ONSS SpA ONs2 - OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS and

ONs2
ONSS SpA
Linked in with the future
SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE DATOS
DAS
Direct Attached Storage (DAS) es el método tradicional de almacenamiento y el más sencillo.
Consiste en conectar el dispositivo de almacenamiento directamente al servidor o estación de
trabajo, es decir, físicamente conectado al dispositivo que hace uso de él. Las aplicaciones acceden
a los datos utilizando protocolos de acceso a nivel de bloques. El disco duro interno de un host, las
bibliotecas de cintas y paquetes de discos duros externos conectados directamente son algunos
ejemplos de DAS
Aunque la aplicación de las tecnologías de almacenamiento de red están ganando popularidad,
DAS ha seguido siendo ideal para compartir y acceder a datos localizados y en entornos con un
pequeño número de servidores. Por ejemplo, las pequeñas empresas, departamentos y grupos de
trabajo que no comparten información a través de las empresas encuentran en DAS una solución
adecuada. Medianas empresas utilizan DAS para servidores de archivos y correo electrónico,
mientras que las empresas más grandes utilizan DAS en conjunto con SAN y NAS.
Tipos de DAS
DAS se clasifica como interno o externo, sobre la base de la ubicación del dispositivo de
almacenamiento respecto al host
DAS Interno.
En este caso, el dispositivo de almacenamiento es conectado internamente al host a través de un
bus serie o paralelo. Estos buses poseen limitaciones de distancia (conexiones de velocidad) y
pueden soportar un número limitado de dispositivos. Por otro lado, los dispositivos de
almacenamiento internos ocupan una gran cantidad de espacio dentro del host, dificultando el
mantenimiento de otros componentes.
A modo de ejemplo:
DAS interno es un disco duro ATA (bus paralelo), SATA (bus serie), SCSI (bus paralelo), SAS (bus
serie) o SSD (bus serie) conectado directamente a nuestro PC.
DAS Externo.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
El host se conecta directamente con el dispositivo de almacenamiento externo. En este caso, se
superan las limitaciones en cuanto a distancia, número de discos a conectar y proporciona gestión
centralizada de los dispositivos de almacenamiento. A modo de ejemplo:
DAS externo es un disco duro SATA conectado directamente a nuestro PC.
Beneficios y limitaciones de DAS
DAS requiere una inversión inicial relativamente baja que otras de redes de almacenamiento. La
configuración de DAS es simple y se puede implementar con facilidad y rapidez. La configuración
se gestiona utilizando herramientas basadas en host, como el sistema operativo anfitrión, que
hace que las tareas de administración y de almacenamiento sean fáciles para las pequeñas y
medianas empresas. DAS es la solución más sencilla en comparación con otros modelos de redes
de almacenamiento y requiere menos tareas de gestión y menos elementos de hardware y
software para instalar y operar. Sin embargo, el DAS no escala bien. Un dispositivo de
almacenamiento tiene un número limitado de puertos, lo que limita el número de hosts que se
puede conectar directamente. Un ancho de banda limitado en el DAS restringe la capacidad de
procesamiento de Entrada/Salida (I/O) disponible. Cuando se está llegando a la capacidad máxima,
la disponibilidad de servicios puede ser comprometida, y esto tiene un efecto dominó en el
rendimiento de todos los hosts conectados a ese dispositivo o matriz específica. Las limitaciones
de distancia asociados con la implementación DAS debido a los requerimientos directos de
conectividad pueden abordarse mediante el uso de la conectividad de canal de fibra (FC). DAS no
hace un uso óptimo de los recursos debido a su limitada capacidad de compartir los puertos frontend. En DAS los recursos no utilizados no pueden reasignarse fácilmente debido a la incapacidad
para compartir datos o recursos no usados con otros servidores.
La utilización del disco, el rendimiento y la memoria caché de un dispositivo de almacenamiento,
junto con la memoria virtual de un host rigen el desempeño de DAS. Configuraciones de nivel de
RAID, protocolos de controlador de almacenamiento, y la eficiencia del bus son factores
adicionales que afectan el desempeño de DAS.
Interfaces de unidad de disco
El host y el dispositivo de almacenamiento en DAS se comunican entre sí mediante el uso de
protocolos predefinidos como IDE / ATA, SATA, SAS, SCSI y FC. Estos protocolos se implementan en
el controlador de disco duro. Por lo tanto, un dispositivo de almacenamiento es también conocido
por el nombre del protocolo que soporta.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
IDE/ATA (Integrated Device Electronics/Advanced Technology)
Integrated Device Electronics/Advanced Technology Attachment (IDE/ATA). El término IDE/ATA
transmite los convenios de doble denominación para varias generaciones y variantes de esta
interfaz. El componente de IDE en IDE/ATA ofrece la especificación de los controladores
conectados a la placa madre del ordenador para comunicarse con el dispositivo conectado. El
componente ATA es la interfaz para la conexión de dispositivos de almacenamiento, como CDROM, unidades de disquete y unidades de disco duro a la placa madre
La especificación inicial permitía una tasa de transferencia de 4 Mbps y supuso una simplificación
en la instalación y configuración de los discos duros. Sin embargo, pronto se manifestaron sus
carencias, de forma que desde su aparición ha sufrido constantes actualizaciones y mejoras,
apareciendo versiones de los diversos fabricantes bajo diversos nombres. Enhanced IDE (EIDE),
Ultra-ATA, ATA-2, ATAPI, Fast-ATA, ATA-2, ATA-3, Etc.
IDE/ATA tiene una variedad de normas y nombres, como ATA, ATA/ATAPI, EIDE, ATA-2, Fast ATA,
ATA-3, Ultra ATA y Ultra DMA. La última versión de ATA DMA/133 soporta rendimientos de 133
Mbps. Sus principales defectos se concretaban en la capacidad de almacenamiento, que debido a
limitaciones de la BIOS, no podía exceder de 528 MB. También a la capacidad de conexión, ya que
solo podían coexistir dos dispositivos IDE en el sistema (denominados unidad maestra y esclava) y
la ya mentada velocidad de transferencia (4 MB/s) que pronto se mostró insuficiente.
En una configuración MASTER-SLAVE, una interfaz ATA soporta dos dispositivos de
almacenamiento por conector. Sin embargo, si el rendimiento de la unidad es importante, no se
recomienda compartir un puerto entre dos dispositivos.
Un disco IDE/ATA ofrece un excelente rendimiento a bajo costo, por lo que es un disco duro
popular y de uso común.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Evolución
Desde su concepción en 1986, la interfaz ATA/IDE ganó aceptación rápidamente. Tanto los
fabricantes de placas-madres y chipsets, con Intel a la cabeza, como los principales fabricantes de
discos, como Fujitsu, IBM, Maxtor, Quantum, Seagate, Toshiba y Western Digital entre otros,
aunaron esfuerzos para sacar adelante este iniciativa que se ha mantenido al día gracias a las
constantes mejoras en el rendimiento y fiabilidad.
Puede decirse que la especificación inicial ATA ha ido "estirándose" al máximo para sostener el
paso de la exigencia, siempre creciente, de más prestaciones en los equipos. Que, en lo que a las
interfaces se refiere, puede resumirse en dos palabras: mayor velocidad. El estándar ATA/IDE
prácticamente ha copado el mercado de equipos domésticos desde 1997/98 hasta la actualidad.
Sin embargo, a partir del 2002 empezó a ceder protagonismo en los sistemas personales de gama
alta, en los que empezaba a emerger un nuevo estándar de arquitectura serie conocido
como SATA (Serial ATA)
SATA (Serial ATA)
Serial ATA o SATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de
transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede
ser el disco duro, lectores y re-grabadores de CD/DVD/BR, Unidades de Estado Sólido u otros
dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía desarrollados. Serial ATA sustituye a la
tradicional Parallel ATA o P-ATA (más conocido con el nombre de "IDE" y antes llamado Paralela
ATA), SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varias
unidades, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar unidades al
instante
El principio de funcionamiento de Serial ATA se basa en una comunicación en serie. Se utiliza una
ruta de datos para transmitir los datos y otra ruta para transmitir las confirmaciones de recepción.
En cada una de estas rutas, los datos se transmiten mediante el modo de transmisión LVDS (Señal
diferencial de bajo voltaje) que consiste en transferir una señal a un hilo y su contrapartida a un
segundo hilo para permitir que el destinatario recree la señal por diferencia. Los datos de control
se transmiten por la misma ruta que los datos mediante una secuencia específica de bits que los
distingue.
Por lo tanto, la comunicación requiere de dos rutas de transmisión, cada una de las cuales está
compuesta por dos hilos, con un total de cuatro hilos utilizados para la transmisión
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
El cable utilizado por el estándar Serial ATA es un cable redondeado que contiene 7 hilos con un
conector de 8 mm en su extremo: Tres hilos tienen conexión a tierra y dos pares se utilizan para la
transmisión de datos
El estándar Serial ATA brinda una velocidad de 187,5 Mbps (1,5 Gbps) y cada octeto se transmite
con un bit de arranque y un bit de parada, con una velocidad efectiva teórica de 150 Mbps (1,2
Gbps). El estándar Serial ATA II debe contribuir a alcanzar 375 Mbps (3 Gbps), es decir, una
velocidad efectiva teórica de 300 Mbps, y finalmente 750 Mbps (6 Gbps), es decir, una velocidad
efectiva teórica de 600 Mbps (Serial ATA III).
Los cables del estándar Serial ATA pueden medir hasta 1 metro de longitud (en comparación con
los 45 cm que miden los cables IDE). Además, la baja cantidad de hilos en una envoltura redonda
permite una mayor flexibilidad y una mejor circulación del aire dentro de la carcasa que la de los
cables IDE (incluso si existieran los cables IDE redondeados). A diferencia de los periféricos del
estándar ATA, los del Serial ATA se encuentran solos en cada cable y ya no es necesario diferenciar
los "periféricos maestros" de los "periféricos esclavos". Dispositivos SATA son de acoplamiento
activo, lo que significa que se pueden conectar o extraer mientras el host está activo y
funcionando. Un puerto SATA permite la conectividad del dispositivo individual. La conexión de
varios discos SATA a un host requiere de múltiples puertos presente en el host. La conectividad de
un solo dispositivo forzado en SATA, elimina los problemas de rendimiento provocados por el uso
compartido de cable o puerto de IDE/ATA.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONs2
ONSS SpA
Linked in with the future
NAS (Network Attached Storage)
Network-Attached Storage (NAS) es un dispositivo de intercambio de archivos basado en IP
conectado a una red de área local. NAS proporciona las ventajas de la consolidación de servidores,
eliminando la necesidad de múltiples servidores de archivos. Proporciona la consolidación del
almacenamiento a través de acceso a datos a nivel de intercambio de archivo. NAS es una solución
de almacenamiento preferida que permite a los clientes compartir archivos de forma rápida y
directa con gastos de gestión de almacenamiento mínimos. NAS también ayuda a eliminar los
cuellos de botella que enfrentan los usuarios al acceder a archivos desde un servidor de uso
general.
NAS utiliza protocolos de red y de intercambio de archivos para realizar funciones de archivo y de
storage. Estos protocolos incluyen TCP/IP para la transferencia de datos, CIFS y NFS para el servicio
de archivos remotos. NAS permite tanto en UNIX como usuarios de Microsoft Windows compartir
los mismos datos sin problemas. Para habilitar el uso compartido de datos, NAS normalmente
utiliza NFS para UNIX, CIFS para Windows y el Protocolo de Transferencia de Archivos (FTP) y otros
protocolos para ambos entornos. Los recientes avances en la tecnología de redes han permitido a
NAS para escalar hasta los requisitos de la empresa para mejorar el rendimiento y la fiabilidad en
el acceso a los datos. Un dispositivo NAS es dedicado y de alto rendimiento de alta velocidad que
sirve de archivo de un solo propósito y sistema de almacenamiento. NAS sirve una mezcla de
clientes y servidores en una red IP. La mayoría de los dispositivos NAS soportan múltiples
interfaces y redes. Un dispositivo NAS utiliza su propio sistema operativo y hardware integrado,
además de componentes de software para satisfacer las necesidades de servicios de archivos
específicos. Su sistema operativo está optimizado para E/S de archivo y por lo tanto, esta función
la realiza mejor que un servidor de propósito general. Generalmente, los sistemas NAS son
dispositivos de almacenamiento específicos a los que se accede desde los equipos a través de
protocolos de red (normalmente TCP/IP).
Los protocolos de comunicaciones NAS están basados en archivos por lo que el cliente solicita el
archivo completo al servidor y lo maneja localmente, están por ello orientados a información
almacenada en archivos de pequeño tamaño y gran cantidad. Los protocolos usados son
protocolos de compartición de archivos como NFS o Microsoft Common Internet File System
(CIFS). Muchos sistemas NAS cuentan con uno o más dispositivos de almacenamiento para
incrementar su capacidad total. Frecuentemente, estos dispositivos están dispuestos
en RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) o contenedores de almacenamiento
redundante.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONs2
ONSS SpA
Linked in with the future
Servidores de Propósito General vs dispositivos NAS
Un dispositivo NAS está optimizado para las funciones de servidor de archivos, tales como el
almacenamiento, la recuperación y el acceso a archivos de aplicaciones y clientes. Como se
muestra en la figura, un servidor de uso general se puede utilizar para acoger cualquier aplicación,
ya que se ejecuta un sistema operativo genérico. A diferencia de un servidor de uso general, un
dispositivo NAS está dedicado al servicio de archivos. Cuenta con un sistema operativo de tiempo
real dedicado al servicio de archivos mediante el uso de protocolos de estándar abiertos.
Server de propósito general y Dispositivo NAS
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Beneficios de NAS
NAS ofrece los siguientes beneficios:








