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Computertechnik-Fibel

Die Computertechnik-Fibel, das Computer-Buch

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Netzwerktechnik-Fibel

Die Netzwerktechnik-Fibel

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SAS - Serial Attached SCSI

SAS - Serial Attached SCSI
Serial Attached SCSI, kurz SAS, ist eine Massenspeicher-Schnittstelle, die SCSI-Kommandos über eine serielle Schnittstelle transportiert, die mit SATA Ähnlichkeiten hat. In der ersten Generation unterstützt SAS eine Bruttodatenrate von 3 GBit/s. Mit SAS 2 wurde die Datenrate auf 6 GBit/s verdoppelt. Mit SAS 3 bzw. SAS 12G sind 12 GBit/s vorgesehen.

Schnittstelle Bezeichnung Transferrate Reichweite Geräteanzahl Einführung
Serial Attached SCSI (SAS) SAS 3 GBit/s 300 MByte/s 1 m 16.384 2004
Serial Attached SCSI 2 (SAS 2) SAS 6G 6 GBit/s 600 MByte/s 1 m 16.384 2007
Serial Attached SCSI 3 (SAS 3) SAS 12G 12 GBit/s 1.200 MByte/s 1 m 16.384 2010

Wie funktioniert SAS?

Durch eine reine Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Host-Adapter und Laufwerk entfällt die Konfiguration und erleichtert die Verkabelung. Alle SAS-Komponenten haben eine eigene feste Adresse. Für die Umsetzung des bestehenden SCSI-Protokolls ist das Serial SCSI Protocol (SSP) zuständig. Es sorgt für die Kommunikation zwischen SAS-Controller und SAS-Gerät.

SATA + SCSI = SAS

Um die Schnittstellen-Geschwindigkeit von Massenspeicher (Festplatten) weiter steigern zu können, ist man von parallelen auf serielle Schnittstellen umgestiegen.

Auch SCSI musste diesem Trend folgen, um mit SATA mithalten zu können. Zwar stehen iSCSI und Fibre Chanel als Konkurrenzen da. Doch diese beiden Massenspeicher-Schnittstellen eignen sich eher um größere Strecken zwischen Server und RAID-Arrays zu überbrücken. Deshalb ist man dazu übergegangen für SCSI eine serielle Schnittstelle zu entwickeln.
SAS arbeitet im Prinzip wie SATA, das um SCSI-Kommandos und eine höhere Zuverlässigkeit erweitert wurde.

SAS-Festplatten haben gegenüber SATA-Laufwerken viele Vorteile. So unterstützt SAS Native Command Queuing (NCQ) mit bis zu 256 Kommandos. Durch geschicktes umsortieren der Kommandos werden die Lesekopf-Bewegungen und so die Latenzzeiten minimiert. Bei SATA gibt es das auch, aber nur für 32 Kommandos.
SAS verwendet die gleichen Stecker, wie SATA. Die SAS-Laufwerke sind von vorne herein Hotplug-fähig. Außerdem liegen die Signalpegel bei SATA bei ± 250 mV. Bei SAS betragen sie ± 1,2 V. Dadurch ist die Störanfälligkeit geringer und es können längere Kabel für SAS verwendet werden.

Dual-Porting

Dual-Porting
SAS-Laufwerke lassen sich an mehreren Hosts anschließen. Dazu hat fast jede SAS-Festplatte einen zweiten Port für Dual-Porting.

Parallelbetrieb von SAS- und SATA-Laufwerken

Parallelbetrieb von SAS- und SATA-Laufwerken
An einem SAS-Hostadapter lassen sich SAS- und SATA-Laufwerke parallel betreiben. An einem SATA-Hostadapter funktioniert das aber nicht. Nur der SAS-Standard sieht eine Protokoll-Erweiterung vor, mit der sich SAS- und SATA-Geräte in einem gemischten Speichersystem betreiben lassen. Zum Beispiel SAS mit seiner hohen Geschwindigkeit (hohe Plattendrehzahl) für Anwendungen und SATA-Platten als günstiger Speicher fürs Backup.
Der SAS-Hostadapter kann SAS- und SATA-Geräte voneinander unterscheiden und spricht SATA-Geräte mit dem SATA-Tunneling-Protocol (STP) an. Das STP verpackt SATA-Kommandos in eigene Datenpakete.

Netzwerk-Struktur für größere Speichersysteme

Netzwerk-Struktur für größere Speichersysteme
Prinzipiell ist SAS, wie SATA auch, eine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle. Doch mit dem SCSI Management Protocol (SMP) lassen sich an einer SAS-Schnittstelle mit mehreren Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mehrere Laufwerke zusammenschalten. Ein Expander, ein elektronischer Umschalter, teilt einen SAS-Kanal auf mehrere Ports auf. Wie ein Switch in einem Netzwerk koordiniert der Expander den Datenverkehr und schaltet die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zum Zielport. Jeder Expander kann bis zu 128-SAS-Adressen verwalten. In einem SAS-System lassen sich bis zu 16.384 (128 x 128) Geräte verwalten.

Jetzt kann man auch verstehen, warum SAS 12G mit 12 GBit/s Sinn ergibt? Denn diese Datenrate brauchen einzelne Festplatten nicht. Aber, wenn man mehrere davon an einem SAS-Expander betreibt, dann profitiert jede einzelne Festplatte vom schnelleren Interface.

Übersicht: Schnittstellen für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke

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