نسل جديد Scsi

استاندارد ذخيره‌سازي قديميSCSI در شرف متحول شدن است. دو نوآوري فني كه به صورت مجزا در سال جاري صورت گرفتند، انواع درايوهاي ديسكي مورد استفاده از سوي سازمان‌ها در سيستم‌هاي ذخيره‌سازي‌شان را تغيير خواهند داد.

يك دگرگوني كه سال‌هاي متعدد در توليد رخ داده است حركت به سوي يك رابط جديد بوده – SAS (SCSI متصل‌شده به صورت سريال) – كه اتصالات سريع‌تر، انعطاف‌پذيرتر و قابل اعتمادتري را براي درايوها فراهم ‌آورد. مشخصه جديد همچنين امكان پشتيباني ابزارهاي SAS و درايوهاي ارزان‌تر SATA را فراهم مي‌سازد.

همزمان، با كوچك شدن رابط SAS، درايوهاي 2.5 اينچ رده سازماني جايگزين مدل‌هاي 3.5 اينچ خواهند شد. در بلندمدت اين بدان معني خواهد بود كه ديتاسنترها فضاي ذخيره‌سازي بيشتري را بدون اشغال نمودن محيط ساختمان در اختيار خواهند داشت. درايوهاي كوچك‌تر همچنين مصرف انرژي را كاهش خواهند داد، سرعت دسترسي به داده‌ها را افزايش خواهند داد، و ظرفيت كلي آرايه‌هاي درايو را خواهند افزود.

در ابتدا اين تغييرات نامحسوس خواهند بود، با سرورهاي جديد كه در اواسط سال جاري وارد عرصه مي‌شوند و به جاي SCSI هاي موازي سنتي داراي درايوهاي داخلي SAS هستند. همچنان كه به پايان سال نزديك مي‌شويم آرايه‌هاي درايو بيشتري استفاده از درايوهاي SAS را آغاز خواهند نمود. John Monroe، يك تحليلگر در Gartner، خاطرنشان مي‌كند: "SAS اكنون از سوي OEMهاي عمده مورد تاييد قرار مي‌گيرد." تا سا‌ل‌هاي 2008 تا 2010 (پيش‌بيني‌ها متفاوت است)، همه درايوهاي SCSI از نوع درايوهاي SAS خواهند بود.

Greg Hartzog، رييس زيرساخت ذخيره‌سازي در Optimus Solutions، مي‌گويد: "چيزي كه IT شاهد آن خواهد بود تداوم گرايش به ظرفيت و كارآيي بهتر با قيمت كمتر است."

اگر چه تكنولوژي SCSI پشت پرده در حال تحول است، اما سازمان‌ها نبايد نگراني‌اي در مورد تطبيق زيرساخت ذخيره‌سازي خود به منظور مديريت تغيير داشته باشند. زيرا درايوها از همان مجموعه فرمان درايوهاي قبلي SCSI استفاده مي‌نمايند، در واقع هيچ نيازي به اعمال تغيير در معماري ذخيره‌سازي سازمان وجود ندارد، چرا كه مجموعه فرمان SCSI و رابط‌هاي خارجي بدون تغيير باقي مي‌مانند. همچنين، Jay Krone، مدير بازاريابي محصول Clariion در EMC، خاطر نشان مي‌كند كه اسمبلي‌هاي هد درايوها يعني بخش‌هايي كه اعمال ذخيره و خواندن داده‌ها را انجام مي‌دهند بدون تغيير مي‌مانند.

Franco Castaldini، مدير محصول ذخيره‌سازي سازماني در Seagate Technologies، مي‌افزايد: "كاري وجود ندارد كه IT انجام دهد. آنها نيازي به ايجاد تغيير در middleware يا مديريت ذخيره‌سازي خود ندارند."

