Стандарт SCSI как основа СХД

 АЛЕКСЕЙ БЕРЕЖНОЙ, независимый консультант, системный архитектор, специалист по системам виртуализации и резервного копирования, alexey.berezhnoy@tech-center.com

Стандарт SCSI как основа СХД

Небольшой экскурс в историю и основные положения стандарта SCSI

Немного забегая вперед, хочу сказать, что устройства с классическим интерфейсом SCSI в данный момент практически не производятся и встретить их можно только при работе с устаревшим оборудованием. Например, у бережливого системного администратора в «хозяйстве» сохранился старый сервер, исполняющий несложную роль, например, носителя ключа HASP для старой версии программы «1С Бухгалтерии». А в нем есть SCSI-контроллер и даже рабочие SCSI-винчестеры. «А зачем тогда нужно что-то читать об этой древней технологии, тем более изучать принципы ее работы и вообще тратить не нее время? Только ради увлечения “компьютерной археологией”?» – примерно такие вопросы возникают в голове у пользователя, когда он что-то читает или слышит о SCSI.

Дело в том, что именно эта технология, точнее, группа стандартов, положила начало большому количеству направлений и ответвлений.

Такие всем известные направления, как SAS, iSCSI и даже Fibre Channel, появились в свое время именно благодаря SCSI. Понимание принципов работы SCSI помогает получить правильное представление о работе большинства современных систем хранения данных. Кроме этого, не так уж мало внешних устройств, таких как ленточные накопители и библиотеки, дисковые массивы (Disk enclosure) и даже сканеры документов, до сих пор верой и правдой служат своим владельцам. Поэтому здесь знания о SCSI также могут быть полезны.

На принципах, заложенных в данный стандарт, строятся весьма крупные системы, как по объему, так и по содержанию. Например, система хранения данных, включающая мощный управляющий центр (Controller Enclosure) и большое количество дисковых «полок» (Disk enclosure или expander). Подобная система может занимать целую стойку или серверный шкаф. Еще вариант – крупная ленточная библиотека, занимающая большую часть стойки.

При этом достаточно интересным является тот факт, что сама аббревиатура SCSI расшифровывается как Small Computer Systems Interface, что переводится как «системный интерфейс для малых компьютеров».

Примечание. Аббревиатура SCSI произносится как «СКАЗИ».

Немного истории

Началом разработки интерфейса SCSI считается 1979 год. Автором данного стандарта принято считать М. Шугарта (компания Shugart Associates – производитель накопителей информации). Я пишу «принято считать», потому что в итоге кразработке данного стандарта приложили руку множество людей и целых корпораций.

Вначале был разработан довольно успешный стандарт интерфейса, определявший логическую и физическую (головка/цилиндр/сектор) адресацию, основанный на протоколах 8-битной передачи данных по параллельному интерфейсу. Первоначально разработка носила название SASI (Shugart Associates Systems Interface – Связующий системный интерфейс Шугарта).

Интерфейс, кроме описания протоколов, содержал набор 6-битных команд. Стоит отметить, что возможность подключения нескольких устройств появилась гораздо позднее, первоначально интерфейс разрабатывался для использования только одного комплекта двух устройств: клиент – сервер.

Два года спустя М. Шугарт передал документацию по своему новому интерфейсу в комитет ANSI [1] (American National Standarts Institute – Национальный институт стандартизации США), где прежний SASI был взят в качестве платформы для работы над новым стандартом, получившим название SCSI. Много полезных идей из SASI было заимствовано в SCSI. Например, за основу были взяты такие важные принципы, как арбитраж устройств, механизмы освобождения шины, но еще больше было создано в процессе доработки.

Следующий этап в жизни SCSI – это уже 1984 год, когда новый стандарт SCSI был представлен на рассмотрение ANSI, и после внесения множества корректировок и дополнений в 1986 году был издан первый официальный стандарт SCSI – SCSI-1.

