آموزش رایگان Data Storage Network: قسمت دوم: رابط‌ها و پروتکل‌ها در هارد

در قسمت سوم از سلسله مقالات آموزش رایگان data storage networking به رابط‌ها و پروتکل‌ها در هارد می‌پردازیم. اینترفیس sata، sas، fc و NL-SAS سرفصل‌هایی است که در ادامه می‌خوانید. با فالنیک همراه باشید.

• رابط‌ها و پروتکل‌ها در هاردها
• بررسی انواع رابط فیزیکی هارد درایوها

رابط‌ها و پروتکل‌ها در هاردها

پروتکل را می‌توان مجموعه‌ای از دستورات و قوانین ارتباطی در نظر گرفت. دیسک درایوها، رسانه‌های حالت جامد و آرایه‌های ذخیره‌سازی بر مبنای یک پروتکل به تعامل با سایر تجهیزات می‌پردازند. البته آرایه‌های دیسک (RAID) اغلب از پروتکل‌های مختلفی استفاده می‌کنند.

در دنیای ذخیره‌سازی، هر پروتکل اغلب مشخصات رابط فیزیکی خود را دارد، به این معنی که پروتکل می‌تواند با رابط فیزیکی یک درایو مرتبط باشد. به عنوان مثال، یک درایو sata با پروتکل sata و رابط فیزیکی sata در ارتباط است. همین امر در مورد sas و fc نیز صدق می‌کند. هر کدام رابط و پروتکل مخصوص به خود را دارند. امروزه، چهار پروتکل و رابط زیر بر دنیای دیسک درایو به شرح زیر حاکم هستند:

1. Serial Advanced Technology Attachment (SATA)
2. Serial Attached SCSI (SAS)
3. Nearline SAS (NL-SAS)
4. Fibre Channel (FC)

بررسی انواع رابط فیزیکی هارد درایوها

1. اینترفیس ساتا (SATA)

ساتا یکی از شناخته‌شده‌ترین رسانه‌های فیزیکی استفاده شده در کامپیوترهای دسکتاپ، سرورها و لپ‌تاپ‌ها است. این فناوری توانسته راه خود را به بازار فناوری‌های سازمانی پیشرفته باز کند، اما در دنیای آرایه‌های ذخیره‌سازی، فناوری NL-SAS به سرعت جایگزین آن شد. در فناوری سازمانی، درایوهای SATA مترادف با واژگانی همچون قیمت ارزان، عملکرد پایین و ظرفیت بالا هستند. دلیل اصلی این امر این است که مجموعه دستورات ATA به اندازه مجموعه دستورات SCSI غنی و کارآمد نیستند  و در نتیجه برای بارهای کاری با کارایی بالا مناسب نیست. به‌طور معمول، فروشندگان دیسک درایو، درایوهای SATA را بر مبنای مولفه‌های مقرون به صرفه بودن، بافرهای کوچک‌تر و غیره پیاده‌سازی می‌کنند.

در دنیای فناوری سازمانی همه چیز معطوف به عملکرد بالا نیست، زیرا برخی سازمان‌ها به دنبال دیسک درایوهای ارزان، با عملکرد کم و ظرفیت بالا هستند. یک نمونه روشن در این زمینه پشتیبان‌گیری و بایگانی اطلاعات است. در این‌جا، سازمان‌ها به دنبال راه‌حل‌هایی برای لایه‌بندی خودکار آرایه‌های ذخیره‌ساز هستند. البته در مقطع فعلی، اکثر این الزامات توسط درایوهای NL-SAS ارائه شده و به همین دلیل است که در کاربردهای پیشرفته سازمانی NL-SAS به عنوان جایگزینی خوبی برای SATA شناخته می‌شود.