درايوهاي قديمي‌تر SCSI موازي با SAS سازگار نيستند، از اين رو سازمان‌ها بايستي هر دو نوع دستگاه SCSI را در DAS و SANهاي خود داشته باشند تا هنگامي كه دستگاه‌هاي قديمي‌تر طي سال‌هاي آينده از رده خارج گردند. اما اين فقط به معني نگهداري دو نوع دستگاه در وضعيتي است كه اشكال پيش مي‌آيد و شايد هم در وضعيت بازآرايي آرايه‌ها به منظور به حداقل رساندن تعداد كابينت‌ها (هر نوع در يك مكان)، اين نظر Krone است.



يك رابط كوچك‌تر و انعطا‌ف‌پذيرتر

حركت به سوي SAS اتصال ميان يك درايو و مقصد (چه كانكتور درايو موجود بر روي مادربورد يك سرور و چه آداپتور گذرگاه ميزبان درون يك كابينت آرايه درايو) را به شكل قابل ملاحظه‌اي متحول مي‌سازد. اتصال جديد تقريبا مشابه كانكتور SATA كه در حال حاضر براي ما آشناست مي‌باشد، و اين شباهت هدفدار است. كنترلرهاي SAS هم با درايو‌هاي SAS و هم با درايو‌هاي SATA كار مي‌كنند زيرا كابل‌ها در هر دو از لحاظ فيزيكي و الكتريكي يكسان هستند. اين امر به فروشندگان امكان استفاده از منابع تغذيه‌، كيس‌ها و صفحات يكسان را در تمامي محصولاتشان مي‌دهد، كه كاهش هزينه‌هاي توليد و در نتيجه كاهش قيمت‌ها براي سازمان‌ها را در پي خواهد داشت، اين گفته Hartzog است.

Craig Butler، مدير بازاريابي محصول ذخيره‌سازي ديسك در IBM، مي‌گويد: "ما درايوهاي SAS با حجم‌هاي بسيار بالا خواهيم داشت چرا كه آنها هم در سرورها و هم در آرايه‌ها به كار برده خواهند شد، از اين رو ارزان‌تر خواهند بود."

علاوه بر كاهش هزينه‌هاي توليد كه استانداردسازي محفظه‌ها اين امر را در پي خواهد داشت، پشتيباني دوگانه درايوهاي SAS و SATA توسط رابط SAS به اين معني است كه سازمان‌ها مي‌توانند هر دو نوع درايو را در يك محفظه (enclosure) تركيب نمايند. اين امر مي‌تواند به يكپارچه كردن ذخيره‌سازي در يك ساختار فيزيكي كمك نمايد در عين حالي كه تفكيك كاركردي ميان اين درايوها پشتيباني مي‌گردد: استفاده از SAS براي برنامه‌هاي كاربردي داراي تعامل بالا و كارآيي بالا، و SATA براي برنامه‌هاي كاربردي با عمل خواندن طولاني و كارآيي پايين از قبيل رسانه پيوسته (streaming) و آرشيوسازي.

اما Harry Mason، رييس SCSI Trade Association و مدير بازاريابي صنعتي درLSI Logic، خاطرنشان مي‌كند كه اگر محفظه‌هاي درايو مخصوص آن طراحي نشده باشد آميختن دو درايو با يكديگر مي‌تواند مشكلاتي را ايجاد نمايد. به دليل سرعت چرخش متفاوت ديسك در آنها، درايوهاي SAS و SATA به ميزان متفاوت لرزش ايجاد مي‌كنند، كه اين موضوع باعث آسيب رسيدن به كابينت مي‌گردد. مديران ذخيره‌سازي كه خواهان تركيب دو نوع درايو در يك كابينت هستند، اگر نمي‌خواهند دستگاه تكان بخورد بايستي اطمينان حاصل كنند كه فروشنده محفظه كابينت را براي مهار چنين لرزش‌هايي طراحي نموده است.

به علاوه، برخي رابط‌ها كاربرد دوگانه خواهند داشت، در حالي كه سايرين اين گونه نخواهند بود. براي جلوگيري از وقوع رخدادي همچون اتصال يك درايو SAS به يك كانكتور مخصوص SATA از سوي يك شخص، كابل‌هاي SATA داراي زائده‌ي پلاستيكي هستند كه آنها را در برابر وارد شدن به هر چيزي به جز يك كانكتور SAS محافظت مي‌نمايد. كابل‌هاي SATA هم در كانكتورهاي SATA و هم در كانكتورهاي SAS جاي مي‌گيرند.

