群集和双机热备的概念与区别.docx

《群集和双机热备的概念与区别.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《群集和双机热备的概念与区别.docx（27页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、群集和双机热备的概念与区分解析磁盘阵列的关键技术存储技术在计算机技术中受到广泛关注，服务器存储技术更是业界关怀的热点。一谈 到服务器存储技术，人们几乎马上与SCSI(Small Computer Systems Interface)技术联系 在一起。尽管廉价的IDE硬盘在性能、容量等关键技术指标上已经大大地提高，可以满意 甚至超过原有的服务器存储设施的需求。但由于Internet的普及与高速进展，网络服务器的规模也变得越来越大。同时， Internet不仅对网络服务器本身，也对服务器存储技术提出了苛刻要求。无止境的市场需 求促使服务器存储技术飞速进展。而磁盘阵列是服务器存储技术中比较成熟的一种

2、，也是 在市场上比较多见的大容量外设之一。在高端，传统的存储模式无论在规模上，还是平安上，或是性能上，都无法满意特别 应用日益膨胀的存储需求。诸如存储局域网(SAN)等新的技术或应用方案不断涌现，新的 存储体系结构和解决方案层出不穷，服务器存储技术由直接连接存储(DAS)向存储网络技 术(NAS)方面扩展。在中低端，随着硬件技术的不断进展，在强大市场需求的推动下，本 地化的、基于直接连接的磁盘阵列存储技术，在速度、性能、存储力量等方面不断地迈上 新台阶。并且，为了满意用户对存储数据的平安、存取速度和超大的存储容量的需求，磁盘阵 列存储技术也从讲求技术创新、重视系统优化，以技术方案为主导的技术推

3、动期渐渐进入 了强调工业标准、着眼市场规模，以成熟产品为主导的产品普及期。答：通过软件方式实现双机热备。即不采纳共享的存储设施，而是本机数据可以直接 在多台主机间流淌。显而易见，此种方式最大的优点就是节省了昂贵的存储设施投资，而 其缺点也不难发觉：会产生数据的前后不全都、或者会影响数据库读取的速度。我们看看 这样一个例子：假如在服务中断时切换到备份服务器，则可能有少量已经在主机完成的事 务在备机上尚未实现。而与备份数据的恢复不同，备机启动后，后面的操作已经进行，因 此丢失的数据包要找回就相当难。故此种方式适用于对于丢失少量数据不是特别敏感的系 统。在这儿提一下标准的解决方法，即基于共享存储设施

4、和双机软件实现双机热备。它可 以在无人值守的状况下供应快速的切换，并且不会有数据丢失现象，而购买存储设施等投 资也会比较高。问：如何选择与实施双机热备的配置方案？答：1.以应用为主导，进行仔细的分析。以高可用性为宗旨。2 .考虑是采纳数据库双机热备还是应用服务器集群、还是软件备份方式。3 .选择确定详细的设施、软件的型号等。笔者在这里提示大家，不同的软件或是 硬盘等存储设施，他们之间存在兼容性的问题，因此在购买之前应询问专业人员，不要消 失选购了双机软件对相关的存储设施存在不兼容等现象。4 .在实施完成后，肯定要进行测试，以确保工作正常，而且应留意在运行过程中定期的对系统是否能够正常切换进行测

5、试。为什么要做双机热备?双机热备针对的是服务器的故障。服务器的故障可能由各种缘由引起，如设施故障、操作系统故障、软件系统故障等等。 一般地讲，在技术人员在现场的状况下，恢复服务器正常可能需要10分钟、几小时甚至 几天。从实际阅历上看，除非是简洁地重启服务器（可能隐患仍旧存在）,否则往往需要几 个小时以上。而假如技术人员不在现场，则恢复服务的时间就更长了。而对于一些重要系统而言，用户是很难忍受这样长时间的服务中断的。因此，就需要 通过双机热备，来避开长时间的服务中断，保证系统长期、牢靠的服务。打算是否使用双机热备，正确的方法是要分析一下系统的重要性以及对服务中断的容 忍程度，以此打算是否使用双机

