کارت hba چیست و چه وظیفه ای دارد؟

در مطلب کارت شبکه چیست؟ کاربرد انواع کارت های شبکه را بشناسیم توضیحات کاملی در مورد کارت شبکه، انواع کارت شبکه و وظایف آن ارائه کردیم تا هنگام فروش سرور درک بهتری از مولفه‌های شبکه داشته باشید. در این مطلب درباره اینکه کارت hba چیست و چه کاربرد، انواع و وظیفه ای دارد صحبت می‌کنیم. با فالنیک همراه باشید.

کارت hba چیست؟

کارت hba (سرنام Host Bus Adaptor) یک برد مدار مجتمع یا کارت توسعه است که از طریق آن، حافظه‌هایی مانند درایوهای دیسک سخت (hdd) و یا درایوهای حالت جامد (ssd) به یک Host مانند سرور متصل می‌شوند. hba به یک سیستم میزبان (Host) و دستگاه‌های ذخیره سازی متصل به آن اجازه می‌دهد تا با هم ارتباط برقرار کنند.

پاسخ hba card چیست طبق تعریف کلی عبارت است از: hba ها آداپتورهای ورودی/خروجی هستند که گذرگاه ورودی/خروجی Host و سیستم حافظه کامپیوتر را به هم متصل می‌کنند. طبق این تعریف کارت گرافیک که به کامپیوتر و حافظه متصل است؛ یا کارت شبکه که به گذرگاه و حافظه شبکه متصل است و یا کارت SCSI-FC که به گذرگاه و حافظه scsi یا fc متصل است، همگی به نوعی hba یا Host Bus Adaptor هستند. انواع کارت hba شامل fc hba و iscsi hba است.

چه قطعاتی را می توان با کارت hba متصل کرد؟

کارت شبکه hba تمام ارتباطات را با دستگاه‌های متصل از نوع sata یا scsi یا هر دستگاه دیگر سازگار با hba انجام می‌دهد. به عبارت دیگر برای اتصال دستگاه‌های سری ATA (sata) و Fiber Channel و scsi می‌توان از کارت hba استفاده کرد. به علاوه کامپوننتی که IDE، USB، Ethernet را به هم متصل می‌کند، اغلب به عنوان hba یا Host Adapter نامیده می‌شود.

کارت hba چه وظیفه ای دارد؟

در مدل‌های قدیمی دستگاه‌های ذخیره‌سازی SAN، تبادل داده بین سرور و سوئیچ از طریق فیبر اتفاق می‌افتاد زیرا سروری که از دستورالعمل  scsi برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌کرد نمی‌توانست پروتکل‌های معمول IP در شبکه Lan را دریافت کند. برای رفع این مشکل، از سیستم انتقال fc استفاده شد و به همین دلیل این نوع SAN ها، به fc san معروف شدند. بعدها این سیستم انتقال وارد بسته‌های IP شد تا توانایی دریافت پروتکل‌های معمول موجود در شبکه Lan را داشته باشد. این مدل به نام ip san معروف شد که رایج‌ترین آنها iscsi است.

این دو متد وظیفه داشتند عملیات سنگین Unpacking را در بسته‌های دیتا انجام دهند، بنابراین به یک کارت شبکه با عملکرد بالا نیاز بود تا بار سنگین عملیات Unpacking را از روی پردازنده‌ی سرور بردارد. این‌جا بود که hba اهمیت پیدا کرد و این نقش را به عهده گرفت. البته hba علاوه بر مسئولیت Unpacking می‌تواند یک رابط فیبر (اگر کارت iscsi hba یک رابط مشترک RJ45 ارائه کند) برای اتصال سوئیچ مربوطه فراهم کند.

از نظر فیزیکی می‌توانید hba را به یک اسلات PCI وصل کنید بنابراین این دستگاه بسیار به کارت شبکه شبیه است و بسیاری از مردم آن را با یک NIC معمولی یا یک کارت فیبر نوری رایج، اشتباه می‌گیرند. البته برخی از کارت های iscsi hba را می‌توان به عنوان کارت شبکه معمولی استفاده کرد، اما این کار با در نظر گرفتن قیمت آن، اصلا به صرفه نیست.