بنا بر گفته Butler از شركت IBM، پشتيباني رابط SAS براي درايوهاي SATA و SAS "كار ذخيره‌سازي رده‌بندي شده را تسهيل مي‌بخشد". او در حالي كه استفاده از ذخيره‌سازي رده‌بندي شده را توصيه مي‌نمايد مي‌گويد، يك رابط مشترك بدان معني است كه سازمان‌ها مي‌توانند به سادگي برخي درايوها را براي انجام پشتيبان‌گيري و آرشيوسازي توسط درايوهاي SATA و بقيه را براي دسترسي تراكنشي توسط درايوهاي SAS پيكربندي نمايند، همگي با رك‌ها و كابينت‌هاي يك آرايه. رابط مشترك همچنين امكان عرضه‌ي محصولات پرمنفعت را به شكلي ارزان‌تر براي فروشندگان فراهم مي‌آورد.

يك از مزاياي نامحسوس‌تر SAS اين است كه SCSI از قالب يك تكنولوژي موازي به سوي يك قالب سريال پيش مي‌رود. رابط‌هاي فعلي SCSI استفاده از حداكثر 15 درايو را براي هر كابل مجاز مي‌شمارند، اما كابل‌ها داراي پهناي‌باند لازم جهت پشتيباني همزمان اين همه درايو در محيط‌هاي واقعي نيستند. حركت به سوي SAS تعداد اتصالات قابل آدرس‌دهي را براي هر پورت – بدون استفاده از بسط ‌دهنده‌ها – به 4032 افزايش مي‌دهد، اين رقم را با 127 براي FC (Fibre Channel) مقايسه كنيد.

از آنجايي كه اتصال به هر درايو به شكل سريال است، هيچ اشتراك پهناي باندي براي بازداشتن سيستم‌هاي ذخيره‌سازي از به كار بردن تمامي اين اتصالات وجود ندارد. طبيعت سريال SAS همچنين بدان معني است كه يك نقص در يك درايو نمي‌تواند ساير درايوها را تحت تاثير قرار دهد. (امكان بروز نقص يكي از دلايلي است كه SCSI به عنوان چنين تكنولوژي قابل اطميناني محسوب گرديده است: معماري موازي تاثير نقصان درايو را افزايش مي‌دهد.) در گذشته، رويكرد موازي به اين دليل مورد استفاده قرار مي‌گرفت كه داده بيشتري مي‌توانست به صورت همزمان بر روي يك اتصال منتقل گردد. اما تكنولوژي سريال كنوني – و كنترلرهاي خاص مديريت تمامي اتصالات منفرد – به نقطه‌اي از پيشرفت رسيده است كه رويكرد موازي ترجيح داده مي‌شود، همان گونه كه FireWire، USB، FC و اتصالات اترنت نشان داده‌اند.

SAS همچنين وعده مي‌دهد كه سد كارآيي SCSI را با سرعت جاري 3 گيگابيت در ثانيه مي‌شكند. Monroe از شركت Gartner مي‌گويد: "شما قادر نيستيد نرخ انتقال تكنولوژي موازي را افزايش دهيد. ما به انتهاي خط رسيده‌ايم." بر طبق اعلام SCSI Trade Association، دستگاه‌هاي اوليه SAS همچنين داراي سرعت 300 مگابيت در ثانيه خواهند بود، و نرخ انتقال بايد تا سال 2008 به 6 گيگابيت در ثانيه و تا سال 2010 به 12 گيگابيت در ثانيه افزايش يابد.

SAS همچنين پشتيباني پورت‌هاي دوگانه، كه دو اتصال به يك درايو را به منظور افزودن قابليت اعتماد در موارد وجود نقص فراهم مي‌نمايند، را در بر مي‌گيرد؛ همينطور در مورد كنترلرهاي RAID اضافي – همانگونه كه در مورد FC وجود داشت.

