从SASI到SAS：SCSI走过25年

SAS（初期草案）规格简介

Serial Attached SCSI（简称SAS）草案的第一个版本于2002年4月25日问世，5月6日ANSI T10技术委员会同意接受该草案并立即展开SAS标准的制订工作。记者最先看到的sas-r00a已经是SAS草案的第四个版本了，目前参考的则是sas-r00f。一个多月的时间先后推出6个版本，T10技术委员会的工作效率的确值得钦佩。

sas-r00f的正文部分有240页，sas-r00a也要213页，好在我们关心的主要规格基本都在前50页。

交换架构

SAS的域、设备及端口完全继承了SCSI和ATA的相应概念。虽然接口和线缆的电气规格取自SATA，但点对点连接的距离延长至10米，而连接对象也不再局限于启动设备（可理解为适配器）或目标设备（可理解为硬盘或光驱等），还可以是Expander设备。Expander设备可以理解为路由器，它具有至少两个外部端口。根据路由能力复杂程度的不同，Expander设备分为Fanout（输出）和Edge（边缘）两类：每个SAS域至多有一个Fanout Expander设备，它能连接的Edge Expander、启动端口或目标端口不超过64个；每个Edge Expander设备可连接的Fanout Expander设备不能超过一个，可连接的启动端口或目标端口则可达64个。只有在SAS域里没有其他Expander设备时，才允许两个Edge Expander设备互连。

SAS的拓扑结构

协议

SAS定义了3个协议：SSP（Serial SCSI Protocol，串行SCSI协议）、STP（Serial ATA Tunneled Protocol，SATA管道协议）和SMP（Serial Management Protocol，串行管理协议）。其中STP为SATA增加了多目标寻址和多启动访问（一个目标），使SATA设备能够用在SAS环境中。在SAS域中，SCSI启动及目标端口均使用SSP，而只有支持STP的启动端口才能够访问SATA目标端口——前提是该目标端口连接的Expander设备要具有STP转SATA功能。

SAS的协议关系

全双工

SSP是个全双工（Full Duplex）的协议，这对交换架构是必不可少的。单个物理连接（可理解为一条SATA线缆）内部的两对数据线分别用于发送和接收，二者不能同时进行，即所谓半双工（Half Duplex）；不过SAS允许两个设备间建立基于多条（1、2……n）物理连接（可理解为SATA线缆）的宽物理连接，从而使全双工成为可能。

双端口

启动设备具有2个（及以上）的端口是很正常的，但SAS还为目标设备定义了双端口（Dual Port）。启动设备和目标设备的多个端口都可以连接到不同的Expander设备，从而提供更强的容错能力。

WWN

WWN即World Wide Name（全局名），是分配给每个产品的一个8字节标识符，其格式由IEEE定义，并用以为每个产品在其安装网络中提供惟一的标识符，在光纤路径中非常有用。SAS草案一开始就定义了这个8字节标识符，但名称一再改变——最新的版本是“SAS地址”。WWN被存储在非易失性存储器中，由于8字节可以提供一个相当大的地址空间，因此通常使用WWN的子集来形成网络地址。Sas-00f的附录部分讲解了怎样在包含128个设备的系统中使用WWN，但这不是我们要讨论的内容。

SAS的内部连接和外部连接

根据使用环境的不同，SAS连接器与线缆分为内部和外部两种：外部连接器支持4个物理连接（16根数据线），线缆的物理连接数目则在1～4个之间；内部连接器支持2个物理连接（双端口），15针电源接口也做在一起（共29针），线缆的物理连接数目为1个或2个（双端口）。背板作为一种特殊的内部连接方式，支持2个物理连接（双端口）并提供电源接口。各种连接器和背板规范由小形状系数委员会（Small Form Factor Committee，SFF）负责。