انواع کارت hba سرور

کارت‌های hba براساس المان‌هایی مانند اتصال، سرعت، تعداد پورت و رابط سیستم، به مدل‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند:

1. کارت fc hba
2. کارت scsi hba
3. کارت sas hba
4. کارت qlogic hba

1. کارت fc hba

 کارت FC hba به SNIA Common HBA API نیز معروف است. این کارت در سال 2000 و توسط انجمن صنعت شبکه ذخیره‌سازی و کمیته T11.5 INCITS منتشر شد و آخرین نسخه آن در سال 2002 به‌روزسانی شده است. کاربرد کارت fc hba بیشتر در شبکه‌های fc san است. این کارت، هاست را به یک سوئیچ یا دستگاه ذخیره سازی متصل می‌کند و می‌تواند دستگاه های ذخیره سازی متعدد را به یکدگیر وصل کند، یا سرورهای متعددی که به صورت توامان، به عنوان برنامه میزبان (application host) و سیستم ذخیره سازی کار می‌کنند را به یکدیگر متصل کند. برنامه مدیریتِ شبکه سن، hba را به عنوان یک نقطه اتصال شناسایی می‌کند.

تولیدکنندگان fc hba عموماً محصولات خود را مطابق با افزایش نرخ داده در شبکه fc به روز می‌کنند. هنگامی که fc hba برای اولین بار معرفی شد، سرعت داده یک گیگابیت در ثانیه (Gbps) را ارائه می‌کرد، اما سرعت آن با هر نسل جدید دو برابر می‌شود.

سرعت در نسل های مختلف کارت fc hba

• 2 Gbps (نسل دوم)
• 4 Gbps (نسل سوم)
• 8 Gbps (نسل چهارم)
• 16 Gbps (نسل پنجم)
• 32 Gbps (نسل ششم)
• 64 Gbps (نسل هفتم)

نسل ششم کارت fc (32 گیگابیت بر ثانیه) را می‌توان با استفاده از پیوندهای موازی fc برای شبکه‌ای با چهار خط 32 گیگابیت در ثانیه پیکربندی کرد؛ بنابراین یک پیوند واحد با سرعت 128 گیگابیت در ثانیه ایجاد می‌شود. نقشه راه fc نشان می‌دهد که سرعت fc تک خطی تا سال 2024 به 128 گیگابیت در ثانیه خواهد رسید؛ بنابراین راه حل چهار خط ممکن است منسوخ شود یا برای سرعت‌های سریع‌تر اعمال شود.

بهبودهایی که در طول سال‌ها روی کارت های fc hba انجام شده است شامل ویژگی‌های یکپارچگی داده‌ها برای جلوگیری از خرابی روی سیم در محیط‌های پایگاه داده است. بهبودها همچنین شامل پشتیبانی گسترده از مجازی سازی برای افزایش تراکم سرورهای مجازی نیز هستند.

از ویژگی های متمایز fc hba ها می‌توان به عملکرد، قابلیت اطمینان، امنیت، قدرت، پشتیبانی از مجازی سازی سرور و در دسترس بودن نرم افزار مدیریت اشاره کرد. به طور کلی و در بیانی ساده‌تر می‌توان گفت این کارت توسط کابل فیبرنوری به سوئیچ فیبر متصل شده و وظایفی نظیر مدیریت، نظارت و تثبیت فضای ذخیره‌سازی را برعهده دارد.

1. کارت scsi hba

یک scsi hba معمولاً به یک scsi موازی متصل است، یک فناوری انتقال داده که زمانی محبوب بود و امروزه تقریبا جایگاه خود را به sas های سریعتر داده است. scsi hba یا آداپتور scsi، اتصال و انتقال داده بین یک میزبان و یک دستگاه جانبی یا سیستم ذخیره سازی را تسهیل می‌کند که توسط مجموعه scsi استانداردهای مؤسسه استاندارد ملی آمریکا برای I/O تعریف شده است.