Butler از شركت IBM مي‌گويد، نتيجه پشتيباني ابزارهاي بيشتر و سرعت‌هاي انتقال بالاتر، كلاسترهاي بزرگتري از درايوها در آرايه‌هاي داراي ظرفيت‌هاي ذخيره‌سازي بسيار بالا و كارآيي بالا خواهد بود. اين بايستي به SAS در جانشين شدن به جاي FC در تمامي رده‌هاي ذخيره‌سازي به جز بالاترين كارآيي (جايي كه هزينه بيشتر FC ارزش كارآيي بهتر را داشته باشد) كمك نمايد.

بنا بر گفتهMason از شركت LSI Logic، SAS همچنين در ذخيره‌سازي راه نزديك كاربرد دارد. او مي‌گويد IT مي‌تواند دستگاه‌هاي متعدد SAS (آرايه‌ها يا درايوهاي خارجي) را از طريق اتصالات مستقيم SAS به SAS بدون نياز به نصب يك SAN محلي يا اشتراك آن شبكه با ترافيك ديگر به هم پيوند دهد. Mason پيش‌بيني مي‌نمايد برخي از سازمان‌ها در صدد استفاده از SAS براي ايجاد اين حلقه‌هاي ذخيره‌سازي راه نزديك به عنوان يك بخش الحاقي به SAN ها بر آيند، نه به عنوان يك جايگزين. به شكلي مشابه، پيش‌بيني Butler از شركت IBM اين است كه SAS براي كلاسترهاي ذخيره‌سازي خارجي دو‌گره‌اي مورد استفاده قرار گيرد.

همچنان، فروشندگان انتظار دارند كهSAS نخستين محصول خود را در رده سرورها ارائه دهد، رده‌اي كه در حال حاضر متكي بر درايوهاي SCSI مي‌باشد كه دليل اين امر نيز قابليت اطمينان و كارآيي بالاي آنها است. SAS اين كارآيي و قابليت اطمينان را افزايش مي‌دهد در عين حالي كه به فروشندگان امكان استفاده از همان چيپ‌ست‌ها و كانكتورها را با هزينه‌هاي كاهش يافته براي سرورهايشان مي‌دهد. Butler از شركت IBM خاطرنشان مي‌كند كه اين درايوها تا سال 2006 بر روي سرورها استاندارد خواهند شد. اما Monroe از شركت Gartner مي‌گويد از آنجايي كه بسياري از سازمان‌ها اخيرا سرورهاي خود را جايگزين نموده‌اند، سرورهاي مبتني بر SAS تا نوسازي بعدي در مقياسي وسيع گسترش نخواهند يافت.

ميني‌درايوها: pathsServer هاي دو گذره همچنين از روند توسعه SCSI ثاني بهره خواهند برد: حركت به سوي درايوهاي رده سازماني كوچك‌تر. درايوهاي 2.5 اينچي انرژي كمتري مصرف مي‌كنند و گرماي كمتري توليد مي‌نمايند، و كارآيي آنها – زمان‌هاي دسترسي و جستجو – بهتر از درايوهاي 3.5 اينچي مي‌باشد چرا كه در اين درايوها هدهاي درايو فاصله كمتري را بايد طي نمايند. اين امر آنها را براي برنامه‌هاي كاربردي تراكنشي مناسب و عالي مي‌سازد.

اندازه كوچك مزيت ديگري نيز در پي دارد. بر طبق گفته Mason از شركت LSI Logic، وجود درايوهاي 2.5 اينچي SAS بدان معني است كه سرورهاي blade مي‌توانند به جاي استفاده از درايوهاي 2.5 اينچي ATA – طراحي شده براي نوت‌بوك‌ها – كه در گذشته ناچار به استفاده از آنها بودند از تكنولوژي قابل اطمينان SCSI كه داراي كارآيي بالايي مي‌باشد استفاده نمايند.

Butler از شركت IBM تصديق مي‌نمايد كه: "ما مي‌دانيم كه جايي كه ظرفيت فيزيكي كم است از درايوهاي 2.5 اينچي در يك سرور يا blade استفاده خواهيم كرد."