Soporta un amplio acceso a la información: Permite el intercambio eficiente de archivos y
soporta diversas configuraciones de intercambio de archivos (uno a muchos, muchos a
uno). La configuración de muchos-a-uno permite a un dispositivo NAS para servir a
muchos clientes al mismo tiempo. La configuración de uno a muchos permite a un cliente
para conectar con muchos dispositivos NAS simultáneamente
Mejora de la eficiencia: Elimina los cuellos de botella que se producen durante el acceso a
archivos desde un servidor de archivos de propósito general, porque NAS utiliza un
sistema operativo especializado para el servicio de archivos. Mejora la utilización de los
servidores de uso general liberándolos de las operaciones de servidor de archivos.
Mejora de la flexibilidad: Compatible para los clientes tanto en UNIX y plataformas
Windows utilizando protocolos estándar de la industria. NAS es flexible y puede servir las
peticiones de los diferentes tipos de clientes de la misma fuente.
Almacenamiento centralizado: Centraliza el almacenamiento de datos para reducir al
mínimo datos duplicados en estaciones de trabajo cliente, simplificar la gestión de datos, y
asegura una mayor protección de datos.
Gestión simplificada: Proporciona una consola centralizada que hace posible la gestión de
los sistemas de archivos de manera eficiente.
Escalabilidad: Escala y de acuerdo con los diferentes perfiles de utilización y tipos de
aplicaciones de negocio, debido al alto rendimiento y diseño de baja latencia.
Alta disponibilidad: Ofrece opciones de replicación y recuperación eficientes de datos, lo
que permite una alta disponibilidad de datos. NAS utiliza componentes de red
redundantes que proporcionan opciones de conectividad máximas. Un dispositivo NAS se
puede utilizar la tecnología de conmutación por error.
Seguridad: Garantiza la seguridad, la autenticación de usuarios y el bloqueo de archivos
junto con los esquemas de seguridad estándar de la industria.
Componentes de NAS
Un dispositivo NAS tiene los siguientes componentes:



NAS Head (CPU y memoria)
Una o más tarjetas de interfaz de red (NIC), que proporcionan conectividad a la red.
Ejemplos de tarjetas de red incluyen Gigabit Ethernet, Fast Ethernet, ATM y Fiber
Distributed Data Interface (FDDI).
Un sistema operativo optimizado para la gestión de la funcionalidad NAS
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future


Protocolos NFS y CIFS para compartir archivos
Protocolos de almacenamiento estándar de la industria para conectar y administrar los
recursos de disco físico, como ATA, SCSI o FC.
El entorno NAS incluye clientes que acceden a un dispositivo NAS a través de una red IP utilizando
protocolos estándar.
Componentes de NAS
NAS Protocolos de intercambio de archivos
La mayoría de los dispositivos NAS soportan los protocolos de servicio archivos múltiples para
manejar solicitudes de E/S de archivos para un sistema de archivos remoto. Como se mencionó
anteriormente, NFS y CIFS son protocolos comunes para el intercambio de archivos. NFS es
predominantemente usado en entornos operativos basados en UNIX; CIFS se utiliza en entornos
operativos basados en Microsoft Windows.
Estos protocolos de intercambio de archivos permiten a los usuarios compartir los archivos de
datos a través de diferentes entornos operativos y proporcionar un medio para que los usuarios
puedan migrar de forma transparente desde un sistema operativo a otro.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Network File System (NFS)
NFS es un protocolo cliente/servidor para uso compartido de archivos, se usa más comúnmente en
los sistemas UNIX. NFS se basó User Datagram Protocol (UDP). Se utiliza un modelo de máquina
independiente para representar los datos de usuario. También utiliza llamada a procedimiento
remoto (RPC) como un método de comunicación de procesos entre dos ordenadores. El protocolo
NFS proporciona un conjunto de RPC para acceder a un sistema de archivos remoto para las
operaciones siguientes:




Búsqueda de archivos y directorios
Abrir, leer, escribir y el cierre de un archivo
Cambiar atributos de archivo
La modificación de los enlaces a archivos y directorios
NFS utiliza el protocolo de montaje para crear una conexión entre el cliente y el sistema remoto
para transferir datos. NFS (NFSv3 y anteriores) es un protocolo sin estado, lo que significa que no
mantiene ningún tipo de tabla para almacenar información sobre los archivos abiertos y punteros
asociados. Por lo tanto, cada llamada proporciona un completo conjunto de argumentos para
acceder a los archivos en el servidor. Estos argumentos incluyen un nombre de archivo y una
ubicación, una posición en particular para leer o escribir y las versiones de NFS.
En la actualidad, tres versiones de NFS están en uso:



Versión 2 de NFS (NFSv2): utiliza UDP para proporcionar una conexión de red sin estado
entre un cliente y un servidor. Características tales como bloqueo se manejan fuera del
protocolo.
NFS versión 3 (NFSv3): La versión más utilizada, se utiliza UDP o TCP y se basa en el diseño
de protocolos sin estado. Incluye algunas nuevas características, tales como un tamaño de
archivo de 64 bits, escrituras asíncronas y archivo adicional atribuye a volver a ir a buscar.
NFS versión 4 (NFSv4): Esta versión utiliza TCP y se basa en un diseño de protocolos con
estado. Esta ofrece una mayor seguridad
Common Internet File System (CIFS)
CIFS es un protocolo de aplicación cliente/servidor que permite a los programas cliente para hacer
las solicitudes de archivos y servicios en equipos remotos a través de TCP / IP. Es una variación del
público, o abierto protocolo Server Message Block (SMB).
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONs2
ONSS SpA
Linked in with the future
El protocolo CIFS permite a los clientes remotos acceder a los archivos que se encuentran en un
servidor. CIFS permite compartir archivos con otros clientes mediante el uso de cierres especiales.
Los nombres de archivo de CIFS se codifican utilizando caracteres Unicode. CIFS proporciona las
siguientes funciones para asegurar la integridad de los datos:



Utiliza archivos y bloqueo de registros para evitar que los usuarios sobrescriban el trabajo
de otro usuario en un archivo o un registro.
Se ejecuta a través de TCP.
Es compatible con la tolerancia a fallos y puede restaurar automáticamente las conexiones
y vuelva a abrir archivos que estaban abiertos antes de la interrupción. Las características
de tolerancia a fallos de CIFS dependen de si una aplicación está escrito de aprovechar
estas características. Por otra parte, CIFS es un protocolo de estado porque el servidor
CIFS mantiene la información de conexión con respecto a todos los clientes conectados. En
el caso de un fallo de red o fallo de un servidor CIFS, el cliente recibe una notificación de
desconexión. Las Interrupciones del usuario se reduce al mínimo si la aplicación tiene la
inteligencia integrada para restablecer la conexión.
SAN (Storage Area Network)
Las organizaciones están experimentando un crecimiento explosivo de la información. Esta
información debe ser almacenada, protegida, optimizada y gestionada de manera eficiente. Los
administradores de Data Center están cargados con la difícil tarea de proporcionar a bajo costo,
soluciones de gestión de información de alto rendimiento. Una solución eficaz de gestión de la
información debe proporcionar lo siguiente:



Información justo a tiempo: La información debe estar disponible para los usuarios de
negocio cuando más lo necesitan. El crecimiento explosivo de almacenamiento en línea, la
proliferación de nuevos servidores y aplicaciones, difusión de datos de misión crítica a
través de las empresas y la disponibilidad de los datos de 24×7, son algunos de los desafíos
que deben ser abordados.
Integración de la infraestructura de información con los procesos de negocio: La
infraestructura de almacenamiento debe ser integrada con diversos procesos de negocio
sin comprometer su seguridad e integridad.
La arquitectura flexible y resistente de almacenamiento: La infraestructura de
almacenamiento debe proporcionar la flexibilidad y la capacidad de recuperación que se
alinea con los cambiantes requisitos empresariales. El almacenamiento debe escalar sin
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
comprometer los requisitos de rendimiento de las aplicaciones y al mismo tiempo, el costo
total de la gestión de la información debe ser bajo.
Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (storage area network), es una red concebida
para conectar servidores, matrices de discos (arrays) y librerías de soporte. Principalmente, está
basada en tecnología Fibre Channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de
manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman. Una red SAN se distingue
de otros modos de almacenamiento en red por el modo de acceso a bajo nivel. El tipo de tráfico
en una SAN es muy similar al de los discos duros como ATA, SATA y SCSI. En otros métodos de
almacenamiento (como SMB o NFS), el servidor solicita un determinado fichero, por ejemplo,
"/home/usuario/xxxxx". En una SAN el servidor solicita "el bloque 6000 del disco 4". La mayoría de
las SAN actuales usan el protocolo SCSI para acceder a los datos de la SAN, aunque no usen
interfaces físicas SCSI. Este tipo de redes de datos se han utilizado y se utilizan tradicionalmente en
grandes “main frames” como en IBM, SUN o HP. Aunque recientemente con la incorporación de
Microsoft se ha empezado a utilizar en máquinas con sistemas operativos Microsoft. Una SAN es
una red de almacenamiento dedicada que proporciona acceso de nivel de bloque a LUNs. Un LUN,
o número de unidad lógica, es un disco virtual proporcionado por la SAN. El administrador del
sistema tiene el mismo acceso y los derechos a la LUN como si fuera un disco directamente
conectado a la misma. El administrador puede particionar y formatear el disco en cualquier medio
que se elija. En el modelo tradicional, los servidores de una organización almacenaban la
información en dispositivos locales como discos duros, RAIDS (Redundante Array of Independent
Disk), cintas, etc, o accedían a servidores de datos conectados a la red LAN (NAS: Network Attach
Servers)
a
los
que
enviaban
las
peticiones
de
información.
Este modelo de almacenamiento de datos conlleva los siguientes inconvenientes:




Utilización de los recursos poco eficaz: Un servidor podría estar falto de espacio libre de
almacenamiento, mientras que a otro le sobra.
Se genera redundancia de datos: Se puede producir la copia innecesaria de un archivo en
varios servidores. Lo que provoca el desperdicio de espacio de almacenamiento y riesgo
de incoherencia de datos entre las copias.
Colapsos en la red LAN: La red local de una organización da soporte a multitud de
servicios, durante los procesos de tratamiento masivo de datos, la red puede colapsarse.
Por ejemplo: la copia de seguridad.
Dificultad de administración: Los servidores deben saber en qué equipo NAS está el
fichero que necesita. Una red SAN utiliza la virtualización del espacio de almacenamiento,
es decir, se abstrae la organización lógica del espacio de almacenamiento de su
organización física.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future





Todos los dispositivos de almacenamiento masivo de la organización (servidores de
archivos, sistemas de cintas, etc.) se organizan como un solo bloque de espacio de
almacenamiento. Este bloque se divide en particiones para diferentes usos. Por ejemplo,
los bloques pueden utilizar sistemas de archivos diferentes. Las redes SAN pueden
alcanzar centenares de TeraBytes (TB) de capacidad. La comunicación entre los servidores
y los dispositivos de almacenamiento se realiza a bajo nivel, se transmiten a nivel de
bloques de datos, a diferencia de los sistemas NAS. Las conexiones son uno a uno, una
partición de almacenamiento lógico sólo puede ser accedida por un servidor cada vez. Esta
forma de organizar el espacio de almacenamiento tiene las siguientes ventajas:
Rapidez: Permite acceder a la información de forma rápida. Las conexiones a la red SAN
son de alta velocidad. La tecnología de fibra óptica alcanza los 4 Gbps y tienen poca
latencia.
Alcance: Aprovecha las capacidades de la fibra óptica para poder tener conexiones de
hasta 10 km sin routers.
Control: Se consigue una administración centralizada y homogénea. Se puede reparticionar y reasignar el espacio de forma rápida y fácil. Se reasigna espacio de
almacenamiento sin hacer modificaciones en las conexiones físicas. Permite modificar la
ubicación física de los datos de forma transparente a los servidores.
Libera a la red LAN de sobrecargas por el tráfico de datos.
Son escalabres y muy flexibles.
Instalar y mantener una red SAN es costoso, pero permite amortizar su coste entre todas las
aplicaciones y servidores de la organización. Es usado por ejemplo, en los Centros de Procesos de
Datos
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Implementación de redes SAN
Existen diferentes soluciones para implementar una red SAN. Las más comunes son:
Uso de buses SCSI
Es la solución más económica, pero con más limitaciones. Consiste en unir los dispositivos de
almacenamiento masivo a los servidores utilizando un bus SCSI, en la que la información se
transmite de forma paralela.
Tiene las ventajas de:



La mayoría de servidores poseen conectores SCSI
Tecnología fiable, probada y fácil de implementar
Alcanza velocidades de transmisión elevadas, Ultra 160 SCSI alcanza los 360 Mbps.
Sus inconvenientes son:



El bus alcanza una distancia de hasta 25 metros como máximo.
Los cables del bus son gruesos y poco prácticos.
El número de dispositivos conectados a un mismo bus no puede superar los 15 más una
controladora. Aunque el rendimiento de la conexión se degrada cuando se tienen más de
6 o 7 dispositivos conectados al bus
Uso de redes Fibre Channel
Son redes que usan la fibra óptica como medio de transmisión de información y permite superar
las limitaciones de los buses SCSI. La arquitectura FC forma la construcción fundamental de la
infraestructura SAN. Fibre Channel es una tecnología de red de alta velocidad que se utiliza en los
cables de fibra óptica (recomendado “front-end” de conectividad SAN) y los cables de cobre de
serie (se prefiere para la conectividad de disco “back-end”). La tecnología FC fue creada para
satisfacer la demanda de mayores velocidades de transferencia de datos entre ordenadores,
servidores y subsistemas de almacenamiento masivo. Aunque las redes FC se introdujeron en
1988, el proceso de normalización comenzó cuando el American National Standards Institute
(ANSI) definió el Fibre Channel Working Group (FCWG). Para 1994, el nuevo estándar de
interconexión informática de alta velocidad se ha desarrollado y la Fibre Channel Association (FCA)
se funda con 70 empresas miembros. El comité Técnico T11, que es el comité en INCITS
(International Committee for Information Technology Standards) es responsable de las interfaces
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
de canal de fibra. T11 (Previamente conocido como X3T9.3) ha estado produciendo estándares de
interfaz para aplicaciones de alto rendimiento y de almacenamiento masivo desde 1970.
La transmisión de datos a más elevadas velocidades, son una característica importante de la
tecnología de redes FC. La implementación inicial que ofrece el rendimiento de 100 Mbps
(equivalente a la tasa de bits en bruto de 1 Gbps, es decir, 1062.5 Mbps en FC), que era mayor que
las velocidades de Ultra SCSI (20 Mbps) de uso común en entornos DAS. FC en modo full-duplex
podía sostener el rendimiento de 200 Mbps. En comparación con el Ultra-SCSI, FC es un salto
importante en la tecnología de redes de almacenamiento. Últimas implementaciones FC de 8 GFC
(Fibre Channel) ofrecen rendimiento de 1600 Mbps (velocidades en bruto de 8,5 Gbps), mientras
que Ultra320 SCSI está disponible con una capacidad de 320 Mbps. La arquitectura de Fibre
Channel es altamente escalable y teóricamente una sola red de FC puede acomodar a unos 15
millones de nodos.
Las ventajas de esta tecnología:





Es una tecnología altamente escalable que soporta redes de almacenamiento de datos de
diversos tamaños, desde pequeños sistemas con pocos usuarios hasta grandes sistemas
empresariales con miles de usuarios.
Gran alcance, los usuarios pueden acceder a los datos hasta a 10 Km. de distancia igual
que si estuvieran conectados de forma local.
El estándar para canales de fibra tiene la ventaja de poder soportar sobre él otros
protocolos como SCSI, ATM, TCP/IP.
Los protocolos de red y de datos pueden coexistir sobre el mismo medio físico; por
ejemplo, los protocolos SCSI y TCP/IP se pueden usar conjuntamente para manejar datos y
peticiones de red.
Es un estándar abierto, existen muchos fabricantes que proporcionan productos, aunque,
en la práctica, hay problemas de compatibilidad entre equipos de fabricantes diferentes.
Uso Internet SCSI ó iSCSI
Un nuevo protocolo de Internet (aprobado en el 2003) que permite transmitir datos utilizando el
protocolo SCSI sobre TCP/IP.
El protocolo iSCSI sobre Gigabit Ethernet o 10 Gigabit Ethernet permite implementar redes SAN
con un coste menor que las basadas en el protocolo Fibre Channel. Utiliza un cableado estándar, a
diferencia de FC que usa un cableado propio.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Su inconveniente es que los protocolos TCP/IP provocan un overhead en las comunicaciones,
aumentando la latencia y el consumo de ancho de banda de la red.
Las redes SAN iSCSI están alcanzando una buena cuota de mercado, gracias a su buena relación
Precio/rendimiento. Actualmente casi todos los SO profesionales vienen con soporte para este
tipo de redes: Windows, Linux, Solaris.
Características de las Redes SAN







