هارد SAS چیست؟ هارد SATA چیست؟ تفاوت SAS و SATA در چیست؟ کاربرد Expander در سرورهای سخت افزاری چیست؟ در مقاله قبلی توضیح دادیم که SAS نمونه بروزشده و در واقع مدرن ساختار SCSI است . SAS ها با تمامی دستوراتی که در SCSI ها وجود داشتند تطبیق دارند و از آنها پشتیبانی می کنند اما لایه فیزیکی به جای استفاده از توپولوژی Bus قیدیم بر اساس پروتکل نقطه به نقطه سویچی یا Point to Point Switched کار می کنند . شاید برای شما هم جالب باشد بدانید که با توجه به اینکه SAS ها نمونه بروزشده SCSI ها هستند اما آنها را می توان با درایو های SATA در یک Bus مشترک ترکیب کرد.
دلیل اینکه می توان چنین کاری انجام داد را بیشتر می توان جدیدتر بودن تکنولوژی SAS نسب به تکنولوژی SATA اعلام کرد . در واقع SAS ها طرح اصلی خود را از روی SATA الگوبرداری کرده اند ، هر دو نوع درایو SATA و SAS از اتصالات سطح پایین و همچنین سرعت انتقال های 1.5 و 3 و 6 گیگابیت بر ثانیه استفاده می کنند.
رابط فیزیکی که برای SAS ها طراحی شده است به گونه ای است که می تواند هم از درایو های SAS و هم از درایوهای SATA پشتیبانی کند. اما نکته جالب و البته منفی قضیه اینجاست که شما می توانید درایوهای SATA را به رابط SAS متصل کنید اما درایوهای SAS را نمی توانید به پورت های SATA متصل کنید . کابل های SATA به گونه ای طراحی شده اند که متصل کردن درایوهای SAS به آنها امکانپذیر نیست.
قطعا این سئوال برای شما هم پیش خواهد آمد که اگر طراحی SAS واقعا از SCSI گرفته شده است پس چگونه است که درایو های SATA می توانند با رابط های SAS براحتی کار کنند ؟ از طرفی دیگر ساختار درایو های SATA بر اساس همان ساختار قدیمی درایوهای ATA طراحی شده است و در واقع ایندو تشابه زیادی با درایو های SCSI ندارند ! بایستی بدانید که دلیل اینکه استفاده از درایوهای SATA و SAS بصورت یکسان در تکنولوژی SAS وجود دارد این است که Back Plain مربوط به SAS از سه پروتکل مختلف پشتیبانی می کند.
اولین پروتکل از این سه عدد به نام SSP یا Serial SCSI Protocol شناخته می شود . Serial SCSI Protocol برای ارسال دستورات SCSI به دستگاه های SAS مورد استفاده قرار می گیرد .دومین پروتکل به نام SATA Tunneling Protocol یا SATA Tunneled Protocol شناخته می شود که به اختصار به آن STP گفته می شود . SATA Tunneling Protocol به دستورات Serial ATA ها اجازه دهد که به سمت SAS Backplane منتقل شوند. سومین پروتکل مورد استفاده SCSI Management Protocol یا SMP است . این پروتکل به اطلاعات مدیریتی اجازه می دهد که به سمت گسترش دهنده ها یا Expander ها ارسال شوند .
با توجه به اینکه هر دو نوع دستگاه SAS و SATA قابلیت اتصال به Backplane موجود بر روی SAS را دارند ، ممکن است این سئوال برای شما پیش بیاید که از کدامیک از این دو نوع دستگاه SAS یا SATA استفاده کنیم و یا از ترکیبی از این دو استفاده کنیم ؟ خوب برای اینکه به پاسخ این سئوال برسیم لازم است کمی با ذات کاری SASدرایو های SAS و SATA بیشتر آشنا شویم . مقایسه SAS و SATA مثل مقایسه خودرو پیکان روئا با لامبورگینی است .
هر چند که هر دوی این خودروها شما را به سمت مقصد میبرند و در نهایت به مقصد می رسید ، اما شما در پیکان روئا ضمن اینکه امنیت چندانی ندارید سرعت و شتاب کمتری نیز نسبت به خودروی لامبورگینی دارید که ضمن دارا بودن امنیت مناسب ، سرعت بسیار بیشتری نسبت به پیکان روئا دارد . در این مثال درایو های SATA مانند همان پیکان روئا هستند.
به زبان عامیانه هارد درایو های SATA هزینه بسیار کمتری برای ذخیره سازی داده بر روی خود دارند بنابراین این نوع هارد درایو ها برای ذخیره سازی حجم زیاد اطلاعات با هزینه پایین بسیار مناسبتر هستند . از طرفی دیگر درایو های SAS ضمن اینکه بسیار گرانتر از درایوهای SATA هستند اما کارایی بسیار بهتری را ارائه می دهند و صد البته قابل اعتماد تر از هارد درایوهای SATA هستند.
یکی از دلایل مهمی که که درایوهای SAS به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند هر دو نوع دستگاه SATA و SAS را پشتیبانی کنند این است که به مدیران شبکه اجازه بدهند که بتوانند بین کارایی و قیمت حق انتخاب داشته باشند . خوب در این صورت مدیران شبکه می توانند برای سرورهایی با حجم و بار کاری کم از هارد درایو های SATA با قیمت پایین و برای سرورهای دارای حجم کاری بالا مانند سرورهای مجازی سازی و یا پایگاه های داده که نیاز به کارایی بالاتری دارند از درایوهای SAS استفاده کنند .
البته این تنها دلیلی نیست که کنترلرهای SAS از درایوهای SATA پشتیبانی می کنند بلکه سهولت در بروز رسانی به درایوهای SAS نیز یکی دیگر از مواردی است که کنترلر هر دوی این دو نوع درایو را پشتیبانی می کند . تصور کنید که در حال حاضر سرورهای شما نیاز به بروزرسانی هارد درایو های خود به SAS دارند و بر روی سرورهای شما کنترلرهای جدید SAS با هارد درایوهای SATA وجود دارد ، شما براحتی می توانید اینکار را با جابجایی درایوها انجام دهید ، اما اگر شما قرار بود هارد درایوهای SCSI خود را به SAS ارتقاء دهید قطعا به این سهولت انجام نمی شد.
در همین سری از مقالات اشاره کردیم که SCSI ها قدیمی در صورت استفاده از Expander ها می توانستند هشت تا شانزده عدد دستگاه را پشتیبانی کنند ، با توجه به اینکه SAS از Serial Bus استفاده می کند می توانست در صورت استفاده از Expander تا 65535 عدد دستگاه را پشتیبانی کند . با توجه به اینکه من در مورد استفاده از Expander های قدیمی چندان تبهری ندارم بهتر است چند نکته در خصوص SAS Expander ها توضیح بدهم .
خوب سازمان های بزرگ نیاز دارند که سرورهای آنها به تعداد زیادی هارد درایو متصل شوند ، برخی اوقات این به دلیل بالا بردن کارایی سیستم است ، مثلا برای اینکه بتوانند از Striped RAID استفاده کنند اینکار را انجام می داند . دلیل دیگری که استفاده و متصل شدن به هارد دیسک های زیادی را طلب می کند ، ظرفیت ذخیره سازی بیشتر است ، اما به هر حال و به هر دلیلی که باشد برای اینکار SAS Initiator به تنهایی کفایت نمی کند .
محدودیت هایی که بر روی SAS Initiator وجود دارد به این معناست که این دستگاه چندین پورت محدود را می تواند پشتیبانی کند . برای مثال یک SAS Initiator به تنهایی می تواند حداکثر 16 عدد دستگاه را بدون استفاده از Expander به سیستم متصل کند . Expander ها به SAS Initiator این اجازه را می دهند که بتوانند دستگاه های بیشتری از تعدادی که خود Initiator می تواند کنترل کند ، را کنترل کند .
برخی افراد Expander ها را با سویچ های شبکه مقایسه می کنند . یک پورت شبکه صرفا می تواند برای برقراری ارتباط یک دستگاه به شبکه مورد استفاده قرار بگیرد ، اگر شما پورت شبکه خود را به یک سویچ شبکه متصل کنید ، شما قادر خواهید بود دستگاه های زیادی را به شبکه متصل کنید . SAS Expander ها نیز تقریبا به همین شکل کار می کنند ، آنها در واقع محدودیت های کابلی SAS Initiator را برطرف می کنند.
بصورت کلی دو نوع SAS Expander وجود دارد که شما بایستی در خصوص آنها اطلاعاتی داشته باشید . اولین نوع به نام Edge Expander می باشد . Edge Expander ها می توانند تا نهایت 255 عدد دستگاه SAS را پشتیبانی کنند اما شما می توانید با استفاده از دو عدد از Edge Expander ها این تعداد را به 510 عدد درایو برسانید. البته عدد 510 با عدد 65535 ای که قبلا اشاره کردیم تا حدود زیادی تفاوت دارد .
پشتیبانی از این تعداد زیاد از درایوهای SAS تنها با استفاده از نوع دوم از Expander ها امکانپذیر است که به نام FANOUT Expander شناخته می شوند. FANOUT Expander ها بین SAS Initiator و Edge Expander قرار می گیرند ، هر کدام از این FANOUT Expander ها می توانند تا 255 عدد از Edge Expander ها را در درون خود جای دهند، که هر کدام از آنها قادر به پشتیبانی از 255 عدد درایو خواهد بود .
البته توجه کنید که این محدودیت های تئوری طراحی SAS می باشد. من به شخصه در محیط واقعی چنین تعداد عظیمی از درایو ها را که به یک سرور متصل شده اند هرگز ندیده ام . البته چه بسا بزوری سازندگان سرور بدون نیاز به Expander ها قابلیتی برای پشتیبانی از این تعداد درایو را در سرورهای خود ببینند . تصور کنید که اگر این تعداد از درایو به همدیگر متصل شوند تامین برق مورد نیاز آنها و از طرفی گرما و ترافیک کاری که بر روی سرور ایجاد می کنند چقدر می تواند زیاد باشد.
در این قسمت در خصوص هارد درایو های SAS و همچنین Expander ها صحبت کردیم و مزایای هر کدام را ذکر کردیم و تقریبا بحث خود در خصوص دستگاه های ذخیره سازی داخلی سرور را به اتمام رساندیم . در این سری مقالات سعی داشتم بیشتر شما را با ساختار کلی سرورها آشنا کنم و بدیهی است که هنوز بسیاری دیگر از قطعات سرور که توضیحاتی در خصوص آنها ارائه نشده است در بحث ما باقی خواهد ماند ، در مقاله بعدی که در واقع قسمت پایانی این سری مقالات می باشد به بررسی ساختار پردازنده یا CPU سرورها بصورت مقدماتی خواهیم پرداخت و این سری مقالات را به پایان خواهیم رساند.