После всей процедуры доработок новый стандарт получил дополнительный функционал, в том числе 10-битные команды, протокол синхронной и асинхронной передачи данных, возможность подключения к одному адаптеру до восьми различных устройств.

Новые стандарты SCSI-1, SCSI-2 и более поздние получили развитие как в направлении расширения командного языка и в увеличении и усложнении протоколов, так и в увеличении пропускной способности шины, скорости обмена данными и большего числа обслуживаемых устройств. Для более поздних реализаций SCSI разрядность шины составляет 16 бит, число увеличено до 16.

Основы терминологии

Для описания работы SCSI необходимо знать следующие обозначения:

• SCSI Bus (шина) – среда для передачи данных между участниками обмена данными. SCSI bus имеет различную реализацию. В настоящий момент можно встретить в основном варианты реализации в виде последовательной SCSI-шины – SAS.
• SCSI-device (устройство) – внутреннее или внешнее устройство, способное передавать данные по шине SCSI. Это может быть не только жесткий диск или контроллер, но и CD-ROM, ленточная библиотека, сканер и так далее.
• SCSI Chain, или daisy-chain (цепочка) – набор SCSI-устройств, подключенных к шине одно за другим. В данном типе подключения может участвовать до 16 (ранее до восьми) устройств.
• SCSI ID Number – номер от 0 до 16 (ранее от 1 до 8) для адресации конкретного устройство в SCSI-Chain. Разумеется, каждый номер должен быть уникальным.
• SCSI-кабель (Cable) – представляет собой блок параллельных проводников, соединенных стандартными разъемами для подключения. Различают внутренние и внешние кабели. Внутренние SCSI-кабели последних реализаций представляют собой специально переплетенные для лучшей помехозащищенности проводники. Внешние SCSI-кабели выглядят как толстый «шланг» с широким разъемом на конце.
• SCSI Terminators (терминатор) – первоначально представлял собой маленькую плату ввиде набора резисторов. Этобыло необходимо дляпоглощения сигнала, чтобы устранить таким образом эффект многократного отражения. Каждая SCSI-цепь должна была иметь наобоих концах такие терминаторы. Существует два вида терминаторов:
  • Passive terminator (пассивные). Это, по сути, обычные резисторы. После выхода стандарта Ultra SCSI практически не применяются.
  • Active terminators (активные). Фактически это источник опорного напряжения (стабилизатор), вырабатывающий нужный потенциал. При этом каждая линия подключена к сопротивлению 110 Ом.

По исполнению терминаторы могут быть внутренними и внешними. Во многих устройствах, например в том же SCSI-контроллере, есть встроенные активные терминаторы с возможностью включения/отключения. Однако устройства сLVD-интерфейсом чаще всего не имеют внутренних терминаторов (о различии в интерфейсах будет рассказано ниже).

Совет. Даже если старые SCSI-устройства, такие как контроллеры, проводники, терминаторы, ленточные накопители, снимаются с эксплуатации, не спешите их выбрасывать, а бережно сохраните. Всегда существует вероятность, чтопонадобится считать данные со старых носителей, например жестких дисков или ленточных картриджей. Не имея полного комплекта из соответствующего накопителя, контроллера, кабеля, терминаторов и переходников, сделать это будет невозможно.

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №5 за 2017 г. на страницах 16-20.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.

1. Официальный сайт ANSI – American National Standard Institute https://www.ansi.org.
2. Microsoft TechNet – TCP/IP Protocol Architecture – https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc958821.aspx.
3. Корб С.К. Высокоскоростные интерфейсы: SCSI – http://www.ihdd.ru/scsi-interface-description.
4. Коляденко А. Почти все о SCSI – http://citforum.ru/hardware/pc/scsi.
5. Гук М. Интерфейсы устройств хранения: ATA, SCSI и другие. – СПб.: Питер, 2007. – 448 с. ISBN: 5-469-01531-9.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи