SAS Là Gì? Các Đặc Điểm Nổi Bật Của Chuẩn Giao Tiếp SAS

SAS là gì? SAS được biết đến là một chuẩn giao tiếp phổ biến cho nhiều ứng dụng. Tuy nhiên hiện nay vẫn còn có rất nhiều người thắc mắc chuẩn giao tiếp SAS có những đặc điểm gì? và Cách thức hoạt động của SAS như thế nào? Vì vậy, bài viết này sẽ giúp họ biết được điều đó. Cùng tìm hiểu những thông tin cơ bản về SAS trong bài viết này nhé.

SAS là gì?

Serial Attached SCSI (SAS) là một giao thức point-to-point được sử dụng trong máy tính để truyền dữ liệu đến và đi từ các thiết bị lưu trữ máy tính như ổ đĩa cứng và băng ổ đĩa. SAS là sự kế thừa của Parallel SCSI. Giống như cha đẻ của nó, SAS cũng sử dụng bộ lệnh SCSI tiêu chuẩn. SAS cũng hỗ trợ tùy chọn Serial ATA (SATA) phiên bản 2 trở lên. 

Điều này cho phép kết nối ổ đĩa SATA với phần lớn thiết bị phụ hoặc bộ điều khiển SAS. Không thể kết nối ngược lại ổ đĩa SAS với thiết bị hỗ trợ SATA. Tìm hiểu về SAS là gì, người ta nhận thấy tiêu chuẩn SAS hiện tại đang hỗ trợ 255 kết nối trực tiếp và mỗi cổng đó có thể được sử dụng bởi các thiết bị lưu trữ, máy chủ lưu trữ hoặc bộ mở rộng. 

Bộ mở rộng cũng có thể hỗ trợ tối đa 255 kết nối, dẫn đến dung lượng tối đa cho thiết bị SAS là 65.535 nếu mọi kết nối trực tiếp khả dụng được sử dụng cho bộ mở rộng. SAS thích hợp cho các doanh nghiệp có yêu cầu sao lưu, lưu trữ lớn. 

SAS được nhiều người coi là giao diện phổ biến nhất cho Direct-Attached Storage và được sử dụng để hỗ trợ bộ điều khiển ổ cứng trong các Server Farms cấp doanh nghiệp.

Quá trình phát triển của SAS là gì?

Ủy ban giao diện lưu trữ INCITS/T10-SCSI phát triển các tiêu chuẩn Serial-Attached SCSI (SAS).

• Công nghệ SAS-1 là phiên bản đầu tiên của tiêu chuẩn SAS được phát hành vào năm 2004 và hỗ trợ băng thông dữ liệu là 3 gigabit/giây (Gbps). 
• SAS-2 là phiên bản thứ hai khả dụng từ 2/2009 và hỗ trợ 6 Gbps
• Tiêu chuẩn SAS-3 là phiên bản thứ ba khả dụng từ 3/2013 và hỗ trợ 12Gbps
• Phiên bản SAS-4 là tiêu chuẩn hoàn thành vào 2017 hỗ trợ 24 Gbps.
• SAS-5 là tiêu chuẩn hiện đang được phát triển và sẽ hỗ trợ băng thông lớn hơn 24 Gbps.

Đặc điểm của tiêu chuẩn SAS là gì?

Các chi tiết kỹ thuật

Tiêu chuẩn SAS xác định một số lớp (theo thứ tự giảm dần): ứng dụng, cổng, truyền tải,  liên kết, vật lý, PHY. Các giao thức truyền tải của SAS gồm ba loại: 

• Serial SCSI Protocol (SSP) – được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị SCSI ở cấp lệnh.
• Serial ATA Tunneling Protocol (STP) – được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị SATA ở cấp độ lệnh.
• Serial Management Protocol (SMP) được sử dụng để quản lý kết cấu SAS.

Bên cạnh đó, khi đã tìm hiểu về SAS là gì, thì bạn sẽ thấy chuẩn giao tiếp SAS xác định các giao thức cho riêng nó đối với các lớp PHY và Link.

Tiêu chuẩn SAS xác định các đầu nối và mức điện áp ở lớp vật lý. Các đặc tính vật lý của hệ thống dây và tín hiệu SAS tương thích với các đặc tính của SATA lên đến tốc độ 6 Gbit/s, mặc dù SAS xác định các thông số kỹ thuật tín hiệu vật lý nghiêm ngặt hơn cũng như dao động điện áp chênh lệch cho phép rộng hơn để cho phép cáp dài hơn. 

Hơn nữa, SCSI Express sử dụng cơ sở hạ tầng PCI Express để kết nối các thiết bị SCSI trực tiếp qua một giao diện phổ biến hơn.

Kiến trúc

Bạn có bao giờ thắc mắc kiến trúc của SAS là gì chưa? Kiến trúc của nó được tạo thành từ sáu lớp:

Lớp vật lý:  Chỉ định các đặc tính điện và vật lý hay truyền tín hiệu vi sai.

Các loại đầu nối khác nhau:

• SFF-8482 – tương thích với SATA.
• SFF-8087, SFF-8484 và SFF-8643 là các đầu nối bốn làn bên trong.
• SFF-8088, SFF-8470 và SFF-8644 là các đầu nối bốn làn bên ngoài.

Lớp PHY: 

Đặc điểm của lớp PHY trong SAS là gì?

• Mã hóa dữ liệu ở 8B/10B (3, 6 và 12 Gbit/s)
• Mã hóa gói SPL 128b/150b (22,5 Gbit/s). Trong đó, tiêu đề 2 bit, tải trọng 128bit, sửa lỗi chuyển tiếp Reed-Solomon 20 bit.
• Thương lượng tốc độ, khởi tạo liên kết và đặt lại trình tự.
• Liên kết khả năng thương lượng (Công nghệ SAS-2 trở đi)

Nếu đã đọc qua các chi tiết kỹ thuật của chuẩn giao tiếp SAS, bạn sẽ biết lớp tiếp theo của SAS là gì.

Lớp kết nối:

• Chèn và xóa các cơ sở ban đầu để đối sánh chênh lệch tốc độ đồng hồ.
• Mã hóa cơ sở.
• Dữ liệu được xáo trộn để làm cho EMI thấp hơn.
• Tạo và phá vỡ các kết nối gốc giữa các đích SAS và trình khởi tạo.
• Các kết nối đường hầm giữa bộ khởi tạo SAS và đích SATA được kết nối với bộ mở rộng SAS phải được thiết lập và tháo dỡ.
• Quản lý nguồn (đề xuất cho chuẩn công nghệ SAS-2.1).

Lớp cổng: Tạo cổng rộng bằng cách kết hợp nhiều PHY có cùng địa chỉ.

Lớp truyền tải: Là lớp quan trọng bạn cần biết khi tìm hiểu về kiến trúc của SAS là gì? Có ba giao thức truyền tải bao gồm:

• Giao thức SSP: Giao thức này được sử dụng để giao tiếp mức lệnh với các thiết bị SCSI.
• Giao thức STP: Giao thức này được sử dụng để giao tiếp mức lệnh với các thiết bị SATA.
• Giao thức SMP: Giao thức này được sử dụng để quản lý kết cấu SAS.

Lớp ứng dụng

Cấu trúc liên kết

Khi xem xét đặc điểm của lớp PHY trong SAS là gì, ta dễ dàng nhận ra bộ khởi tạo có thể kết nối trực tiếp với đích bằng cách sử dụng một hoặc nhiều PHY. Kết nối như vậy được gọi là Port cho dù nó sử dụng một hoặc nhiều PHY, mặc dù thuật ngữ Wide Port đôi khi được sử dụng cho kết nối nhiều PHY. 

Bộ mở rộng SAS

Serial Attached SCSI Expanders (SAS Expanders) là các thành phần cho phép giao tiếp giữa một số lượng lớn các thiết bị SAS. Các cổng mở rộng bên ngoài được tìm thấy trên các bộ mở rộng. Mỗi thiết bị mở rộng bao gồm ít nhất một cổng đích của giao thức quản lý SAS để quản lý và có thể bao gồm các thiết bị SAS. 

Xem ví dụ sau để biết đặc điểm của bộ mở rộng SAS là gì:

Ví dụ, một bộ mở rộng có thể bao gồm một cổng đích của giao thức SCSI nối tiếp để kết nối với thiết bị ngoại vi. Bộ mở rộng không cần thiết dùng để kết nối bộ khởi tạo SAS và đích, nhưng nó cho phép một bộ khởi tạo duy nhất giao tiếp với nhiều mục tiêu SAS/SATA. 