Latencia: Una de las diferencias y principales características de las SAN es que son
construidas para minimizar el tiempo de respuesta del medio de transmisión.
Conectividad: Permite que múltiples servidores sean conectados al mismo grupo de discos
o librerías de cintas, permitiendo que la utilización de los sistemas de almacenamiento y
los respaldos sean óptimos.
Distancia: Las SAN al ser construidas con fibra óptica heredan los beneficios de ésta, por
ejemplo, las SAN pueden tener dispositivos con una separación de hasta 10 Km sin
repetidores.
Velocidad: El rendimiento de cualquier sistema de computo dependerá de la velocidad de
sus subsistemas, es por ello que las SAN han incrementado su velocidad de transferencia
de información, desde 1 Gigabit, hasta actualmente 2 y 4 Gbps.
Disponibilidad: Una de las ventajas de las SAN es que al tener mayor conectividad,
permiten que los servidores y dispositivos de almacenamiento se conecten más de una vez
a la SAN, de esta forma, se pueden tener rutas redundantes que a su vez incrementaran la
tolerancia a fallos.
Seguridad: La seguridad en las SAN ha sido desde el principio un factor fundamental,
desde su creación se notó la posibilidad de que un sistema accediera a un dispositivo que
no le correspondiera o interfiriera con el flujo de información, es por ello que se ha
implementado la tecnología de zonificación, la cual consiste en que un grupo de
elementos se aíslen del resto para evitar estos problemas, la zonificación puede llevarse a
cabo por hardware, software o ambas, siendo capaz de agrupar por puerto o por WWN
(World Wide Name), una técnica adicional se implementa a nivel del dispositivo de
almacenamiento que es la Presentación, consiste en hacer que una LUN (Logical Unit
Number) sea accesible sólo por una lista predefinida de servidores o nodos (se
implementa con los WWN)
Componentes: Los componentes primarios de una SAN son switches, directores, HBAs,
Servidores, Ruteadores, Gateways, Matrices de discos y Librerías de cintas.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future

Topología: Cada topología provee distintas capacidades y beneficios, las topologías de las
redes SAN son:
o
o
o
o
Cascada (cascade)
Anillo (ring)
Malla (meshed)
Núcleo/borde (core/edge)
Algunas topologías usadas en las Redes SAN


ISL (Inter Switch Link, enlace entre conmutadores): Actualmente las conexiones entre los
switches de SAN se hacen mediante puertos tipo "E" y pueden agruparse para formar una
troncal (trunk) que permita mayor flujo de información y tolerancia a fallos.
Arquitectura: Los canales actuales funcionan bajo dos arquitecturas básicas, FC-AL (Fibre
Channel Arbitrated Loop) y Switched Fabric, ambos esquemas pueden convivir y ampliar
las posibilidades de las SAN. La arquitectura FC-AL puede conectar hasta 127 dispositivos,
mientras que switched fabric hasta 16 millones teóricamente.
Ventajas de las redes SAN
Compartir el almacenamiento simplifica la administración y añade flexibilidad, puesto que los
cables y dispositivos de almacenamiento no necesitan moverse de un servidor a otro. Hay que
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
notar que salvo en el modelo de SAN file system y en los cluster, el almacenamiento SAN tiene una
relación de uno a uno con el servidor. Cada dispositivo (o Logical Unit Number, LUN) de la SAN es
"propiedad" de un solo ordenador o servidor. Como ejemplo contrario, NAS permite a varios
servidores compartir el mismo conjunto de ficheros en la red. Una SAN tiende a maximizar el
aprovechamiento del almacenamiento, puesto que varios servidores pueden utilizar el mismo
espacio reservado para crecimiento.
Las rutas de almacenamiento son muchas, un servidor puede acceder a uno o "n" discos y un disco
puede ser accedido por más de un servidor, lo que hace que aumente el beneficio o retorno de la
inversión, es decir, el ROI (Return On Investment), por sus siglas en inglés. La Red de área de
almacenamiento tiene la capacidad de respaldar en localizaciones físicamente distantes. Su
objetivo es perder el menor tiempo posible o mejor aún, no perder tiempo, así que tanto el
respaldo como la recuperación son en línea. Una de las grandes ventajas que también tiene es que
proporciona alta disponibilidad de los datos.
Una ventaja primordial de la SAN es su compatibilidad con los dispositivos SCSI ya existentes,
aprovechando las inversiones ya realizadas y permitiendo el crecimiento a partir del hardware ya
existente. Mediante el empleo de dispositivos modulares como hubs, switches, bridges y routers,
se pueden crear topologías totalmente flexibles y escalables, asegurando la inversión desde el
primer día y, lo que es más importante, aprovechando dispositivos SCSI de costo considerable
como subsistemas RAID SCSI a SCSI, librerías de cintas o torres de CD-ROM, ya que a través de un
bridge Fibre Channel a SCSI podemos conectarlos directamente a la SAN. Puesto que están en su
propia red, son accesibles por todos los usuarios de manera inmediata.
El rendimiento de la SAN está directamente relacionado con el tipo de red que se utiliza. En el caso
de una red de canal de fibra, el ancho de banda es de aproximadamente 100 megabytes/segundo
y se puede extender aumentando la cantidad de conexiones de acceso.
La capacidad de una SAN se puede extender de manera casi ilimitada y puede alcanzar cientos y
hasta miles de terabytes. Una SAN permite compartir datos entre varios equipos de la red sin
afectar el rendimiento porque el tráfico de SAN está totalmente separado del tráfico de usuario.
Son los servidores de aplicaciones que funcionan como una interfaz entre la red de datos
(generalmente un canal de fibra) y la red de usuario (por lo general Ethernet).
Desventajas de las redes SAN
Por otra parte, una SAN es mucho más costosa que una NAS ya que la primera es una arquitectura
completa que utiliza una tecnología que todavía es muy cara. Normalmente, cuando una
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
compañía estima el TCO (Coste total de propiedad) con respecto al coste por byte, el coste se
puede justificar con más facilidad.
Seleccionar una solución SAN o NAS
Los productos SAN están orientados a organizaciones que manejen grandes volúmenes de datos,
mientras que las soluciones NAS son para aplicaciones con volúmenes moderados de datos.
Aunque ambas soluciones no son excluyentes. Una organización puede disponer de una red SAN y
tener dispositivos NAS conectados a la LAN. Todo depende de las necesidades y objetivos de la
organización.
Estructura básica de una SAN
Las SAN proveen conectividad de E/S a través de las computadoras host y los dispositivos de
almacenamiento combinando los beneficios de tecnologías Fibre Channel y de las arquitecturas de
redes, brindando así una aproximación más robusta, flexible y sofisticada que supera las
limitaciones de DAS empleando la misma interfaz lógica SCSI para acceder al almacenamiento.
Las SAN se componen de tres capas:



Capa Host: Esta capa consiste principalmente en Servidores, dispositivos o componentes
(HBA, GBIC, GLM) y software (sistemas operativos).
Capa Fibra: Esta capa la conforman los cables (Fibra óptica) así como los SAN Hubs y los
SAN switches como punto central de conexión para la SAN.
Capa Almacenamiento: Esta capa la componen las formaciones de discos (Disk Arrays,
Memoria Caché, RAIDs) y cintas empleados para almacenar datos.
Componentes principales de una arquitectura de almacenamiento SAN

Los dispositivos Cliente o Host (los Servidores Windows, UNIX, Mainframe): Realizarán
un acceso transparente al almacenamiento SAN. Para poder conectarse a la red de
almacenamiento SAN, necesitarán de tarjetas HBA (Host Bus Adapter ó Adaptador de
Host). Las tarjetas HBA, son dispositivos de conexión Fiber Channel (FC), que permitirán la
conexión de estos equipos clientes a los switches de la red de almacenamiento SAN
mediante cables de fibra. En el caso de iSCSI, existen tarjetas HBA específicas, pero
también pueden utilizarse tarjetas de red tradicionales, pueden ser de alto rendimiento
(Gigabit Ethernet o más, pues actualmente ya existe tecnología Ethernet de 10Gbps),
pudiendo del mismo modo disfrutar de alta disponibilidad a través de múltiples caminos,
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future