6、热备。即，你的用户能容忍多长时间恢复服务，假如服务 不能恢复会造成多大的影响。在考虑双机热备时，需要留意，一般意义上的双机热备都会有一个切换过程，这个切 换过程可能是一分钟左右。在切换过程中，服务是有可能短时间中断的。但是，当切换完 成后，服务将正常恢复。因此，双机热备不是无缝、不中断的，但它能够保证在消失系统 故障时，能够很快恢复正常的服务，业务不致受到影响。而假如没有双机热备，则一旦消 失服务器故障，可能会消失几个小时的服务中断，对业务的影响就可能会很严峻。另有一点需要强调，即服务器的故障与交换机、存储设施的故障不同，其概念要高得 多。缘由在于服务器是比交换机、存储设施简单得多的设施，同时

7、也是既包括硬件、也包 括操作系统、应用软件系统的简单系统。不仅设施故障可能引起服务中断，而且软件方面的问题也可能导致服务器不能正常工作。还应指出的是，一些其他的防护措施如磁盘阵列（RAID ）、数据备份虽然是特别重要 的，但却不能代替双机热备的作用。分析:存储技术SAS 一统磁盘江湖并行磁盘技术的各类弊端导致其进展乏术，而串行磁盘技术则具有很多先天优势，随 着串行技术的不断进展与成熟，它很有可能统一整个磁盘存储领域。SAS天生丽质SAS是Serial Attached SCSI的缩写,即串行连接SCSI0 2001年11月26日, Compaq、IBM、LSI规律、Maxtor和Seagate

8、联合宣布成立SAS工作组，其目标是定 义一个新的串行点对点的企业级存储设施接口。2003年5月,SAS 1.0法律规范正式出台 并提交给ANSI（美国我国标准协会）争论，同年9月，SAS 1.0正式通过ANSI认证。如今，主流的服务器存储接口标准都依靠于数据流的并行传输。并行SCSI接口技术广 泛应用于企业级存储，ATA接口技术则主要被大量用于PC产品。随着服务器被要求满意 不断提高的系统和应用需求，并行技术无法回避的各种问题，如信号终止限制，电缆和连 接器的反射，信号扭曲和串音，以及设施寻址力量等问题都成为提高数据传输性能的障碍。为了解决并行技术的种种弊端，串行技术应运而生。SAS是SCSI

9、总线合同的串行标 准，同样SATA是ATA的串行标准。为爱护用户投资，SAS法律规范也兼容了 SATA ,这 使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA两类硬盘，对用户来说，使用不同类型的硬盘时不需要再重新投资。而背板生产厂家也不需要为SCSI和SATA标准分别设计不同的产品，同 时也削减了设计时布线的简单度和PCB （印刷电路板）的层数，因此降低了成本。系统集 成商也不需要为给客户配置不同硬盘而选购不同的背板和线缆。SAS技术引入了 SAS扩展器，使SAS系统可以连接更多的设施，其中每个扩展器允 许连接多个端口，每个端口可以连接SAS设施、主机或其他SAS扩展器。目前，SAS接口速率为3Gbp

10、s ,其SAS扩展器多为12端口。不久，将会有6Gbps 甚至12Gbps的高速接口消失，并且会有28或36端口的SAS扩展器消失以适应不同的 应用需求。LSI规律公司存储标准产品部门行业市场总监Harry Mason介绍说,SAS的优点很多, 主要可以归结为四个方面：性能、敏捷性、可扩展性和牢靠性。SAS性能包括初始3Gbps的传输速率，以及先进的指令队列，多种点到点路由和容 错设计。点到点的体系结构使它能够在同一端口同时进行读和写。双端口特性使它支持多 个启动设施间的连接，从而使可用带宽加倍。SAS布线特别紧凑，支持更好的空气流通和 简便的热插拔连接。IT经理使用SAS体系结构可获得更多的

11、敏捷性。背板设计和接口合同支持同时使用 SAS和SATA硬盘驱动器，使集成商和用户受益（权衡成本、性能和任务关键应用X实际 上,可以建立任何具有互操作性保证的混合型存储系统。SAS也可向后兼容SCSI软件和 中间件，削减了对于已升级系统或对遗留软件修改的培训需求。鉴于如今系统需求的不断变更，SCSI可扩展性是一种关键性的需求。SAS使用交换机这样的扩展器硬件，简化了用于较大型的外部存储应用的配置。因此，它们可以不断增加, 而对延迟具有特别小的影响，并且允许保存带宽用于增加的工作负荷。此外，扩展器支持 很多拓扑结构，最多可超过16000台混合的SAS/SATA硬盘驱动器。使用双端口 SAS硬盘驱