Một bộ mở rộng có thể được so sánh với một bộ chuyển mạch mạng trong mạng, bộ chuyển mạch này kết nối nhiều hệ thống bằng cách sử dụng một cổng chuyển mạch duy nhất. Công nghệ SAS-1 đã xác định hai loại bộ mở rộng. Tuy nhiên, tiêu chuẩn SAS-2.0 đã loại bỏ sự khác biệt vì nó đưa ra các ràng buộc cấu trúc liên kết không cần thiết mà không có lợi ích thực tế:

Edge Expander

Tìm hiểu về đặc điểm của bộ mở rộng SAS là gì, bạn không nên bỏ qua Edge Expander. Edge Expander hỗ trợ tối đa 255 địa chỉ SAS, cho phép bộ khởi tạo SAS giao tiếp với các thiết bị bổ sung này. Edge Expander có thể thực hiện cả định tuyến bảng trực tiếp và định tuyến loại trừ. Bạn chỉ có thể sử dụng tối đa hai Edge Expander trong hệ thống con phân phối nếu không có Fanout Expander.

Sự tắc nghẽn này được giảm bớt nhờ các Fanout Expander.

Fanout Expander

Một Fanout Expander có thể kết nối tới 255 bộ thiết bị Edge Expander, cho phép nhiều thiết bị SAS hơn nữa được xử lý. Mỗi cổng định tuyến loại trừ của Edge Expander kết nối với vật lý của Fanout Expander. Fanout Expander chỉ có thể chuyển tiếp các yêu cầu định tuyến loại trừ tới Edge Expander được kết nối. Nó không thể tự thực hiện định tuyến loại trừ. Vì vậy, nếu bạn chưa bao giờ tìm hiểu về bộ mở rộng SAS là gì, bạn sẽ không thể biết được điều này.

Một thiết bị có thể xác định các thiết bị được kết nối trực tiếp với nó bằng cách sử dụng định tuyến trực tiếp. Định tuyến bảng sẽ xác định các thiết bị được phép kết nối với bộ mở rộng được liên kết với PHY của chính thiết bị. Khi không thể tìm thấy các thiết bị trong nhánh con của bạn, định tuyến loại trừ sẽ được sử dụng. 

Điều này chuyển hướng yêu cầu hoàn toàn đến một nhánh khác. Các bộ mở rộng có sẵn để kích hoạt các cấu trúc liên kết phức tạp hơn. Những ai đã tìm hiểu về bộ mở rộng SAS là gì? sẽ thấy bộ mở rộng hỗ trợ các thiết bị đầu cuối trong chuyển mạch liên kết thay vì chuyển mạch gói. 

Họ có thể tìm thấy thiết bị đầu cuối trực tiếp thông qua bảng định tuyến hoặc nếu các phương pháp đó không thành công, thông qua định tuyến trừ: bộ mở rộng duy nhất được kết nối với một cổng định tuyến trừ sẽ là nơi liên kết được chuyển đến. Không thể kết nối với thiết bị cuối nếu không có bộ mở rộng nào được kết nối với cổng phụ.

Bộ mở rộng không có PHY được chỉ định cấu hình làm chức năng loại trừ như Fanout Expander, kết nối với số lượng bất kỳ bộ mở rộng nào khác. Bộ mở rộng có PHY trừ đi chỉ có thể kết nối với hai bộ mở rộng khác cùng một lúc và chúng phải kết nối với một bộ mở rộng thông qua một cổng trừ và cái kia thông qua một cổng không trừ.

Khả năng tương thích của SAS

Bảng điều khiển phía sau của hệ thống SAS có thể được kết nối với các cổng kép, ổ đĩa SAS hiệu suất cao hoặc ổ đĩa SATA dung lượng cao, giá rẻ. Khả năng tương thích của hệ thống SAS cho phép nhân viên CNTT sử dụng đĩa cứng với nhiều giao diện khác nhau để đáp ứng các yêu cầu về dung lượng hoặc hiệu suất của một loạt các ứng dụng. 

Biết được điều đó nhờ tìm hiểu SAS là gì, sẽ giúp ích khi hệ thống lưu trữ của bạn phát triển, bạn có nhiều tùy chọn hơn để tối đa hóa lợi tức đầu tư cho các thiết bị lưu trữ của mình. Công nghệ SCSI Serial Attached còn có ưu điểm là giúp thiết kế các kết nối bên trong dễ dàng hơn.

Các thành phần trong hệ thống SAS

Trình khởi tạo

Là một thiết bị gửi các yêu cầu quản lý tác vụ và dịch vụ thiết bị đến một thiết bị đích để xử lý và nhận phản hồi từ các thiết bị đích khác. Trình khởi tạo có thể được tích hợp vào bo mạch chủ như một thành phần trên bo mạch (giống với nhiều bo mạch chủ hướng máy chủ) hoặc như một bộ tích hợp Bus máy chủ bổ sung.

Đích

Nếu tìm hiểu các thành phần trong hệ thống SAS là gì, bạn phải biết đích là một thiết bị có các đơn vị logic và các cổng đích nhận các yêu cầu quản lý tác vụ và dịch vụ thiết bị để xử lý và phản hồi lại các thiết bị khởi tạo. Ổ đĩa cứng hoặc hệ thống mảng đĩa có thể là thiết bị đích.

Hệ thống con cung cấp dịch vụ

Là một thành phần của hệ thống I/O gửi dữ liệu giữa bộ khởi tạo và đích. Các cáp sẽ kết nối bộ khởi tạo và đích, có hoặc không có bộ mở rộng và mặt sau thường cấu thành một hệ thống con cung cấp các dịch vụ.

Bộ mở rộng

Là các thiết bị tạo thành một phần của hệ thống con cho phép các thiết bị SAS giao tiếp với nhau và cung cấp dịch vụ. Bộ mở rộng cho phép nhiều thiết bị đầu cuối SAS được kết nối với một cổng khởi tạo duy nhất. 

Ưu nhược điểm của công nghệ SAS là gì?

Ưu điểm

SAS có thể xử lý các tệp dữ liệu lớn với tối đa 32.768 biến và số lượng bản ghi được xác định bởi kích thước đĩa cứng. Bởi vì dữ liệu chỉ được chứa trong một tệp, lợi thế này có thể giúp xử lý, tổ chức và phân tích một lượng lớn dữ liệu dễ dàng hơn.

Ngoài lưu trữ, SAS còn rất mạnh trong lĩnh vực quản lý dữ liệu, cho phép người dùng dễ dàng thao tác với dữ liệu. Sức mạnh của SAS cũng cho phép nó làm việc với nhiều tệp dữ liệu cùng một lúc, giảm sự phức tạp của việc chuẩn bị dữ liệu cho các nhiệm vụ phân tích đòi hỏi phải làm việc với nhiều tệp dữ liệu. 

Nhược điểm

Do giá thành sản phẩm cao, số lượng người dùng giao diện SAS vẫn còn hạn chế so với giao diện SATA. Hơn nữa, để được hưởng lợi đầy đủ từ chuẩn giao tiếp SAS, trước tiên người dùng phải học và hiểu cách quản lý dữ liệu SAS cũng như nhiều công việc quản lý phức tạp khác.

Cách thức hoạt động của SAS là gì?

SAS là một giao thức point-to-point được sử dụng giữa các thiết bị lưu trữ và máy tính mà chúng lưu trữ dữ liệu. Tất cả dữ liệu truyền qua SAS được gửi trực tiếp giữa hai thực thể giao tiếp – thiết bị lưu trữ và máy tính – được kết nối bằng cáp vật lý. Serial có nghĩa là tất cả dữ liệu được gửi qua SAS được gửi từng bit một, theo trình tự.

Giao thức SAS được sử dụng trên máy tính để thiết lập liên kết chuyên dụng giữa máy tính và ổ đĩa, băng ổ đĩa và các thiết bị lưu trữ SCSI khác được kết nối với bộ điều hợp Bus máy chủ (HBAs) của máy tính thông qua giao diện nối tiếp.

Lời kết

Trên đây là tất cả các thông tin sẽ giúp bạn tìm ra đáp án cho câu hỏi SAS là gì? và Chuẩn giao tiếp SAS có những đặc điểm gì? Hy vọng sau khi đọc hết bài viết này bạn đã hiểu vì sao chuẩn giao tiếp SAS lại phổ biến cho nhiều ứng dụng đến vậy.

Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào, vui lòng để lại câu hỏi trong phần bình luận bên dưới bài viết. Bên cạnh đó, đừng quên liên hệ với Máy Chủ Sài Gòn qua Hotline: 0976.638.715 hoặc Email: kinhdoanh@maychusaigon.vn nếu bạn quan tâm đến bất kỳ sản phẩm hay dịch vụ nào của chúng tôi nhé.