gracias a protocolos como de MPIO (Multi Path Input Output) y SecurePath (protocolo
propietario de HP).
Los equipos de Almacenamiento: las Cabinas de Discos y Librerías de Cintas (o Robots de
Cintas). Estos dispositivos requieren de una gestión especial, por personal técnico
especializado. Las Cabinas de Almacenamiento suelen disponer de múltiples puertos para
ofrecer alta disponibilidad basada en la existencia de múltiples caminos. La conexión de las
Cabinas de Disco a la red de almacenamiento SAN, suele realizarse a través de
los Procesadores de Almacenamiento (Storage Processor ó SP), de tal modo, que suelen
utilizarse al menos dos Storage Processor, cada uno con uno o varios puertos de fibra.
Estos Procesadores de Almacenamiento (Storage Processors) también serán capaces de
dotar de memoria caché al Almacenamiento, con el objetivo de maximizar el rendimiento
en base a minimizar los accesos a disco necesarios.
Dispositivos de interconexión: Los Switches Fiber Channel (FC). Una de las partes más
importantes de una red de almacenamiento SAN, y al igual que ocurre en redes Ethernet,
son los Conmutadores o Switches, es decir, la electrónica de red. Estos dispositivos son los
que permitirán interconectar al resto de dispositivos de la red de almacenamiento SAN,
como los Host o Servidores, las Cabinas de Almacenamiento y las Librerías de Cintas. La
capacidad y velocidad de conmutación de los Switches Fiber Channel, así como el número
de puertos, suelen ser datos bastante representativos de una red de almacenamiento
SAN. Evidentemente, en el caso de redes de almacenamiento SAN basadas en iSCSI, se
habla de Switches Ethernet (utilicen fibra o cobre, como medio de transporte), y se utiliza
VLAN.
Evolución de Normas para SAN
Las normas FC se desarrollaron por los subcomités técnicos NCITS/T11 del NCITS (National
Committee for Information Technology Standards). Las normas originales FC fueron aprobadas por
ANSI X.3230 en 1994. La primera norma SCSI fue ratificada por ANSI en 1986. Desde entonces, ha
habido varias enmiendas que reflejan los cambios en la industria.
El IETF (Internet Engineering Task Force) se está expandiendo en estas normas a través de mejoras
en el protocolo IP para la interfaz existente y las anteriores normas operacionales. En febrero del
2003, la especificación iSCSI fue oficialmente aprobada como "norma propuesta" por IETF.
Adicionalmente, la SNIA (Storage Networking Industry Association), la FCIA (Fibre Channel Industry
Association), y otros grupos de la industria se encuentran trabajando en la implementación y
desarrollo de las normas SAN. El centro de datos es el núcleo de la infraestructura crítica de una
organización. Además de los componentes SANs /NASs, un centro de datos típico incluye una gran
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
variedad de componentes y conectividad. Para satisfacer la evolución de los centros de datos, el
grupo TIA TR-42.1.1 está trabajando en la norma “Telecommunications Infrastructure Standard for
Data Centers” a ser publicada como ANSI/TIA/EIA-942. Esta norma cubrirá el diseño de sistemas
de cableado, canalizaciones y espacios.
Las consideraciones de cableado y los factores de diseño para SANs son prevalecientes en centros
de datos, pero también incluyen video, voz, y otras aplicaciones convergentes. Una cimentación de
red robusta es esencial.
Evolución de SCSI
SCSI (Small Computer System Interface)
Shugart Associates y NCR desarrolló una interfaz del sistema en 1981 y la llamaron Shugart
Associates System Interface (SASI). SASI fue desarrollado para construir un estándar de alto
rendimiento patentado principalmente para su uso por estas dos empresas. Sin embargo, para
aumentar la aceptación de SASI en la industria, el estándar se actualiza a una interfaz más robusto
y renombrado SCSI (Small Computer Systems Interface). En 1986, la Institución Nacional de
Normalización Estadounidense (ANSI) reconoce el nuevo SCSI como un estándar de la industria.
SCSI, fue desarrollado inicialmente para los discos duros, se compara a menudo a IDE/ATA. SCSI
ofrece un mejor rendimiento y opciones de expansión y de compatibilidad, por lo que es adecuado
para ordenadores de gama alta. Sin embargo, el alto costo asociado con SCSI limita su popularidad
entre los usuarios de escritorio de casa o negocio.
SCSI ("scuzzy"), fue diseñado como una interfaz de uso general para una amplia gama de
dispositivos, pero es más comúnmente utilizado para unidades de disco duro de alta velocidad.
Antes del desarrollo de SCSI las interfaces utilizadas para comunicarse con los dispositivos variaron
para cada tipo. Por ejemplo un interfaz de HDD solo se podía utilizar con una unidad de HDD. SCSI
fue desarrollado para proveer a los dispositivos un mecanismo independiente para la conexión y
acceso a múltiples dispositivos. SCSI también proporcionó un eficiente “punto a punto” en el bus
de entrada/salida que soporta múltiples dispositivos. Hoy SCSI es comúnmente usado para
interfaces de disco duro, sin embargo los dispositivos SCSI se pueden utilizar para adicionar
dispositivos como unidades de almacenamiento de datos o dispositivos ópticos, sin modificar el
hardware y software del sistema. A través de los años SCSI ha sufrido cambios radicales y se ha
convertido en un estándar robusto en la industria. La comunicación entre los host y los
dispositivos de almacenamiento se realiza a través de conjuntos de comandos.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
El diseño original de SCSI permitido a 8 bits (es decir, en paralelo) del bus de datos se ejecuta en 5
Mbps. Las versiones posteriores de SCSI son capaces de transferir hasta 320 Mbps.
El bus SCSI soporta 8 o 16 dispositivos, dependiendo del diseño. Uno de estos dispositivos será el
adaptador de host. Por lo tanto hablamos de SCSI que permite hasta 7 ó 15 dispositivos para ser
conectados
Comparación de IDE/ATA con SCSI
Para distinguir los dispositivos de cada uno se le da un número de identificación: si dos dispositivos
comparten el mismo número de identificación los dispositivos dejarán de funcionar
correctamente. Este número de ID se selecciona normalmente por un patrón de puentes.
El adaptador de host normalmente se da el número ID 7, que tiene la prioridad más baja. El primer
disco duro interno se da a menudo ID número 0.
Diseños SCSI posteriores permiten la asignación automática de ID como parte de PnP (plug'n'play).
Terminación
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Cuando las señales eléctricas viajan a lo largo de un cable la señal puede dar un “rebote” de
vuelta al final del cable. Este fenómeno es más pronunciado en los cables de transmisión de larga
distancia o cuando se utiliza la señalización de alta frecuencia a través de distancias más cortas.
Por lo tanto el bus debe estar equipado con una carga eléctrica ficticia para evitar reflejos de la
señal. Esto se conoce como la terminación del bus.
Hay dos tipos de terminador SCSI: pasivos (que consiste en una serie de resistencias eléctricas) y
activos (que contiene un pequeño circuito). Algunos tipos de SCSI requieren terminación activa.
Una forma de terminar un bus SCSI es conectar un adaptador especial terminador al final del bus.
Muchos dispositivos SCSI modernos tienen auto-terminación, estableciendo un puente o un
conmutador, el bus se termina en el dispositivo.
Terminaciones deficiente son la causa principal de los problemas, haciendo que la puesta en
marcha del sistema fracase, bloquea el disco duro y los fallos aleatorios del sistema.
Controladores
Existen dispositivos SCSI no son reconocidos por algunos BIOS. Cuando se instala un sistema
operativo, puede ser necesario instalar controladores específicos para permitir que el dispositivo
sea reconocido.
Señales


Single-Ended (SE): Este término describe las señales que se transmiten mediante la
colocación de un voltaje (5V o 0V) en un cable de señal, que se mide con respecto a la
señal de tierra (GND, es decir, 0 V).
Diferencial: Este es un método por el cual se aplica la misma señal de dos hilos, una
imagen de espejo positivo y el otro negativo. Las señales se comparan en el otro extremo.
Esto reduce sustancialmente el efecto de ruido eléctrico recogido en tránsito.
Cables y Conectores:


Diferencial de alto voltaje (HVD) utiliza los niveles de señal de 5V y 0V.
Diferencial de bajo voltaje (LVD) utiliza los niveles de señal de 0 V y 3V.
Cables y Conectores:

50-pin (A-cables): En principio SCSI utiliza un cable plano de 50 pines en el interior de los
PC, formado a partir de 25 pares trenzados.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
En cada extremo, y en los puntos a lo largo de la mitad, el cable estaba intervenido con
conectores de tipo 50-PIN BERG. Así, un cable de cinta SCSI parece a los utilizados para la
IDE, pero es más amplio y cuenta con más cabeceras de conexión.
Más tarde, un nuevo conector de 50 pines se introdujo para las conexiones internas. Este
diseño es conocido como un conector D de micro de alta densidad ("Alternativa 1").
Los dispositivos externos utilizan un conector Centronics de estilo 50-pin ("Alternativa 2") con
cables redondos especialmente blindados. El dispositivo externo otorga dos conexiones para
permitir la conexión en cadena.


68-pin (B-cable): Por un corto tiempo un cable de 68 pines adicional se utilizó junto con el
cable de A para permitir transmisiones de 16 bits y 32 bits paralelas. Este era un diseño
impopular y esta combinación de A-y B-cables fue pronto reemplazado por el cable-P.
68 pines (P-cable y Q-cable): Para apoyar las transferencias paralelas de 16 bits se
introdujo un cable de 68 pines revisado (P-cable).Este utiliza un conector D de micro de
alta densidad más amplio para ambos dispositivos internos y externos. Mediante el uso de
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
un cable de dos ejemplares, en paralelo (Q-cable), las transferencias de 32 bits son
posibles
Tipos de SCSI






SCSI : El diseño original de SCSI dio la transmisión de datos de 8 bits a 5 Mbps. Bus de
8 bits. Velocidad de transmisión de datos a 5 Mbps. Su conector genérico es de 50 PIN
(utilizando un cable A, conector Centronics) y baja densidad. La longitud máxima del cable
es de seis metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora), identificados por
las direcciones 0 a 7.
SCSI-2: Mejoras en el sistema de señalización en 1989 dieron lugar a la transmisión de 8
bits (10 Mbps). Su conector genérico es de 50 pins y alta densidad. La longitud máxima del
cable es de tres metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora),
identificados por las direcciones 0 a 7. Conocido como Fast SCSI. Este utiliza la A-cable
convencional.
Wide SCSI utiliza un cable P para formar conexiones de 16 bits, su conector genérico es
de 68 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de tres metros. También
soporta hasta 15 dispositivos. Combinando esto con la señalización rápida, Wide Fast SCSI
dio una velocidad de hasta 20 MBps.
SCSI-3 (Ultra SCSI): Cambios en el 1992 mejoraron las velocidades de 20 Mbps (Ultra SCSI,
utilizando un cable A) y 40 MBps (Ultra Wide SCSI, utilizando un cable P).
Ultra-2 SCSI: En 1997 Ultra 2 SCSI introdujo el bus diferencial de bajo voltaje (LVD). Esto
duplica las velocidades hasta 40 Mbps (Ultra-2 SCSI, A-cable) y 80 Mbps (Ultra-2 SCSI
ancha, P-cable).
Ultra-160 SCSI (Ultra-3 SCSI): Para 1999 se había duplicado la velocidad de nuevo, dando
160 Mbps (Ultra-160 SCSI, P-cable). Tener en cuenta que esto está disponible en 16 bits (Pcable) forma única y es también conocida como Ultra Wide SCSI-3.
Ultra-320 SCSI: Casi todas las unidades SCSI actuales son Ultra-320, que funciona a 320
Mbps de transferencia de datos
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Interfaces SCSI
Junto con la evolución de los estándares SCSI, las interfaces SCSI se han sometido a una serie de
mejoras. SCSI Parallel, o SCSI Parallel Interface (SPI), fue la interfaz original SCSI
El diseño SCSI está ahora haciendo una transición en Serial Attached SCSI (SAS), que se basa en un
diseño en serie de punto a punto, al tiempo que conserva los otros aspectos de la tecnología SCSI.
Interfaces SCSI
Arquitectura SCSI-3
La arquitectura SCSI-3 define y clasifica los diversos estándares SCSI-3 y requisitos para
implementaciones SCSI-3. La arquitectura SCSI-3 fue aprobada y publicada como estándar
X.3.270-1996 por la ANSI. Esta arquitectura ayuda a los desarrolladores, diseñadores de hardware,
y los usuarios para comprender y utilizar con eficacia SCSI. Los tres componentes principales de un
modelo arquitectónico de SCSI son los siguientes:
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future