براي آرايه‌هاي درايو، Hartzog از شركت Optimus پيش‌بيني مي‌نمايد كه اول از همه آرايه‌هاي رده متوسط، درايوهاي 2.5 اينچي SAS را در ميان خود بپذيرند. او خاطرنشان مي‌كند كه اغلب آرايه‌هاي رده متوسط 14 درايو را در يك رك 19 اينچي جاي مي‌دهند، اما در صورتي كه به اندازه‌ي 2.5 اينچ مهاجرت نمايند قادر به نگهداري 30 درايو خواهند بود.

Mason از شركت LSI Logic مي‌گويد: "SAS واقعا از حركت به سوي 2.5 اينچ نهايت بهره‌برداري را خواهد كرد و ساير تكنولوژي‌ها را پشت سر خواهد گذاشت. فاكتور اندازه كوچك يك عامل تعيين‌كننده است."

اگر چه درايوهاي 2.5 اينچي SAS به فروشندگان در ارائه آرايه‌هاي درايو كوچك‌تر يا افزايش مجموع ظرفيت در فضاي كابينت يكسان ياري مي‌‌رسانند، Castaldini از شركت Seagate بر اين عقيده است كه درايو 3.5 اينچي همچنان سال‌ها مورد استفاده قرار خواهد گرفت. چرا كه درايوهاي SATA داراي يك نسخه 2.5 اينچي رده‌ي سازماني نيستند، از اين رو براي استفاده از مزيت محفظه‌هاي تركيبي و تطبيقي، فروشندگان به استفاده از درايوهايي با اندازه يكسان ادامه خواهند داد. دليل ديگر آن است كه گاهي اوقات به ازاي هر گيگابايت، قيمت درايوهاي 2.5 اينچي SATA بيشتر از نسخه‌هاي 3.5 اينچي خواهد بود. Butler از شركت IBM مي‌گويد: "مشخص نيست كه قيمت به ازاي هر گيگابايت در مورد درايوهاي 3.5 اينچي چه وضعيتي دارد." او خاطرنشان مي‌كند كه آنها براي دستيابي به پذيرش وسيع نياز به برابري و تعادل قيمت دارند.

با اين وجود، تغيير در دنياي هارد ديسك‌ها شايع است. علي‌رغم پيش‌بيني‌هاي صورت گرفته در مورد پايان آن، هارد ديسك همچنان به راه خود ادامه مي‌دهد، با افزايش ظرفيت ذخيره‌سازي فراتر از تراكم ترانزيستور مطرح شده توسط قانون مور. به زودي درايو سازماني SCSI گام مهم ديگري به سوي جلو بر خواهد داشت – اين بار در سادگي، قابليت اطمينان، و هزينه كمتر.





iSCSI برای كجا مناسب است؟

در حالي كه فروشندگان تجهيزات ذخيره‌سازي شروع به فروش SAS و درايوهاي 2.5 اينچي مي‌نمايند، آنها همچنين iSCSI را وارد عرصه مي‌كنند. اما درواقع iSCSI فرمي از SCSI محسوب نمي‌گردد، و آن هيچ رابطه واقعي با تحول تكنولوژي SCSI ندارد.

iSCSI در واقع يك رابط خارجي به منظور اتصال سيستم‌هاي ذخيره‌سازي مي‌باشد، شبيه FC (Fibre Channel) يا Infiniband. يك اتصال iSCSI از Ethernet به عنوان انتقال داده استفاده مي‌كند و فرمان‌هاي مديريت ذخيره‌سازي را براي انتقال توسط TCP/IP بسته‌بندي مي‌نمايد. اما يك اتصال iSCSI با سيستم‌هاي ذخيره‌سازي ATA، SCSI و FC به شكل مساوي كار مي‌كند. (FC هم يك تكنولوژي اتصال خارجي است و هم يك تكنولوژي درايو خاص، اما همانند iSCSI، آن همه انواع سيستم درايو را متصل مي‌نمايد.)