12、动器可以建筑高可用性的系统。由于没有单点故障，这使得硬 盘驱动器是可用的，从而增加了容错性能。LSI规律公司RAID存储适配器部门产品和项目管理总监Luca Bert表示,SAS技术的 消失会很大程度上转变当今磁盘应用的状况，概括来说，光纤通道磁盘会连续应用在最高 性能的高端领域，SATA磁盘广泛应用在低端PC服务器，而剩余绝大部分领域都会是SAS 的天下。SCSI的过去与将来当80年月中期SCSI第一次消失在计算机系统上时，它的确是物如其名。SCSI当时是 设计应用在由HP、SGI、Sun以及很多现在早已不复存在的其他厂商例如Apoll。、Ardent、 Dana和Data General

13、,还有Stardent,很多人可能都不记得它们了 ）生产的早期工程工 作站中。SCSI设计用于满意CAD和工程的高性能数据需要。那时，拥有8位和16位连线， 这些连线以5MBps速率传送数据，然后以lOMBps的速度传送，后来SCSI开头渐渐退 出工程部门，渐渐进入IT机构。在IT机构中它首先消失在来自Prime Computer和其他 厂商的超级小型机使用的早期的RAID实现中。到90年月中期，存储需求不断增加，硬盘不断进展，I/O要求变得更加苛刻。以前被称为Fast SCSI （10MB）的技术不再被认为是快速了。ANSI T10技术委员会定义了演 进中的SCSI标准符性能法律规范由10M

14、B提高到20MB（ Fast 20 ）接着又提高到40MB（最初叫Fast-40 ,以后改名为Ultra2 X也是在90年月中期，Adaptec和NCR Microelectronics （现在叫LSI规律）等芯片 制造商与硬盘厂商（Quantum当时是早期技术领导者，紧随其后的是Seagate ）以及连 接器制造商合作，供应可互操作的解决方案，关心通过委员会推动这个演进标准的进展。 他们还推出了第一批产品，并关心创建了 SCSI行业协会，即向全球营销SCSI概念的厂商 组织。现在，虽然光纤通道好像成为新闻报道中的主角，但保存在硬盘上的大部分企业数据 是通过SCSI保存的。到本世纪头10年，法

15、律规范进展到了 Ultral60和Ultra320o显而易见，当I/O达到 每秒320MB时,SCSI已经失去了进展空间。因此，SCSI,以前的并行接口 ,被改造供应 串行连接。现在，SAS产品最终开头下线。SAS接口具有多种优势。最明显的优势是它在吞吐量方面比并行SCSI有了显著的改 进（大致是后者的4倍力SAS还使更多的硬盘可以连接在SCSI总线上：并行SCSI可在 15个地址上连接设施，但是即使假设每个地址上连接多个规律设施（LUN ）,并行SCSI 也不行能达到SAS供应的连接力量一通过扩展器可供应多达128个地址。当然，不管是并行SCSI还是串行SCSI都不能马上从这么多的设施中访问

16、数据：5块 硬盘同时运行是可能让总线饱和的数量。不过，通过适当的管理，一个应用可以采用SAS 连接在很多的数据上，然后连接需要串行输入数据。厂商喜爱串行技术，由于它们设计起来比并行连接要简洁得多。串行技术在涉及到线 缆时占用更小的体积（这意味着更低廉的成本），而更小的体积意味着对气流更少的限制， 因而更小的风扇（进一步降低成本1但是，厂商喜爱串行设计的主要缘由是信号与系统时 钟的关系变得更加简洁。例如，并行SCSI必需将时钟与多个独立的并行线路上的信号保持 同步，而在使用SAS时，全部的信号都在一根线路上传送。掌握同步更加简洁，因此设施 背板、连接器等等部件设计起来更加简洁，设计的费用也更加低

17、廉。与会技术专家估计SAS市场能够以较快的速度在2005年下半年快速增长。2007年, SAS的市场份额估计会达到60%o各类磁盘技术之比较技术类型主要优势主要劣势应用领域应用领域ATA价格低廉性能较低PC PCSCSI性能较高并行技术的弊端企业级存储企业级存储FC高性能、高牢靠性价格较高高端存储高端存储SATA价格低、容量高性能、牢靠性较低中低端存储中低端存储SAS高性能、高牢靠性未完全成熟中高端存储中高端存储SATA接口是什么意思?有什么用?硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数 据。不同的硬盘接口打算着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口

18、的优 劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从家用用户的角度动身，硬盘接口分为IDE、 SATA两种规格，不过他们各自具有自身的优势和特点，用户需要依据自身的状况来加以选 择。IDE接口硬盘及主板接口IDE接口硬盘一般就是我们俗称的并行规格的PATA硬盘，目前大多数台式存储系统 采纳的都是称为Ultra-ATA的并行总线接口硬盘产品，这样的规格技术是自80年月以来 始终被应用在桌上型系统作为主流的内部储存互连技术，由于运用领域特别广泛时间又较 长，所以成熟的技术带来的是大规模集成制造的低成本和飞速进展的大容量。由于长时间的没有转变，在数据的传输上来看，这种IDE接口硬盘显得有一些滞后， 由于

19、目前主流的PATA硬盘仅能支持ATA/100和ATA/133两种数据传输法律规范，传输 速率最高只能达到每秒100或133MB，这仅可以满意目前一般状况下的大容量硬盘数据 传输。此外，这类硬盘所使用的80-pin数据线在机箱内部杂而乱，它会阻碍空气在机箱里 的流淌，从而影响到系统的散热。虽然劣势明显，不过对于一些原来老用户来说，由于原 有的主板平台并不支持SATA接口 ,这种IDE接口的PATA大容量硬盘还是首选，还有一 些用户认为这类型的硬盘在技术上成熟、稳定，所以也选择这类型的PATA硬盘。由英特尔、戴尔、希捷、Maxtor以及APT等厂商所组成serialata.org ,推出了就硬 盘

20、而言的新技术规格，Serial ATA ,它为串行接口，在IDF Fall 2001大会上，希捷宣布了 Serial ATA 1.0标准正式宣告了 SATA法律规范的确立这也是硬件新近颁布的一种的标准。在技术特点来看，不得不承认PATA硬盘在安装、传输速率及功耗、抗震、噪声等多 方面都要逊于SATA硬盘。由于SATA硬盘它具有更快的外部接口传输速度，数据校验措 施更为完善，SATA 1.0法律规范规定的标准传输率可以达到150MB/S ,这样可以充分发 挥Serial ATA接口的性能优势，由于ATA100的理论数值是100MB/S ,即便是ATA133 也最高为133MB/S。此外在安装上首

21、先SATA的连接线特别便利，而且SATA最重要的特 性就是支持热插拔。串行SATA方式通过更好的数据校验方式，信号电压低可以有效的减 小各种干扰，从而大大提高数据传输的效率，而且新式的SATA硬盘连接线也更加有利机 箱内部的散热。SATA并非只有优点，在缺点上也是显而易见,由于SATA规格还不特别成熟，这种类 型的硬盘对外频要求要比并行规格硬盘高，假如用户有超频的状况这时肯定要留意，由于 它就会经常消失找不到硬盘或数据损坏的状况。目前支持SATA 2.0的硬盘也已经推出，信 任不久SATA 3.0也会消失在市场中，但并非标准越高就越好，就目前而言这种SATA2.0 法律规范的硬盘主要还是针对服

22、务器和网络存储应用，如一般消费者选择SATA 1.0法律规 范的硬盘产品足以。一般PATA的硬盘传输速度有：Ultra-ATA33Ultra-ATA66Ultra-ATAIOOUltra-ATA133SATA硬盘传输速度有:Ultra-ATA150SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA0这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘 接口类型，由于采纳串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更 强的纠错力量，与以往相比其最大的区分在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查， 假如发觉错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的牢靠性。串行接口还具有结 构简洁、支持热插

23、拔的优点。与并行ATA相比，SATA具有比较大的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传 送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。Serial ATA- 次只会传送1位数据，这样能削减SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也 会更高。实际上，Serial ATA仅用四支针脚就能完成全部的工作，分别用于连接电缆、连 接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统简单性。其 次，Serial ATA的起点更高、进展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达 150MB/sec ,这比目前最块的并行ATA（即ATA/

24、133）所能达至! 133MB/sec的最高数据传 输率还高，而目前SATA II的数据传输率则已经高达300MB/secoSerial ATA法律规范不仅立足于将来，而且还保留了多种向后兼容方式，在使用上不 存在兼容性的问题。在硬件方面，Serial ATA标准中允许使用转换器供应同并行ATA设施 的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成Serial ATA硬盘能够使用的串行信 号，目前已经有多种此类转接卡/转接头上市，这在某种程度上爱护了我们的原有投资，减 小了升级成本；在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝 毫也不必为使用Serial AT