SCSI-3 protocolo de comandos: Consiste en comandos principales que son comunes a
todos los dispositivos, así como los comandos específicos que son únicos para una clase
dada de dispositivos.
Protocolos de capa de transporte: Estos son un conjunto estándar de reglas por las que
los dispositivos se comunican y comparten información.
Interconexiones de la capa física: Estos son los detalles de la interfaz, como los métodos
de señalización eléctrica y los modos de transferencia de datos.
La figura muestra la arquitectura del estándar SCSI-3 con grupos interrelacionados de otras
normas dentro de SCSI-3.
Arquitectura estándar SCSI-3
SCSI-3 Modelo Cliente-Servidor
Arquitectura SCSI-3 se deriva de su base de la relación cliente-servidor, en el que un cliente dirige
una solicitud de servicio a un servidor, que luego cumple la petición del cliente. En un entorno
SCSI, un concepto Iniciador - Destino representa el modelo Cliente-Servidor. En un modelo clienteservidor en SCSI-3, un dispositivo SCSI en particular actúa como un dispositivo SCSI de destino, un
dispositivo SCSI iniciador o un dispositivo SCSI de destino / iniciador.
Cada dispositivo realiza las siguientes funciones:
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
SCSI dispositivo iniciador: Emite un comando para el dispositivo de destino SCSI, para realizar una
tarea. Un adaptador de host SCSI es un ejemplo de un iniciador.
SCSI del dispositivo de destino: Ejecuta comandos para realizar la tarea recibida de un iniciador
SCSI. Normalmente, un dispositivo periférico SCSI actúa como un dispositivo de destino. Sin
embargo, en ciertas implementaciones, el adaptador host puede ser también un dispositivo de
destino. La figura muestra el modelo cliente-servidor en estándar SCSI-3, en el que un iniciador
SCSI, o un cliente, envía una solicitud a un destino SCSI, o un servidor. El destino lleva a cabo las
tareas solicitadas y envía el resultado al iniciador, utilizando la interfaz de servicio de protocolo.
Un dispositivo de destino SCSI contiene una o más unidades lógicas. Una unidad lógica es un
objeto que implementa uno de los modelos funcionales de dispositivos que se describen en los
estándares de comando SCSI. La unidad lógica procesa los comandos enviados por un iniciador
SCSI. Una unidad lógica tiene dos componentes, un servidor de dispositivo y un administrador de
tareas, como se muestra en la figura. El servidor de dispositivos aborda las solicitudes del cliente, y
el administrador de tareas lleva a cabo funciones de gestión.
SCSI-3 Modelo Cliente-Servidor
El dispositivo iniciador SCSI está compuesto por un cliente de aplicación y la función de gestión de
tareas, que inicia el servicio del dispositivo y peticiones de gestión de tareas. Cada solicitud de
servicio del dispositivo contiene un Bloque de Descripción de Comandos (CDB). El CDB define el
comando a ejecutar y listas de entradas de comandos específicos y otros parámetros que
especifican la forma de procesar el comando. El cliente de la aplicación también crea las tareas, los
objetos dentro de la unidad lógica, lo que representa el trabajo asociado con un comando o una
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
serie de comandos relacionados. Una tarea persiste hasta que la " respuesta completa a la tarea"
se envía o la función de gestión de tareas o de condición de excepción pone fin.
Los dispositivos SCSI se identifican por un número específico llamado ID SCSI. En SCSI estrecho
(ancho de bus = 8 bits), los dispositivos están numerados del 0 al 7, en SCSI ancho (ancho de bus =
16 bits), los dispositivos están numerados del 0 al 15. Estos números de identificación establecen
las prioridades de los dispositivos en el bus SCSI. En SCSI estrecho, 7 tiene la prioridad más alta y 0
tiene la prioridad más baja. En ancho SCSI, los ID de dispositivos de 8 a 15 tienen la más alta
prioridad, pero toda la secuencia de ID SCSI ancho tiene menos prioridad que los ID de SCSI
estrecho. Por lo tanto, la secuencia de prioridad global para un SCSI ancho es 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, y 8. Cuando se inicializa un dispositivo, SCSI permite la asignación
automática de identificadores de dispositivos en el bus, lo que impide que dos o más dispositivos
utilizar el mismo ID de SCSI.
Puertos SCSI
Puertos SCSI son los conectores físicos que el cable SCSI se conecta para la comunicación con un
dispositivo SCSI. Un dispositivo SCSI puede contener puertos de destino, puertos iniciadores,
puertos de destino/iniciador, o un destino con múltiples puertos. Sobre la base de las
combinaciones de puertos, un dispositivo SCSI se puede clasificar como un modelo iniciador, un
modelo de destino, un modelo combinado, o un modelo de destino con múltiples puertos.
Modelos de dispositivos SCSI con diferentes configuraciones de puertos
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
En un modelo iniciador, el dispositivo SCSI iniciador tiene sólo puertos de inicio. Por lo tanto, el
cliente de aplicación sólo puede iniciar solicitudes para el subsistema de prestación de servicios y
recibir la confirmación. Este dispositivo no puede servir a todas las solicitudes, y por lo tanto no
contiene una unidad lógica.
De manera similar, un dispositivo de destino SCSI con sólo un puerto de destino puede atender las
solicitudes, pero no puede iniciarlas. El dispositivo SCSI de destino/iniciador tiene un puerto de
destino/iniciador que puede cambiar las orientaciones dependiendo de la función que desempeña
durante su participación en una operación de Entrada/Salida. Para atender a las solicitudes de
servicio de múltiples dispositivos, un dispositivo SCSI puede tener varios puertos de la misma
orientación (destino).
Modelo de comunicación SCSI
Un modelo de comunicación SCSI se compone de tres capas de interconexión tal como se define
en el SAM-3 y es similar al modelo OSI de siete capas. Capas de nivel inferior prestan sus servicios
a las capas de nivel superior. Una capa de alto nivel se comunica con una capa de bajo nivel
mediante la invocación de los servicios que la capa de bajo nivel proporciona. El protocolo en cada
capa define la comunicación entre entidades de la capa de pares.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Modelo de comunicación SCSI
Hay tres capas en el modelo de comunicación SCSI:



Capa de aplicación SCSI (SAL): Esta capa contiene tanto aplicaciones cliente y servidor que
inician procesos SCSI de I/O utilizando un protocolo de aplicación SCSI.
Capa de protocolo de transporte SCSI (STPL):Esta capa contiene los servicios y protocolos
que permiten la comunicación entre un iniciador y destino.
Capa de interconexión: Esta capa facilita la transferencia de datos entre el iniciador y
destino. La capa de interconexión también se conoce como el subsistema de prestación de
servicios y comprende los servicios, mecanismos de señalización, y las interconexiones
para la transferencia de datos.
Direccionamiento Parallel SCSI
En la comunicación Iniciador-Destino de Parallel SCSI, un ID de iniciador identifica de forma única
el iniciador y se utiliza como una dirección de origen. Esta ID está en el intervalo de 0 a 15, con el
rango de 0 a 7 siendo el más común. Un ID de destino identifica de forma única un desino y se
utiliza como la dirección para el intercambio de comandos y la información de estado con
iniciadores. El ID de destino está en el intervalo de 0 a 15.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Comunicación SCSI Iniciador-Destino
Direccionamiento SCSI se utiliza para identificar hosts y dispositivos. En este direccionamiento, la
convención de nomenclatura UNIX se utiliza para identificar un disco y el ID de tres identificadores
(ID iniciador, ID de objetivo y un LUN) en el formato CN|TN|DN, que también se conoce como
direccionamiento CTD. Aquí, CN es el ID de iniciador, comúnmente conocida como la identificación
del controlador; TN es la ID de destino del dispositivo, como t0, t1, t2 y así sucesivamente y DN es
el número de dispositivo que refleja la dirección real de la unidad, tales como D0, D1 y D2. Un LUN
identifica una unidad lógica específica en un destino. La implementación de direccionamiento SCSI
puede variar de un proveedor a otro. La figura muestra el direccionamiento CTD en la arquitectura
SCSI.
Modelo de comandos SCSI
En el modelo de comunicación SCSI (independientemente del tipo de interfaz: Parallel SCSI, SAS o
FC-AL2), el iniciador y el destino se comunican entre sí utilizando un estándar de protocolo de
comandos. La arquitectura original de comandos SCSI se definió para los buses Parallel SCSI y más
tarde adoptó para iSCSI y Serial SCSI con cambios mínimos. Algunas de las otras tecnologías que
utilizan el conjunto de comandos SCSI incluye ATA Packet Interface, USB de clase de
almacenamiento masivo, y FireWire SBP-2. El modelo de comandos SCSI se define con la CDB.
Estructura CDB
El iniciador envía un comando al destino en una estructura de CDB. El CDB define la operación que
corresponde a la solicitud del iniciador para ser realizado por el servidor de dispositivos. El CDB
consiste en un código de operación de 1 byte seguido de 5 o más bytes que contienen los
parámetros específicos del mandato, este código termina en un campo de control de 1 byte. La
especificación de comandos es menor o igual a 16 bytes. La longitud de un BDC varía en función
del comando y sus parámetros.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Estructura CDB
Códigos de Operación
El código de operación se compone de campos de código de grupo y de comando.
Campos de códigos de operación
El campo de código de grupo es un campo de 3 bits que especifica la longitud de los parámetros
específicos de comandos mostrados en la tabla
Códigos de grupo
El campo de código de comando es un campo de 5 bits que permite 32 códigos de comando en
cada grupo, para un total de 256 posibles códigos de operación. Sin embargo, sólo hay alrededor
de 60 diferentes comandos SCSI que facilitan la comunicación entre un iniciador y un destino.
Algunos de los comandos SCSI comúnmente utilizados se muestran en la Tabla.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Comandos SCSI comunes
Campo de control
El campo de control es un campo de 1 byte y es el último byte de cada CDB. El campo de control
implementa la Normal Auto Contingent Allegiance (NACA) y bits de enlace. La estructura de campo
de control se muestra en la siguiente figura.
Control de campo
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
El bit de NACA y el mecanismo asociado ACA casi nunca se usan. El bit NACA específica si una auto
contingent allegiance (ACA) se establece si el comando devuelve con el estado COMPROBAR
ESTADO. E l bit de enlace no se utiliza en la práctica. Este bit se puede utilizar para continuar la
tarea a través de múltiples comandos. Un bit de enlace 1 indica que el iniciador ha solicitado la
continuación de la tarea a través de dos o más comandos SCSI. Los bits del 3 al 5 están reservados
y los dos últimos bits son bits específicos del proveedor.
Estado
Después de la ejecución del comando, la unidad lógica envía el estado junto con la bandera para el
cliente de aplicaciones. El estado, excepto “INTERMEDIATE” o “INTERMEDIATE CONDITION MET,
indica el final de la tarea. Tabla se muestra los códigos hexadecimales (h) y el estado asociado a
cada uno.
Ventajas
Las ventajas no se reducen al número de periféricos que se pueden conectar, sino también a su
tipo: se puede conectar prácticamente cualquier dispositivo (Scanner, impresoras, CD-ROM,
unidades removibles, etc.) siempre que cumplan con esta norma.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
-
-
Todo dispositivo SCSI posee su propia ROM donde almacena parámetros de
funcionamiento, principalmente posee su propia BIOS que pude sobrepasar las
limitaciones de la ROM BIOS del sistema.
Su rendimiento se debe a que no depende del bus del sistema a diferencia de IDE
Desventajas
-
Los dispositivos SCSI son más caros que los equivalentes con interfaz EIDE o paralelo
Se necesita una tarjeta controladora SCSI para manejarlos, ya que solo las placas base mas
avanzadas y de marca incluyen una controladora SCSI integrada
SAS (Serial Attached SCSI)
Serial Attached SCSI o SAS, es una interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor
del SCSI (Small Computer System Interface) paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para
interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión
de forma rápida. Es compatible con Serial ATA (SATA) y en él los dispositivos pueden comunicarse
por medio de protocolos.
La primera versión apareció a finales de 2003; SAS 300, que conseguía un ancho de banda de 3
Gbps, lo que aumentaba ligeramente la velocidad de su predecesor, el SCSI Ultra 320 Mbps (2,560
Gbps). La siguiente evolución, SAS 600, consigue una velocidad de hasta 6 Gbps, mientras que se
espera llegar a una velocidad de alrededor de 12 Gbps alrededor del año 2010. Una de las
principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de
dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada
dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI.
Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para
aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costos. Por lo tanto, los discos
SATA pueden ser utilizados por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no
reconoce discos SAS.
Protocolos para la comunicación


