分类： 服务器与存储
2013-08-29 22:21:07
SAS是P2P连接，即独享总线，而SCSI则是共享总线。
SAS initiator和expander兼容SATA设备。
SCSI提速越来越困难，由于SCSI是并行传输，速率一直无法有效提升，因为时钟控制更加困难。位数增加也会带来数据线不断变宽，而且电磁串扰会更加严重。如下图所示。
虽然，传输位数少，但速率可以非常容易提高。目前，普遍在3Gbit/s速率。传输距离远。
可支持128*128个硬盘。容错机制（SCSI总线下一旦某个硬盘坏，可能会导致整个BUS失败）。更小的硬盘接口，降低成本（SCSI为68pin），支持2.5英寸硬盘。支持硬盘2个phy实现冗余备份。
SAS支持SCSI命令传输，因此兼容SCSI-3架构，也支持SATA（通过 SATA Tunneled protocol即STP协议传输）。
SAS域可由expander、target、initiator一起组成。
Initiator：发起者，往往是服务器，或通过专业的HBA卡，或通过网口，获得FC-SAN或者IP-SAN存储设备共享的block设备，HBA卡往往会会包含多个PHY，如LSI1068E芯片。
Target：目标设备，毫无疑问，肯定是SATA或SAS组合柜或单个硬盘。
Expander：即交换板，可是专业的SAS交换机，也可以是JBOD里面的那个交换背板（含交换芯片，如PM8377，支持36个PHY接入）。
Port：可包含一个或多个PHY接口，每个Port包含一个独一无二的64-bit地址。含多个phy的称为wide port，只含一个phy的为narrow port。wide port可支持链路冗余以及并发操作设备，每个链路为initiator与target的phy之间。像8087 mini sas接口则为含4个PHY的wide port，而连接硬盘终端的则是narrow port。
PHY：每个phy有一个ID，从0 to N-1（第一个PHY为0，范围从00-7Fh）。一个PHY只能接一个硬盘。
SMP：SAS设备之间的信息。
SSP：SAS 域中兼容SCSI命令。
STP：SAS 域中兼容SATA命令。
设备必须命名，不管是initiator，target 还是expander，都必须有独一无二的名称（64-bit）。端口、phy也都必须命名，如下图所示：（注意00:00:00:00:00:00:00:00h是不合格的SAS地址）。
同OSI七层模型一样，SAS也有分层。
Application layer：使不同协议命令能够被认识，即兼容SMP,SSP,STP。
Transport layer：定义传输的各种信息格式和结构，以及任何相关的控制信息，如流控制和acknowledgement。还有就是定义了SSP和SMP的报文格式。说白了就是对各种报文的封装。
Port layer：选择哪个PHY进行通信连接。并进行open/close 连接操作。有点像OIS里面的网络层，即路由。
Link layer：对报文添加/摘除头（SOF）和尾（CRC,EOF）。同时也定义了SSP的流控制和acknowledgement。如果是SMP/STP，则流控制和acknowledgement依靠协议自身实现，而不是link layer。有点混乱了，和transport layer的功能比较。
网络分层和报文封装示意图如下所示：
SAS其实也是在传输SCSI命令。因为SCSI命令已经相当成熟，没有必要推到重来。事实上，利用SAS进行SCSI操作的报文就像利用Fibre channel接口进行SCSI操作的报文一样，非常相似。
我们知道，SCSI BUS是共享机制，所以必须存在仲裁机制以防止多个设备同时发起请求。
在SAS expan中，仲裁也是需要的。因为存在多个PHY同时去连接某一个PHY。
SAS有两种通信操作模式，即circuit和frame。
circuit：就是在两个PHY之间建立circuit连接，则paht和resources将会被分配给该连接，无论是否有数据包进行传输。在SAS下，通过OPEN 地址帧在两个PHY之间建立circuit。当通信完成后，就关闭该circuit。
frame：在该模式下，报文可以独立路由。不需要circuit或connection的建立，也不需要path或resources的分配。一旦frame发送出去，它可以路由到available path，只要resources允许。说白了就是路由器的功能。