25、A而重写任何驱动程序和操作系统代码。回顾磁盘阵列的进展历程，始终和SCSI技术的进展紧密关联，一些厂商推出的专有技 术，如IBM的SSA(Serial Storage Architecture)技术等，由于兼容性和升级力量不尽如 人意，在市场上的影响都远不及SCSI技术广泛。由于SCSI技术兼容性好,市场需求旺盛, 使得SCSI技术进展很快。从最原始5MB/S传输速度的SCSI-1 ,始终进展到现在LVD接口的160MB/s传输速 度的Ultra 160 SCSI, 320MB/S传输速度的Ultra 320 SCSI接口也将在2001年消失(见 表 1)。从当前市场看,Ultra 3 SCS

26、I 技术和 RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks) 技术还应是磁盘阵列存储的主流技术。SCSI技术SCSI本身是为小型机(区分于微机而言)定制的存储接口，SCSI合同的Version1版本 也仅规定了 5MB/s传输速度的SCSI-1的总线类型、接口定义、电缆规格等技术标准。随 着技术的进展，SCSI合同的Version 2版本作了较大修订，遵循SCSI-2合同的16位数据 带宽，高主频的SCSI存储设施间续消失并成为市场的主流产品，也使得SCSI技术牢牢地 占据了服务器的存储市场。SCSI-3合同则增加了能满意特别设施合同所需要的命令集，使得SC

27、SI合同既适应传 统的并行传输设施，又能适应最新消失的一些串行设施的通讯需要，如光纤通道合同(FCP)、 串行存储合同(SSP)、串行总线合同等。渐渐地小型机”的概念开头弱化，高性能计算 机和服务器”的概念在人们的心目中得到强化，SCSI一度成为用户从硬件上来区分服 务器”和PC机的一种标准。通常状况下，用户对SCSI总线的关怀放在硬件上，不同的SCSI的工作模式意味着有此外，Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简洁得多，而且简洁收 放，对机箱内的气流及散热有明显改善。而且，SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行 ATA不同，扩充性很强，即可以外置，外置式

28、的机柜(JBOD)不单可供应更好的散热及插拔 功能，而且更可以多重连接来防止单点故障；由于SATA和光纤通道的设计如出一辙，所 以传输速度可用不同的通道来做保证，这在服务器和网络存储上具有重要意义。而SATA II是在SATA的基础上进展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的 1.5Gbps(l50MB/sec)进一步提高至I了 3Gbps(300MB/sec),此外还包括 NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交叉启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbps并不是

29、真正的SATA IIOSATA II的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的 指令执行挨次进行优化，避开像传统硬盘那样机械地依据接收指令的先后挨次移动磁头读 写硬盘的不同位置，与此相反，它会在接收命令后对其进行排序，排序后的磁头将以高效 率的挨次进行寻址，从而避开磁头反复移动带来的损耗，延长硬盘寿命。此外并非全部的 SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持NCQ之外，也要求主板芯片组的 SATA掌握器支持NCQ。此外，NCQ技术不支持FAT文件系统，只支持NTFS文件系统。由于SATA设施市场比较混乱，不少SATA设施供应商在市场宣扬中滥用SATA

30、II 的现象愈演愈烈，例如某些号称SATA II的硬盘却仅支持3Gbps而不支持NCQ,而某 些只具有1.5Gbps的硬盘却又支持NCQ所以，由希捷(Seagate)所主导的SATA-IO(Serial ATA International Organization , SATA 国际组织，原 SATA 工作组)又宣布了 SATA 2.5 法律规范，收录了原先SATA II所具有的大部分功能从3Gbps和NCQ到交叉启动 (Staggered Spin-up)、热插拔(Hot Plug)、端口多路器(Port Multiplier)以及比较新的 eSATA(External SATA ,外置式

31、SATA 接口)等等。值得留意的是，部分采纳较早的仅支持1.5Gbps的南桥芯片(例如VIA VT8237和 NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主板在使用SATA II硬盘时，可能会消失找不到硬 盘或蓝屏的状况。不过大部分硬盘厂商都在硬盘上设置了一个速度选择跳线，以便强制选 择1.5Gbps或3Gbps的工作模式(少数硬盘厂商则是通过相应的工具软件来设置),只要把 硬盘强制设置为1.5Gbps , SATA II硬盘照样可以在老主板上正常使用。SATA硬盘在设置RAID模式时，一般都需要安装主板芯片组厂商所供应的驱动，但也 有少数较老的SATA RAID掌握器在打了最新

32、补丁的某些集成了 SATA RAID驱动的版本的 Windows XP系统里不需要加载驱动就可以组建RAID。SATA相较并行ATA可谓优点多多，将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行 ATA完全过渡到SATA也是大势所趋，应当只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA 接口，例如Intel的ICH6系列南桥芯片相较于ICH5系列南桥芯片，所支持的SATA接口 从2个增加到了 4个，而并行ATA接口则从2个削减到了 1个；而ICH7系列南桥则进一 步支持了 4个SATA II接口 ；下一代的ICH8系列南桥则将支持6个SATA II接口并将完全 抛弃并行ATA接口 ;其它主板芯片组厂商也已

33、经开头支持SATA II接口 ；目前SATA II接 口的硬盘也渐渐成为了主流；其它采纳SATA接口的设施例如SATA光驱也已经消失。值得留意的是，无论是SATA还是SATA II,其实对硬盘性能的影响都不大。由于目前 硬盘性能的瓶颈集中在由硬盘内部机械机构和硬盘存储技术、磁盘转速所打算的硬盘内部 数据传输率上面，就算是目前最顶级的15000转SCSI硬盘其内部数据传输率也不过才 80MB/sec左右，更何况一般的7200转桌面级硬盘了。除非硬盘的数据纪录技术产生革 命性的变化，例如垂直纪录技术等等，目前硬盘的内部数据传输率也难以得到飞跃性的提 高。说得不好听的话，目前的硬盘采纳ATA 100

34、都已经完全够用了，之所以采纳更先进的 接口技术，是可以获得更高的突发传输率、支持更多的特性、更加便利易用以及更具有进展潜力罢了。SATA和串口与并口没关系。他是硬盘的接口，数据传输采纳串行传输方式。削减了干 扰，最新的SATA接口速度完全超过PATA接口的硬盘。但是SATA接口的硬盘肯定要协作 大容量的缓存。它读的比较快！SAS是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采纳串 行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接 口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性， 供应与串行ATA

35、(Serial ATA，缩写为SATA)硬盘的兼容性。作为并行SCSI的后继技术，SAS能够为企业级存储应用供应更高的性能、扩展性和 牢靠性。SAS接口兼容SATA，使系统开发人员可以敏捷地在系统中集成SAS或SATA设 施。将来，其次代和第三代的SAS界面将供应6-12Gbps的数据带宽，并支持HostRAID.从无到有了解SAS技术与SAS硬盘【编者按】存储领域的磁盘介质是最关键的设施，全部数据和信息都要存放在磁盘介 质上。而数据的读取速度则是由磁盘介质的连接接口打算的。以往我们都是通过SCSI或者 SATA接口及硬盘来完成数据存储工作。不过近些年一个新型技术越来越得到中小企业甚至 是大型

36、企业的青睐。就是SAS技术以及与之相对应的SAS硬盘。今日我们就从无到有的来了解下什么是SAS技术以及使用SAS硬盘的优势。【正文】存储领域的磁盘介质是最关键的设施，全部数据和信息都要存放在磁盘介质 0而数据的读取速度则是由磁盘介质的连接接口打算的。以往我们都是通过SCSI或者 SATA接口及硬盘来完成数据存储工作。不过近些年一个新型技术越来越得到中小企业甚至 是大型企业的青睐。就是SAS技术以及与之相对应的SAS硬盘。今日我们就从无到有的 来了解下什么是SAS技术以及使用SAS硬盘的优势。一、常见磁盘技术与接口类型优劣：网络存储设施目前大致可分为三大类，即高端中端和近端（Near-Line）

37、。高端存储设施 主要是光纤通道为主，由于光纤通道传输速度很快，所以高端存储光纤设施大部分应用于 任务级关键数据的大容量实时存储上。中端存储设施主要是SCSI设施，他的历史也很悠久, 应用于商业级的关键数据的大容量存储。近端是近年来新消失的存储领域，其产品主要是 串行ATA（Serial ATA，缩写为SATA）,应用于非关键数据的大容量存储,目的是替代以前 使用磁带的数据备份。光纤通道存储设施的最大优势就是传输速度快，但是他的价格很高，维护起来也相对 麻烦;而SCSI设施存取速度相对比较快，价格位于中等位置，但是他的扩展性略微差一点, 每个SCSI接口卡最多只能连接15个（单通道）或者30个（