SSP (Serial SCSI Protocol), que permite el transporte de comandos SCSI entre dispositivos
SCSI,
STP (Serial ATA Tunneled Protocol), que permite el transporte de comandos ATA hacia
múltiples dispositivos SATA,
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future

SMP (Serial Management Protocol), que permite el transporte de las funciones de gestión
del dominio.
Los dispositivos SAS pueden ser Iniciadores (controladores), Destinos (periféricos) o
Destinos/Iniciadores (pueden funcionar a veces como controlador y a veces como periférico), y
pueden soportar uno o más protocolos de transporte (SSP, STP y/o SMP).
Dominio SAS
Un dominio SAS es un sistema formado por dispositivos SAS que se comunican a través de un
subsistema de interconexión, el cual puede ser:


Un conjunto de enlaces físicos que interconectan a un Iniciador SAS con un Destino SAS, o
Un conjunto de enlaces físicos y de expansores que interconectan a más de dos
dispositivos SAS.
Los Destinos SATA pueden formar parte de un dominio SAS siempre que se conecten a expansores
que soporten el protocolo STP.
Los Iniciadores que pretendan comunicarse con Destinos SATA en un dominio SAS sólo pueden
hacerlo mediante el protocolo STP (esto es, los controladores que sólo soporten el protocolo SATA
no pueden utilizarse en dominios SAS, sino tan sólo en dominios SATA). Los expansores que
soportan STP hacen las funciones de puente entre ambos protocolos (STP y SATA), por lo que
hacen de puente entre un dominio SAS y uno o varios dominios SATA.
El hecho de permitir la conexión de dispositivos SATA a un dominio SAS permite compartir
concurrentemente el acceso a periféricos ATA por parte de varios Iniciadores STP, cosa que no se
puede hacer en dominios ATA normales, ni paralelo ni serie (SATA).
El nivel físico
Los phys y los enlaces físicos Cada una de las conexiones punto a punto en el subsistema de
interconexión se conoce como enlace físico, y se compone de 2 pares de señales diferenciales, un
par para transmitir en un sentido y otro par para transmitir en el sentido opuesto, lo que permite
transmitir información en ambos sentidos simultáneamente.
Los dispositivos se conectan eléctricamente a un enlace físico a través de un transceptor
denominado phy. Los dispositivos SAS pueden tener uno o varios phys.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Las velocidades de transmisión normalizadas por el momento son de 1,5 Gbps y 3 Gbps (1.500 y
3.000 Mbaudios respectivamente), equivalentes a una velocidad en el enlace físico de 150 y 300
MB/s respectivamente (ya que cada carácter se compone de 10 bits, debido a la codificación
empleada 8b10b). La información se transmite en código NRZ, y el valor de tensión diferencial
máxima permitida en el receptor es de +/- 800 mV (el valor mínimo permitido depende de la
velocidad del enlace, siendo de +/- 160 mV aproximadamente para 1,5 Gbps y de +/- 135 mV
aproximadamente para 3 Gbps). Los phys pueden soportar distintos roles (Initiator o Target) y/o
distintos protocolos (SSP, SMP y/o STP), pero sólo pueden utilizar un rol y un protocolo durante
cada conexión.
Cables y conectores SAS
SAS soporta 4 tipos de conexiones:
1- Conexiones externas mediante cable
Los dispositivos SAS externos (Iniciadores, Destinos y expansores) utilizan un conector de 25 pines,
que incluye 4 enlaces físicos (4 x 4 pines) y señales de masa (9 pines), y se conectan a cables
SAS externos, los cuales pueden incluir conductores para uno, dos, tres o los cuatro enlaces físicos.
Los cables y conectores SAS externos no disponen de contactos de alimentación ni de LED.
2- Conexiones internas directas
Los Destinos SAS internos siempre utilizan un conector de 29 pines que incluye dos enlaces físicos
(4 pines de señal y 3 de masa por cada enlace), alimentación (14 pines en total para 12 V, 5 V, 3.3
V y masa) y LED de Preparado (1 pin). Los paneles de conectores SAS siempre utilizan un conector
de 29 pines para permitir la conexión directa del Destino. Los Iniciadores y expansores internos
también pueden utilizar el conector de 29 pines para permitir la conexión directa del Destino
Los dispositivos SATA se pueden conectar directamente a un panel de conectores SAS o a un
expansor SAS con conector de 29 pines, ya que el conector de 22 pines del dispositivo SATA es
compatible físicamente con el conector SAS de 29 pines, utilizando los pines de alimentación y del
enlace físico primario y dejando libres los 7 pines del enlace físico secundario (los dispositivos
SATA sólo disponen de un phy). La señal de LED del conector SAS coincide con el pin reservado del
segmento de alimentación del conector SATA.
3- Conexiones internas mediante cable de simple puerto
Los cables SAS internos de simple puerto utilizan un conector de 29 pines en el lado del Destino,
pero sólo incluyen conductores para la alimentación, el LED y el enlace físico primario. Estos cables
dejan libre el enlace físico secundario del Destino.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
Por otro lado, los Iniciadores y expansores SAS internos que permiten la conexión por cable
disponen de conectores de 7 pines idénticos al conector de señal de un controlador SATA (1 enlace
físico). Los conductores del enlace físico del cable SAS interno terminan en el lado contrario al
Destino en un conector de 7 pines idéntico al que se usa en el cable de señal SATA.
Este cable permite la conexión del enlace físico primario de un Destino SAS interno a un Iniciador o
expansor interno, y también permite la conexión de un dispositivo SATA a un expansor interno.
4- Conexiones internas mediante cable de doble puerto
Los cables SAS internos de doble puerto utilizan un conector de 29 pines en el lado del Destino, e
incluyen conductores para la alimentación, el LED y ambos enlaces físicos. Los conductores de
cada enlace físico del cable SAS interno terminan en el lado contrario al Destino en un conector de
7 pines idéntico al que se usa en el cable de señal SATA.
Este cable permite la conexión de los dos enlaces físicos de un Destino SAS interno a dos puertos
de Iniciadores o expansores internos. También se puede utilizar para conectar un dispositivo SATA
a un expansor, aunque el conector del enlace físico secundario no se conectaría a ningún sitio. La
longitud de los cables, cuando se utiliza cable twinaxial apantallado de conductor sólido de galga
24 y componentes pasivos de calidad, puede llegar hasta los 8 metros.
El Nivel Phy
El nivel phy define la codificación 8b10b y las señales OOB.
La codificación 8b10b
Es muy utilizada en transmisión serie a velocidades cercanas y superiores al Gbps. Es la
codificación utilizada por Fibre Channel (1 y 2 Gbps), posteriormente adoptada por Gigabit
Ethernet (1 Gbps), y por SAS y SATA (1.5 y 3 Gbps), FireWire 800 (800 Mbps), así como
por InfiniBand (2.5 Gbps).
La codificación tiene las siguientes funciones:


Asegurar suficientes transiciones en la línea como para que el receptor pueda recuperar
el reloj y así pueda recibir adecuadamente la secuencia de bits.
Incrementar en gran medida las posibilidades de detección de errores simples y múltiples
que puedan ocurrir durante la transmisión.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future