دستگاه های scsi موازی به یک گذرگاه مشترک متصل می‌شوند. حداکثر سرعت scsi موازی 320 مگابایت بر ثانیه است که برای پاسخگویی به نیازهای سیستم‌های محاسباتی مدرن بسیار کند محسوب می‌شود. این عملکرد اغلب با اضافه شدن دستگاه‌های بیشتر به گذرگاه مشترک کاهش هم می‌یابد. hba های موازی scsi به عنوان فناوری منسوخ تلقی می‌شوند و اکثر تولیدکنندگان تولید آن‌ها را متوقف کرده‌اند.

• کارت sas hba

کارت sas برای رفع محدودیت های scsi موازی سنتی و ارائه نرخ‌های بالاتر انتقال داده توسعه یافته است. sas مانند scsi موازی از مجموعه دستورات scsi استفاده می‌کند اما روش انتقال داده‌ها متفاوت است. sas یک پروتکل انتقال داده سریال نقطه به نقطه است. sas hba نوعی scsi hba است که معمولاً یک رایانه میزبان را به یک دستگاه ذخیره‌سازی مانند درایو دیسک سخت، درایو حالت جامد یا دستگاه دیسک معمولی متصل می‌کند. sas hba ها می‌توانند به دستگاه‌های ذخیره سازی تک پورت یا دو پورت متصل شوند که با رابط sata یا sas سازگار هستند. در واقع، بسیاری از sas hba های امروزی به عنوان sas فروخته می‌شوند.

پهنای باند sas از 3 گیگابیت در ثانیه شروع شد و به 6 گیگابیت در ثانیه و سپس 12 گیگابیت در ثانیه رسید. هر نسل جدید sas قابلیت‌های بیشتری را نیز به همراه داشت؛ مانند توانایی اتصال دستگاه‌ها در فواصل طولانی‌تر. تمایز اصلی بین محصولات sas hba شامل مواردی مانند سرعت پشتیبانی شده sas، سرعت انتقال داده، تعداد پورت، نوع گذرگاه PCIe و مصرف انرژی است. sas hba ها معمولاً ارزان‌تر از fc hba هستند، اگرچه fc san عملکرد بهتر و گزینه‌های پیکربندی بیشتری را نسبت به محیط sas ارائه می‌دهد.

• کارت QLogic HBA

hba های QLogic بهترین عملکرد و پاسخگویی را برای پروتکل کانال فیبر (FCP) و NVMe روی کانال فیبر (FC-NVMe) ارائه می‌دهند. این آداپتورها دارای قابلیت‌هایی مانند ارائه میلیون‌ها IOPS، تاخیر کمتر از میلی‌ثانیه و توان عملیاتی نرخ کامل خط هستند. فناوریQLogic  استقرار و هماهنگ سازی ساده را در شبکه‌های san امکان‌پذیر می‌کند.

از ویژگی‌های دیگر کارت‌های Qlogic می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. پیکربندی‌های 1، 2 و 4 پورت برای حداکثر انعطاف‌پذیری در پیاده‌سازی
2. استقرار همزمان FCP و FC-NVMe StorFusion
3. هماهنگ‌سازی و در نتیجه کاهش تراکم
4. جداسازی پورت پیشرو برای عملکرد بالا
5. قابلیت استفاده در سیستم‌های PCIe 3.0 و 4.0

به طور کلی بهترین کاربرد کارت‌های QLogic، در کانال فیبر (FCP) و NVMe از طریق کانال فیبر (FC-NVMe) است. به بیان ساده‌تر، در کارت‌های QLogic یک مسیر جداگانه برای هر پورت طراحی شده تا ضمن کاهش نرخ قطعی خط، قابلیت اطمینان افزایش یابد.

هر کدام از کارت‌های hba در نوع خاصی از شبکه‌های کامپیوتری کاربرد دارند بنابراین قبل از خرید کارت hba مورد نظرتان، حتما از جزییات شبکه خود، ظرفیت‌ها و نیازهای مربوط به آن آگاه باشید تا بتوانید با دید بهتری تجهیزات شبکه خود را انتخاب کنید.

برای آشنایی بیشتر با تکنولوژی‌های مورد استفاده در کارت‌های شبکه می‌توانید مطلب بررسی تکنولوژی کارت شبکه: FlexFabric و FlexibleLOM و NIC Partitioning را در وبلاگ فالنیک مطالعه کنید.