اين بدان معني است كه سازمان‌ها بايد جداي از مزاياي درايوهاي 2.5 اينچي و SAS به ارزيابي مزاياي iSCSI بپردازند – در اصل يك روش اتصال ارزان‌تر SAN با كارآيي پايين‌تر. Jay Krone، مدير بازاريابي محصول Clariion در شركت EMC، مي‌گويد: "مزيت اصلي، هزينه كمتر اتصال است."

Harry Mason، مدير بازاريابي صنعتي در LSI Logic، مي‌گويد: "يك مكتب فكري در بازار سرور low-end وجود دارد مبني بر اين كه iSCSI راه ارزان‌تري براي انجام ذخيره‌سازي (از نوع اتصال مستقيم) است." اما Mason به اين امر اعتقاد ندارد. "SAS در اين نوع از پياده‌سازي، iSCSI را متوقف ساخت زيرا آن تمامي قابليت‌ها و پهناي باند را بدون نياز به ايجاد يك محيط جديد فراهم مي‌آورد." Mason محصولاتي از شركت‌هايي همچون LeftHand Networks و EqualLogic نام مي‌برد كه به iSCSI به عنوان يك جايگزين مناسب SAN براي محيط‌هاي با قابليت پايين از قبيل تجارت‌هاي كوچك و براي مرتبط ساختن SAN هاي مجزا نگريسته‌اند.



كاربرد SAS در نوارها (Tape ها)

SCSI نه تنها در درايوهاي ديسكي بلكه در درايوهاي نواري نيز مورد استفاده قرار گرفته است، اما اعتناي عمومي كمي به نحوه‌ي گسترش SAS در كتابخانه‌هاي نواري شده است. Franco Castaldini از شركت Seagate خاطرنشان مي‌كند كه هيچ فروشنده نواري هنوز به دنبال plugfest هاي SCSI Trade Association نبوده است، جايي كه به عنوان مثال فروشندگان محصولات SAS را تست ‌نمايند.

Greg Hartzog از شركت Optimus Solutions معتقد است كه SAS مي‌تواند مزيت بزرگي براي كتابخانه‌هاي نواري محسوب گردد، به دليل طول كابل افزايش يافته و اندازه كابل كوچك‌تر و انعطاف‌پذيرتر. او مي‌گويد مشتريانش نسبت به ايده‌ي كتابخانه‌هاي نواري خارجي اما از نوع اتصال مستقيم براي پشتيبان‌گيري شعبه‌اي و ساير انواع محلي آن علاقه نشان مي‌دهند. Harry Mason از شركت LSI Logic اين مطلب را تصديق نموده و مي‌گويد در اغلب سازمان‌ها كتابخانه‌هاي نواري به خوبي در خارج از اتصالات FC (Fibre Channel) جاي نمي‌گيرند زيرا كتابخانه‌هاي نواري معمولا به شكلي كه درايوهاي ديسكي به مقصد متصل مي‌گردند اتصال نمي‌يابند بلكه از طريق كابل‌ها اين اتصالات را برقرار مي‌كنند.

اما آداپتورهاي درايوهاي نواري FC حدود 1000 دلار قيمت دارند، Hartzog خاطرنشان مي‌كند، اين امر IT را پيش از گسترش آنها به تفكر بيشتر وا مي‌دارد. او مي‌گويد: "نوار SAS بايستي از لحاظ قيمت به رقابت بپردازد."

Mason مي‌گويد او "علاقه زيادي را از سوي فراهم كنندگان نوار نسبت به طرح‌هاي SAS" مشاهده كرده است. يك دليل براي اين امر اين است كه پروتكل‌هاي SCSI "همواره يك مدخل خوب براي رباتيك درايو نواري" بوده است، اين نظر Kevin Schoonover، مدير مهندسي در Arrow Enterprise Storage است. Schoonover مي‌گويد، با اساس SCSI خود و امكان كابل‌كشي بهترش، فراهم‌كنندگان نوار اكنون مي‌توانند SAS را به جاي FC گران‌تر مد نظر قرار دهند، و از مزاياي يك اتصال كابلي بدون نياز به مهاجرت به يك مجموعه فرمان متفاوت بهره‌مند گردند.