• اینترفیس SAS

SAS همان‌گونه که از نامش پیدا است، پروتکل نقطه به نقطه سریالی است که از مجموعه دستورات scsi و مکانیسم صف پیشرفته scsi استفاده می‌کند. scsi یکی دیگر از فناوری‌های پیشرفته سازمانی و قدرتمند است که مجموعه دستورات غنی‌تر و سیستم نوبت‌دهی بهتر ارائه می‌کند و محصولات مبتنی بر این فناوری از ملزومات سخت‌افزاری بهتری نسبت به درایوهای sata استفاده می‌کنند. همه این‌ها باعث می‌شود درایوهای مبتنی بر scsi، مانند sas و fc، بهترین انتخاب برای بارهای کاری با کارایی بالا و حیاتی باشند. البته دستیابی به عملکرد خوب هزینه‌بر است. درایوهای sas گرا‌ن‌تر از درایوهای sata با ظرفیت مشابه هستند.

یکی دیگر از مزایای کلیدی sas این است که درایوهای sata ii و جدیدتر می‌توانند به شبکه sas یا backplane متصل شوند و در کنار درایوهای sas کار کنند. این امر sas را به گزینه‌ای انعطاف‌پذیر در هنگام ساخت آرایه‌های ذخیره‌سازی تبدیل می‌کند.

درایوهای sas نیز دارای دو پورت هستند، که آن‌ها را به گزینه مناسبی برای آرایه‌های ذخیره‌ساز خارجی تبدیل می‌کند و علاوه بر این، انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌کنند. در مورد آرایه‌های ذخیره‌ساز خارجی و درایوهای sas، هر پورت در درایو sas را می‌توان به کنترلرهای مختلف در آرایه ذخیره‌ساز خارجی متصل کرد. این بدان معنی است که اگر یک پورت یا حتی کنترلر از کار بیفتد، درایو همچنان از طریق پورت باقی مانده در دسترس است.

این آستانه تحمل خطا و مقابله با مشکل پورت خراب شده، به سازمان‌ها اجازه می‌دهند بدون ایجاد وقفه در عملیات تجاری از طریق پورت سالم به کار خود ادامه دهند. اگرچه درایوهای sas دارای دو پورت هستند، اما این پورت‌ها در حالت فعال/غیرفعال کار می‌کنند، به این معنی که تنها یک پورت فعال است و در هر لحظه دستورات را به درایو صادر می‌کند.

در نهایت، درایوهای sas را می‌توان با اندازه‌ سکتور دلخواه فرمت کرد، به‌طوری که به آن‌ها اجازه می‌دهد به راحتی edp را پیاده‌سازی کنند (گاهی اوقات dif نامیده می‌شود). با edp، سکتورهای 520 بایتی به‌جای 512 بایتی قابل استفاده هستند. 8 بایت اضافی در هر سکتور برای ذخیره فراداده (MetaData) استفاده می‌شود که می‌تواند یکپارچگی داده‌ها را تضمین کند.

• اینترفیس FC

درایوهای fc مانند sas مجموعه دستورات scsi و صف بندی را اجرا می‌کنند، اما دارای دو رابط نقطه به نقطه fc-al یا دو fc هستند. آن‌ها نیز برای الزامات عملکردی بالا مناسب هستند و هزینه نسبتاً بالایی برای هر گیگابایت دارند که باعث شده جایگزین ایده‌آلی برای درایوهای sas نباشند.

• اینترفیس NL-SAS

درایوهای nearline sas (nl-sas) ترکیبی از درایوهای sas و sata هستند. آن‌ها دارای یک رابط sas هستند و پروتکل sas را به کار می‌گیرند، اما مفاهیمی مثل پلاترها و rpm درایو sata را دارند. فایده این فناوری چیست؟ خوب، آن‌ها به راحتی روی backplane یا کانکتور sas قرار می‌گیرند و مزایای مجموعه دستورات scsi و صف پیشرفته را ارائه می‌کنند، در حالی که به‌طور همزمان دستیابی به ظرفیت‌های بیشتری نسبت به sata را ارائه می‌کنند که در مجموع، ترکیب خوبی از کیفیت sas و sata را دارند.

NL-SAS تقریباً همه ویژگی‌های مطلوب را دارد و همه فروشندگان تجهیزات ذخیره‌سازی بزرگ از NL-SAS در تجهیزات ذخیره‌سازی خود پشتیبانی می‌کنند، اما هنوز هم در برخی از سازمان‌ها از ساتا در دنیای ذخیره‌سازی سازمانی استفاده می‌شود.

در شماره آینده مبحث فوق را ادامه می‌دهیم.