38、双通道）设施。SATA则是近几年 飞速进展的技术，他的最大优势就是价格廉价，而且速度并不比SCSI接口慢多少，随着技 术的进展SATA的数据读取速度正在接近并赶超SCSI接口。此外由于SATA的硬盘价格越 来越低，容量越来越大，渐渐可以用于数据备份。因此传统的企业级存储由于考虑到性能和稳定性，以SCSI硬盘和光纤通道为主要存储 平台ATA则多用于非关键性资料或桌面个人计算机上不过随着SATA技术的兴起与SATA 设施的成熟，这个模式正在被转变，越来越多的人都开头关注SATA这种串行数据存储连 接方式。二、什么是SAS技术？正由于SATA技术的飞速进展以及多方面的优势，才会让更多的人考虑能否存在

39、一种 方式可以将SATA与SCSI两者相结合，这样就可以同时发挥两者的优势了。在这种状况下 SAS应运而生。SAS是新T弋的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采纳串 行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接 口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性， 供应与串行ATA(Serial ATA ,缩写为SATA)硬盘的兼容性。SAS的接口技术可以向下兼容SATA0 SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双 端口、高性能的SAS驱动器，也可以连接高容量、低成本的SATA驱

40、动器。由于SAS驱动 器的端口与SATA驱动器的端口外形看上去类似，所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同 时存在于一个存储系统之中。但需要留意的是，SATA系统并不兼容SAS ,所以SAS驱动 器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性，IT人员能够运用不同接口的硬盘来 满意各类应用在容量上或效能上的需求，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储 设施发挥最大的投资效益。说白了 SAS接口技术就是使用串行接口的SCSI硬盘他和SATA 硬盘是兼容的，我们可以在SAS接口上安装SAS硬盘或者SATA硬盘。三、SAS技术的优势：正如前面所说SAS技术与SAS硬盘是在人们盼望发挥SATA

41、与SCSI接口共同优势的基础上诞生的。那么集中两者优势形成的SAS究竟在哪些方面存在过人之处呢？(l)SAS技术降低了磁盘阵列的成本：以往不管使用SCSI接口还是FC光纤接口，当一个厂商生产磁盘阵列柜时需要的技术 是特别高的，成本也很高，由于存储设施厂商目前投入相当多的成本以支持包括光纤通道 阵列、SATA阵列等不同的存储设施。而SAS技术具备简化内部连接设计的优势，可以通 过共用组件降低设计成本。这样就可以花更少的钱享受SCSI接口的性能。(2)串行接口让传输性能提高：串行SCSI是点到点的结构，可以建立磁盘到掌握器的直接连接。通过点到点技术可以 削减了地址冲突以及菊花链连结的减速，为每个设

42、施供应了专用的信号通路来保证最大的 带宽，并且每个传输通道都是在全双工方式下进行的。总的说来他的性能要比传统SCSI 更同I。(3)更好的扩展性能：上面笔者也提到了 SCSI接口的扩展性能一般，最多只能连接15个(单通道)或者30 个(双通道)设施。而经过改良后的SAS接口则大大不同，SAS结构有特别好的扩展力量， 最多可以连接16384个磁盘设施。(4)安装更简洁：SAS接口使用更细的电缆搭配更小的连接器，一方面节省了服务器或存储设施的空间, 另一方节省了空间，从而提高了使用SAS硬盘服务器的散热、通风力量。而传统的SCSI 接口使用较大的并行电缆，这会带来部分电子干扰，采纳SAS的电缆结构

43、就不会消失此问 题。此外每个SAS电缆有四根电缆，两根输入两根输出。SAS可以同时进行数据的读写， 全双工的数据操作提高数据的吞吐效率。(5)更好的兼容性：正如上文所说我们在SAS接口卡上安装SATA设施也是可以正常工作的，这样就让我 们的存储系统应用更加敏捷，可以依据实际需求选择SAS磁盘或者SATA磁盘，降低了成 本的同时也保证了性能。对于对数据读取速度要求不高的地方可以使用SATA设施替代SAS 设施。总的来说SAS技术是结合了 SATA与SCSI两者的优点而诞生的，同时串行SCSI(SAS) 是点到点的结构，因此除了提高性能之外，每个设施连接到指定的数据通路上提高了带宽, 从而为数据传

