浅谈SAS技术的设计开发及应用

摘　要：SAS（Serial Attached SCSI）即串行SCSI（Small Computer System Interface）技术，是一种磁盘连接技术。它综合了并行SCSI和串行连接技术的优势，以串行通讯协议为协议基础架构，采用SCSI-3扩展指令集，并兼容SATA设备，是多层次的存储设备连接协议。

关键词：SAS；硬件；存储；设计
　　拥有6Gbps SAS 2.0的硬盘驱动器、背板、线缆、板卡、适配器等SAS相关设备使得SAS技术已经发展到SAS 2.0时代。国外厂商提供的SAS产品已经大量进入国内市场，SAS 2.0技术的开发环境已经相当成熟，国内针对SAS技术的应用开发正在蓬勃发展，设计研发、系统整合、固件升级、测试验证、代工生产等都具备相当规模。SAS存储服务器已经在计算机中广泛使用，它的使用范围除了硬盘外，还有打印机、扫描仪等多种硬件。
1. SAS技术设计
　　SAS的系统模型由上到下分别为应用层、传输层、端口层、链路层、编码层和物理层。应用层与操作系统相联系， SAS系统对数据库中用户的操作进行详细的记录；传输层根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议（SSP）用于传输SCSI命令；SCSI管理协议（SMP）用于对连接设备的维护和管理；SATA通道协议（STP）用于 SAS和SATA之间数据的传输；端口层是由于SAS允许组成多端口的高速模式，因此SAS系统中在传输数据前必须先确定自己所属的是否是多端口系统；链路层的职能是进行帧传输；编码层任务就是在8bit数据基础上增加2bit的校验冗余信息，形成10bit结构的数据包；物理层即将数据包可通过物理接口和物理线路进行传送。
　　SAS的接口技术可以向下兼容SATA，SATA 硬盘可以直接使用在SAS的环境中，用户将可以有选择地使用S A S 或SATA 硬盘驱动器或者同时使用S A S 和SATA 来组装其系统。SAS是使用点对点结构的串行总结—一条串行链路用于数据发送，SAS的接口同时提供了3.5英寸和2.5英寸的接口，因此能够适合不同环境的需求。串行链路不会受到在高速并行总线方式中突出的频率偏移问题的影响。SAS具备目前磁盘通道技术里面的最高接口速率，SAS接口速度Ultra 320 ，SCSI速度为320MB/sec，未来会达到600MB/sec甚至更多，通过采用通道合并技术，SAS支持将多个phy合入一个port，通道带宽很大，SAS port可根据使用情况不同，分为窄端口和宽端口，窄端口是指只包含一个SAS phy的端口，宽端口包含N个SAS phy，这些phy共用一个SAS地址，N的取值一般在2～8之间。一个宽端口和对端端口建立wide link，通过将几个物理链接捆绑起来，提供一个更高带宽的SAS通路。一个SAS域理论上最多可接16128个设备，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储设备发挥最大的投资效益。SAS系统的背板（Backplane）既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器，并存在于存储系统之中。
2. SAS的应用
2.1SAS在IX3000产品中的实际使用
　　在新一代中端存储系统IX3000中，用SAS技术对硬盘种类的识别和硬盘速率的检测是自动地。DEU就是SAS edge expander的功能，采用双控模式，下面挂接16个SATA/SAS磁盘，对下面挂接的每个磁盘的访问都提供了两条可用的通道，如果出现故障，仍能保证磁盘正常访问，从而实现较高的可靠性。SCU为双主控，可以对外提供3个x4 SAS磁盘柜端口，对外最多可提供6个4*SAS宽端口。双主控里任何一个控制模块都能访问到下面挂接的所有磁盘，每个SCU控制器每一个SAS端口下面可以级连7个DEU，完全可以满足各种高可靠性、高性能的存储应用需求。
2.2对审计安全系统中的应用
　　在SAS系统中，用SAS系统的审计数据的物理存储是独立于数据库的，SAS系统只有数据库审计员才能访问。数据库审计员专门用来进行审计操作，而不能访问数据库中的数据。访问控制用来确保非审计员用户不能访问SAS系统；故障恢复用于当SAS系统被破坏时将SAS系统恢复到一个安全的状态。在SAS系统中，扩充了审计事件，审计的事件不仅包括了Oracle,Sybase等现有数据库中如DDL,DML等，还包括了只有安全数据库中才有的事件。
结束语
　　SAS作为磁盘通道技术，在接口带宽、工作性能、可扩展性、组网应用、可靠性等方面，有着突出的优势，尤其适合应用于企业级系统。随着英特尔等主板芯片组制造商、希捷等硬盘制造商以及众多的服务器制造商的大力推动，SAS的相关产品技术会逐步成熟，价格也会逐步滑落，相信未来SAS将会大量的普及。
参考文献：
[1] Dave Reinsel.硬盘机技术的演变:SAS与SATA(下)[J].电子与电脑 2006
[2] 陈爱仙.浪潮AS600和AS1000G2存储系统主打存储市场[J].办公自动化 2007 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/242758.html