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HP ProLiant サーバ

目次

はじめに
  パラレルSCSIテクノロジ
  SAS (Serial Attached SCSI)テクノロジ
  SASへの移行
  結論 / 関連情報

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SAS (Serial Attached SCSI)テクノロジ

SAS (Serial Attached SCSI)テクノロジ

 
SAS (Serial Attached SCSI)は従来のSCSIデバイスのようにバスを共有するのではなく、すべてのストレージデバイスをSASポートに直接接続するポイントツーポイント アーキテクチャです。ポイントツーポイント リンクでは、データ スループットが増加し、ディスク障害を見つけて修復する機能性が高くなります。さらに重要なことに、SASアーキテクチャは高速のシグナリング速度時にパラレルSCSIのクロックスキューと信号劣化の問題を解決します。SASは、コマンドセットをパラレルSCSIから、フレームフォーマットをファイバ チャネルから、物理的な特性をSerial ATAから継承しています。

HP (Compaq)、IBM、LSI Logic、Maxtor、およびSeagateの各社は、2001年にSerial Attached SCSI Working Groupを設立しました。SASは、そのテクノロジを確実に業界標準にするために、オープンスタンダード(ANSI T10)で開発されています。

SASテクノロジとSATAテクノロジには、低電圧作動伝送、8b/10bエンコーディング、全二重通信などのいくつかの共通の機能があります1。 Serial Attached SCSI standards committeeは、SASインフラストラクチャがSATAドライブと互換性を持つように設計し、両方のストレージテクノロジが同じシステム内に共存できるようにして、SATAの拡張性に道が開かれています。SASアーキテクチャは実証済みのSCSIコマンドセット、高度なコマンド キューイング、高度な検証/エラー訂正機能を備えているため、SASはミッションクリティカルな企業のストレージアプリケーションに理想的なソリューションです
 

パフォーマンス

第1世代SASのリンク速度は3.0 Gb/sです。第2世代SASのリンク速度は6.0 Gb/sになります。SASリンクは全二重、つまり、情報の送受信を同時に行うため、遅延の主な原因が少なくなっています。SASインタフェースは複数のリンクを組み合わせて、スケーラブルな帯域幅に対応する2x、3x、または4x接続が可能です。

SASとSATAの互換性

SASアーキテクチャでは、SASデバイスとSATAデバイスの両方を備えたシステム設計が可能であり、エンタープライズ カスタマにとってブレークスルーとなります。これは、IT管理者に対して、信頼性、パフォーマンス、およびコストに基づいてストレージデバイスを選択する柔軟性を与える幅広いストレージソリューション(図3)を提供するものです。

SASは、SMP (Serial Management Protocol)、SSP (Serial SCSI Protocol)、STP (SATA Tunneling Protocol)の3つのプロトコルをサポートして、各種デバイスとの通信を処理します。SMPはエクスパンダのポイントツーポイント トポロジとエンクロージャ サービスの管理に使用されます。SSPは、コントローラがSASデバイスおよび既存のSCSIソフトウェアと通信するのを可能にします。一方、STPは、SASコントローラとSATAデバイスのエクスパンダを通じた通信を可能にします。電源投入または再起動の後に、SASドメインは初期シーケンスを通して、各種デバイスとの通信に適したプロトコルを決定します。

図3. SASアーキテクチャはIT管理者にソリューション選択を柔軟さを提供
SASアーキテクチャはIT管理者にソリューション選択を柔軟さを提供

【コネクタとケーブル配線
SASは、7ピン コネクタ(4本の信号線および3本の接地線)と最長8メートルの小径ケーブルを使用します。SASデバイスとSATAデバイスは、SASコネクタのノッチ内の延長線を除いて、同じ物理デバイスコネクタを共有します(図4)。この延長線によって、SASコネクタとSATAデバイスを接続することはできますが、SATAコネクタとSASデバイスを接続することはできません。細いタイプのSASケーブルとSATAケーブルでは、サーバシャーシ内部の空気に流れとケーブルの経路が改善されています。

図4. SASデバイスとSATAデバイスコネクタとSASバックプレーンコネクタ
SASデバイス SAS バックブレーンコネクタ
SATAデバイスコネクタ

エクスパンダ

SAS RAIDコントローラは内部デバイスリンクとしても外部リンクとしても配備できます(図5)。すべてのSASデバイスには1つまたは複数のポートを設置することができ、各ポートはナロー(シングルリンク)ポートまたはワイド(マルチリンク)ポートとして構成できます。

エクスパンダと呼ばれる低コスト、高速のスイッチによって、SASコントローラはパラレルSCSIよりも多くのデバイスに接続することができます。エクスパンダには、エッジ (先端) エクスパンダとファンアウト (展開) エクスパンダの2種類があります。エッジ エクスパンダはエッジ エクスパンダ セットとしてまとめることができ、各セットは最大128台のデバイス(SASおよびSATA、そのいずれか、またはエクスパンダ)に接続できます。ファンアウト エクスパンダは1つのみ設置が可能で、最大128個のエッジ エクスパンダ セット(またはドライブ)に接続することができます。

図5. SAS (Serial attached SCSI)コンポーネント
SAS (Serial attached SCSI)コンポーネント

管理

パラレルSCSIデバイスとは異なり、SASデバイスにはIDの割り当てが不要です。すべてのSASデバイスには世界で1つしかない名前(SASアドレス)が自動的に割り当てられ、イニシエータ デバイス、ターゲット デバイス、エクスパンダを簡単に識別することができます。

スケーラビリティの向上

SAS (Serial Attached SCSI)は、高度にスケーラブルなトポロジ(内部、外部、またはその両方の組み合わせ)を可能にすることで、製造企業と顧客に幅広いソリューションを設計および配備する柔軟性を提供します。STP (Serial ATA Tunneling Protocol)は、SAS HBAがエクスパンダを通じてSATAデバイスと通信できるようにしており、SASドメインにおいてのSATAスケーラビリティについて重要な役割を果たしています。

内部ストレージアプリケーションのトポロジ
  図6.内部ストレージアプリケーションのトポロジ
【内部】
図6に内部RAIDシステムに使用できるトポロジを示します。SAS RAIDコントローラは2台から8台の内部HDDのサポートが可能で、これらにはSASデバイスまたはSATAデバイスのどちらも使用できます。小型のSASコネクタは3.5インチまたは2.5インチの内部HDDへの接続を可能にし、ブレードサーバのような高密度フォームファクタでのリダンダント ストレージ構成を可能にします。


【JBODでの内部/外部】
図7に内部RAIDシステムに使用できるトポロジを示します。SASインタフェースによって、1つのバックプレーンにSASドライブとSATAドライブのどちらのプラグでも差し込むことができます。これによって、同じサーバまたはネットワーク ストレージ サブシステムでエンタープライズデバイスおよびデスクトップデバイスを使用することができます。

図7. 内部および外部ストレージアプリケーションのトポロジ
内部および外部ストレージアプリケーションのトポロジ

【マルチノードクラスタ】
高度にスケーラブルなアーキテクチャによって、高可用性(フェイルオーバ)や負荷分散のためにマルチノードクラスタリングをサポートするトポロジが可能になります(図8)。

図8. マルチノード クラスタ アプリケーションのトポロジ
マルチノード クラスタ アプリケーションのトポロジ

1 この機能の関連情報は、http://h50146.www5.hp.com/products/servers/proliant/whitepaper/の技術資料「Serial ATAテクノロジとSerial Attached SCSIテクノロジ」, 文書番号TC030605TBを参照してください。

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