hù)數(shù)據(jù)安全。任務(wù)2理解DAS的特點(diǎn)Task2UnderstandtheCharacteristicsofDASDAS的不足2選擇和配置DAS設(shè)備的注意事項(xiàng)3DAS的主要優(yōu)勢(shì)1?DAS是一種直接連接到計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備，總體來講，具有易安裝和部署、使用簡(jiǎn)單、復(fù)雜度小、性能可靠穩(wěn)