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《信息存储与管理(第二版):数字信息的存储、管理和保护》—— 2.4 连接

简介:
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本节书摘来异步社区《信息存储与管理(第二版):数字信息的存储、管理和保护》一书中的第2章,第2.4节,作者:【新加坡】G.Somasundaram ,【美】Alok Shrivastava,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.4 连接

信息存储与管理(第二版):数字信息的存储、管理和保护
连接(Connectivity)指的是各个主机之间或者主机同其他外围设备(如打印机、存储设备)之间的互连。这里重点讨论主机和存储设备之间的连接。主机和存储设备之间的连接和通信通过物理部件和接口协议实现。

2.4.1 连接的物理部件

物理部件(physical components)指的是连接主机和存储的硬件。主机和存储间连接的3个物理部件是:主机接口设备、端口和线缆(如图2-4所示)。

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主机接口设备(host interface device)或称主机适配器(host adapter)用于主机和主机之间,或主机和存储设备之间的连接。例如,主机总线适配器(host bus adapter,HBA)和网络接口卡(network interface card,NIC)都属于主机接口设备。主机总线适配器是一种专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)板,承担着主机和存储之间的I/O接口功能,将CPU从额外的I/O处理任务中解放出来。一台主机通常包含多个HBA。

端口(Port)是专用插口,使得主机和外部设备之间可以建立连接。一个HBA上有一个或多个连接主机和存储的端口。电缆(Cable)用于将内部或外部设备连接到主机上,由铜或光纤制成。

2.4.2 接口协议

主机和存储之间的通信需要通过协议。协议是通过在通信的源端和目的端都使用接口设备(或者控制器)来实现的。用于主机和存储设备之间的最常见的接口协议包括集成设备电路/高级技术附件IDE/ATA协议、小型计算机接口(SCSI)协议、光纤通道(Fibre Channel)协议和互联网协议(Internet Protocol)。

集成设备电路/高级技术附件(IDE/ATA和SATA)
IDE/ATA是一个常见的用于存储设备之间(如磁盘和CD-ROM驱动器之间)连接的接口协议标准。该协议支持并行传输,因此也被称为并行ATA(PATA)或ATA。IDE/ATA有多种标准和命名。Ultra DMA/133版本的ATA协议支持133MB/s的吞吐率。在主从(master-slave)配置中,一个ATA接口支持每个连接器(connector)连接两个存储设备。如果看重磁盘的性能,不建议两个设备共享端口。

本协议的串行版本支持单比特(single bit)串行传输,也被称为串行ATA(SATA)。SATA凭借其高性能低成本的优势在较新的系统上已取代PATA。SATA 3.0标准的最高数据传输率已达6 GB/s。

小型计算机接口(SCSI)和串行SCSI
SCSI已成为高端计算机中优先选择的连接协议。该协议支持数据并行传输,性能、扩展性和兼容性都优于ATA协议。但是,因为成本较高,在家庭及个人桌面用户中不够普及。与最初的SCSI协议相比,目前的SCSI协议已做了完善并包含了一系列的技术和标准。在一条总线上,SCSI可支持最多16个设备,传输速率可达640MB/s(Ultra-640版本)。

串行连接SCSI(serial attached SCSI,SAS)是点对点的串行协议,与并行SCSI不同。较新版本的串行SCSI协议(SAS 2.0)支持最高6 Gb/s的传输率。更多关于SCSI架构和接口的细节,参见本书附录B。

光纤通道(Fibre Channel)
光纤通道(Fibre Channel)是用于广泛用于存储设备高速通讯的协议。光纤通道接口支持Gb级的网络传输速度。光纤通道协议是串行数据传输协议,使用铜线或光纤进行数据传输。最新版本的光纤通道接口(16FC)支持的数据传输率高达16Gb/s。光纤通道协议及其特性将在第5章中详细介绍。

互联网协议(Internet Protocol)
IP作为网络协议,一直以来主要用于主机和主机之间的通信。随着新技术的兴起,IP网络成为主机和存储间通信的可行选择。IP在成本和成熟性上有优势,商业机构也可以利用已有的IP网络。iSCSI和FCIP协议都是利用IP网络实现主机和存储通信的例子。这些协议将在第6章中详细介绍。

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