44、输与存取供应了必要保障。四、实施SAS需要哪些设施？由于SAS技术仅仅是在SCSI基础上对连接接口进行了改进，从并行接口转变成串行 接口。所以在使用和设置上和原来的SCSI存储技术特别类似。和SCSI设施一样我们需要 SAS接口卡和SAS磁盘两部分来组建SAS系统。(l)SAS 接口卡：由于大部分主板都没有供应SAS模块功能，所以我们只能通过SAS接口卡(扩展卡) 来实现SAS系统的搭建。目前LSI Logic和Adaptec两大公司都供应了基于SAS技术的接口卡，我们购买回来直接安装在主板的插槽上即可。(2)SAS 磁盘:从大小上来说SAS磁盘主要有两种，一种是2.5英寸的，另一种是3.5英

45、寸的，详细 选择哪个要看我们SAS接口卡上支持哪种。此外磁盘转速基本在10000RPM到 15000RPM之间。日立，富士通，老希捷，老迈拓都生产过SAS磁盘。总结：SAS技术是SCSI与SATA两者的完善结合，在功能上将SCSI比了下去，在兼容性上 又可以与SATA设施正常连接，因此很多存储厂商都认为SAS技术将取代并行SCSIO笔者 也认为在不久的将来，SAS技术会在中端市场和近端市场有惊人的表现，将来赶超和取代 FC光纤设施也不是没有可能。SAS、FC、SATA、iSCSI是现在最热点的存储技术，其中，SAS代表着新一代的串行 接口技术的最新成果，凭借其敏捷应用、高性能传输、性价比高的有

46、点，信任SAS将会快 速成为存储领域的全新选择。不同的最大传输速度。如40MB/S的Ultra SCSI. 160MB/S的Ultra 3 SCSI等等。但最 大传输速度并不代表设施正常工作时所能达到的平均访问速度，也不意味着不同SCSI工作 模式之间的访问速度存在着必定的倍数关系。SCSI掌握器的实际访问速度与SCSI硬 盘型号、技术参数，以及传输电缆长度、抗干扰力量等因素关系亲密。提高SCSI总线效率必需关注SCSI设施端的配置和传输线缆的法律规范和质量。 图 1 和图 2 为分别为比较典型的 Ultra Wide SCSI(40MB/s)和 Ultra 3 LVD SCSI(160MB/

47、s) 的实际访问速度(Winbench 99测试)。可以看出，Ultra 3模式下获得的实际访问速度还 不到Ultra Wide模式下实际访问速度的2倍。一般说来，选用高速的SCSI硬盘、适当增加SCSI通道上连接硬盘数、优化应用对磁 盘数据的访问方式等，可以大幅度提高SCSI总线的实际传输速度。尤其需要说明的是，在 同样条件下，不同的磁盘访问方式下获得的SCSI总线实际传输速度可以相差几十倍，对应 用的优化是获得高速存储访问时必需关注的重点，而这却经常被一些用户所忽视。在图3 中，按4KB数据块随机访问6块SCSI硬盘时，SCSI总线的实际访问速度为2.74MB/S , SCSI总线的工作效

48、率仅为总线带宽的1.7%;而图4则在完全不变的条件下，按256KB的 数据块对硬盘进行挨次读写，SCSI总线的实际访问速度为141.2MB/s , SCSI总线的工作 效率高达总线带宽的88%。随着传输速度的提高，信号传输过程中的信号衰减和干扰问题显得越来越突出，终结 器在肯定程度上可以起到降低信号波反射，改善信号质量的作用。同时,LVD(Low-Voltage Differential)技术的应用也越来越多。LVD工作模式是和SE(Single-Ended)模式相对应的，它可以很好地反抗传输干扰，延 长信号的传输距离。同时,Ultra 2 SCSI和Ultra 3 SCSI模式也通过采纳专用

49、的双绞型SCSI电缆来提高信号传输的质量。LVD工作模式和SE工作模式的对比如图5所示。RAID技术在磁盘阵列的概念中，大容量硬盘并不是指单个硬盘容量大，而是指将单个硬盘通过 RAID技术，按RAID级别组合成更大容量的硬盘。所以在磁盘阵列技术中，RAID技术是 比较关键的，同时，依据所选用的RAID级别的不同，得到的大硬盘”的功能也有不同。RAID是一项特别成熟的技术，但由于其价格比较昂贵，配置也不便利，缺少相对专业 的技术人员，所以应用并不特别普及。据统计，全世界75%的服务器系统目前没有配置 RAIDO由于服务器存储需求对数据平安性、扩展性等方面的要求越来越高，RAID市场的 开发潜力巨大。RAID技术是一种工业