Permitir la transmisión de caracteres especiales que contienen un patrón fácilmente
reconocible por el receptor (denominado patrón Coma), que le permite alinear palabras
en la secuencia de bits que recibe (es decir, le permite conocer qué bit es el primero de
una palabra).
La codificación 8b10b consiste en sustituir cada octeto (8 bits) por un código de 10 bits antes de su
transmisión. De todos los posibles códigos de 10 bits (en total 2^10 = 1024) sólo se utilizan 512
para codificar todos los posibles caracteres de datos (que en total pueden ser 2^8 = 256), y unos
pocos códigos más para codificar una serie de caracteres de control.
Señales Out of Band (OOB)
Las señales OOB (Out of band) son unos patrones de señales de baja velocidad que no aparecen
durante las transmisiones, y que sólo se utilizan durante la inicialización de los phys. Consisten en
ciclos de duraciones predefinidas de reposo y de transmisión de unas determinadas Primitivas
(ALIGNs). La transmisión de las Primitivas se usa sólo para producir una envolvente, de forma de el
receptor distingue las distintas señales OOB por la duración del intervalo de reposo que hay entre
las transmisiones de las Primitivas (el tiempo de transmisión de las Primitivas no se utiliza para
distinguir las distintas señales).
SATA define dos señales OOB denominadas COMINIT/COMRESET y COMWAKE, y SAS define una
nueva señal denominada COMSAS, la cual se utiliza durante la inicialización del enlace para
identificarse como dispositivo SAS y verificar si el otro dispositivo es SAS o SATA.
El Nivel de Enlace
El nivel de enlace define el uso de las distintas Primitivas en cada tipo de conexión, todas las
cuestiones relativas al establecimiento y cierre de las conexiones y algunos otros detalles como los
relativos al código de detección de errores (CRC) y a la aleatorización de datos (scrambling), para
distribuir la energía irradiada cuando se transmiten secuencias repetitivas de caracteres.
Las tramas de dirección y la inicialización del enlace Hay dos tramas especiales utilizadas en las
fases de identificación y de petición de conexión, que se denominan tramas de dirección. Las
primitivas de comienzo y final de trama son también especiales: SOAF (Start Of Address Frame) y
EOAF (End Of Address Frame):

IDENTIFY, que contiene información sobre el tipo de dispositivo (Iniciador, Destino,
expansor edge, expansor fanout, etc.), los protocolos que soporta (SSP, STP, SMP) y las
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future

identificaciones (direcciones SAS) del puerto o dispositivo expansor y del phy que envía la
trama.
OPEN, en la que se indica el protocolo a utilizar en la conexión (SSP, STP, SMP), si la
solicitud parte de un Iniciador o un Destino, la velocidad que deben soportar todos los
enlaces físicos en el pathway (1,5 Gbps, 3 Gbps), un tag opcional asignado por el Iniciador
a las conexiones SSP y STP y la direcciones SAS de los puertos origen y destino.
El nivel de Transporte
El nivel de transporte construye las tramas que se van a transmitir y comprueba el contenido de
las tramas que se reciben. Sólo se reciben tramas aceptadas por el nivel de enlace.

Conexiones SSP
En conexiones SSP se utilizan las siguientes tramas:
o
o
o
o
o

Trama de Datos.
Trama de Preparado
Trama de Comando
Trama de Respuesta
Trama de Tarea
Conexiones STP
En conexiones STP, el protocolo SATA se encapsula junto con las tramas de control de la
conexión. Este mecanismo se denomina SATA Tunneling:
Cuando un Target SATA envía una trama SATA al expansor al que está conectado, el
expansor abre una conexión STP con el Iniciador STP o con un expansor que se encuentre
en el camino hacia el Iniciador STP. La conexión STP se establece sólo para esta trama
SATA, por lo que al final de la misma el expansor cierra la conexión STP.
Cuando un Iniciador STP quiere enviar una trama, abre una conexión STP con el expansor
al que está conectado. El expansor conectado al Destino SATA abre una conexión SATA con
el Destino sólo para esta trama, por lo que al final de la misma el expansor cierra la
conexión SATA.

Conexiones SMP
En cuanto a las conexiones SMP, sólo se utilizan dos tipos de trama:
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
o
o
SMP_REQUEST, enviada por el dispositivo origen (Iniciador SMP) indicando la
función solicitada.
SMP_RESPONSE, enviada por el dispositivo destino (Destino SMP) con la
información solicitada en la petición.
Beneficios de la tecnología SAS
Al fusionar el rendimiento y la fiabilidad de la interfaz serie con los entornos SCSI existentes, SAS
aporta mayor libertad a las soluciones de almacenamiento sin perder la base tradicional sobre la
que se construyó el almacenamiento para empresas, otorgando las siguientes características:




Acelera el rendimiento del almacenamiento en comparación con la tecnología SCSI
paralela
Garantiza la integridad de los datos
Protege las inversiones en TI
Habilita la flexibilidad en el diseño de sistemas con unidades de disco SATA en un
compartimento sencillo.
iSCSI
El protocolo iSCSI es un Internet “draft standard” definido para permitir que los comandos SCSI
sean transportados sobre el protocolo TCP/IP. Los Internet drafts son documentos desarrollados
por el Internet Engineering Task Force (IETF) junto con grupos de trabajo. Cisco e IBM
desarrollaron un draft standard para iSCSI en enero de 2000 para su estandarización, que quedó
bien definido al final de 2001. Se espera que dentro de un año (2003) se convierta en un RFC.
ISCSI permite a los hosts realizar operaciones de entrada/salida de bloques de datos con una gran
variedad de dispositivos. Los dispositivos destinos pueden tener dispositivos de disco, cinta,
dispositivos ópticos de almacenamiento, escaners, impresoras, etc.
La conexión del SCSI tradicional con un host se hace con cableado paralelo, que tiene limitaciones
en cuanto a la distancia y los dispositivos soportados. Las redes de almacenamiento sobre IP
basadas en capas de transporte gigabit solucionan los problemas de distancia, rendimiento y
escalabilidad de las implementaciones de SCSI paralelo.
La arquitectura SCSI está basada en un modelo cliente/servidor e iSCSI tiene esto en cuenta para
conseguir la funcionalidad del almacenamiento sobre redes TCP/IP. El cliente es normalmente un
host como un servidor de ficheros que hace peticiones de lectura o escritura de datos. El servidor
es un dispositivo como un array de discos que responde las peticiones de los clientes. Los
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
servidores tienen unidades lógicas (LUNs) que procesan las peticiones de los iniciadores o clientes.
Los comandos procesados por una unidad lógica están contenidos en un Command Descriptor
Block (CDB), que es creado por un host.
Arquitectura de red iSCSI
En la figura se puede ver una red iSCSI de almacenamiento
El CBD enviado a una unidad lógica determinada comienza la transferencia de los bloques pedidos
del objetivo al iniciador, con un estado que indicará la terminación de la petición. La principal
misión de iSCSI es encapsular y distribuir las transacciones CDB entre iniciadores y objetivos sobre
redes TCP/IP.
Cada host y cada dispositivo de almacenamiento tiene un interfaz Gigabit Ethernet y soporta la
pila del protocolo iSCSI, esto hace que los medios de almacenamiento aparezcan en la red como
cualquier otro dispositivo IP.
Para que los iniciadores puedan descubrir los recursos de almacenamiento se utiliza el protocolo
Internet Storage Name Service (iSNS), en el ejemplo un iniciador iSCSI pregunta a un servidor iSNS
las ips de los posibles objetivos y luego establece conexiones TCP/IP con ellos.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
La capa iSCSI hace de interface con el conjunto de instrucciones SCSI del sistema operativo. La
capa iSCSI incluye comandos SCSI encapsulados y capacidad de informar sobre los datos y el
estado. Cuando el sistema operativo o una aplicación requiere una operación el CDB SCSI debe ser
encapsulado para su transporte sobre un enlace serie gigabit y llevado al destino u objetivo. El
protocolo iSCSI monitorizará la trasferencia del bloque de datos y validará la consecución de la
operación de entrada/salida. Entre un iniciador y un objetivo puede haber muchas conexiones TCP
concurrentes y por tanto varias transacciones entre ellos.
Modelo del protocolo iSCSI
Funcionamiento
El driver SCSI construye un CDB con las peticiones realizadas por la aplicación y los envía a la capa
de transporte iSCSI. El driver SCSI también recibe CDBs de la capa iSCSI y envía los datos a la capa
de aplicación. La capa de transporte iSCSI encapsula los CDBs en PDUs (iSCSI Protocol Data Unit) y
los envía a la capa de transporte TCP. En una lectura la capa iSCSI extrae los CDBs de los PDUs que
recibe de la capa TCP y envía los CDBs a la capa genérica SCSI.
iSCSI proporciona a Iniciadores y Destinos un identificador o nombre único y además tiene un
método para encontrarse entre ellos. Storage Networking y el almacenamiento sobre internet,
iSCSI igual que SCSI. iSCSI implementa un modelo cliente/servidor entre iniciadores y destinos, que
en este caso son miembros de una red IP. Clientes y servidores tienen una identidad en la red que
es equivalente a la dirección IP que tienen asignada. Una identidad de red puede contener uno o
más nodos iSCSI. Un nodo iSCSI identifica a un dispositivo SCSI dentro de una entidad de red
accesible a través de la red. Un portal de red es la combinación de las direcciones de red asignadas
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
a los nodos y sus puertos TCP. Cada nodo iSCSI es identificado por un único nombre iSCSI que
puede ser de hasta 255 bytes. La combinación de una dirección IP y un puerto TCP se genera una
dirección única de red para un dispositivo iSCSI.
-Direcciones y nombres iSCSI
Un nodo tiene por tanto un nombre iSCSI y una dirección, lo que hace que si el nodo es cambiado
de lugar y por tanto también su dirección, sea fácil encontrarlo gracias a su nombre que no
cambia. La asignación de nombres se hace por software y por tanto es independiente del
hardware usado. El nombre iSCSI está compuesto por tres partes: un especificador de tipo, la
autoridad encargada de dar los nombres y un identificador único dado por esta autoridad. Además
de los nombres, iSCSI tiene la opción de hacer alias de nombres. Los nombres y alias iSCSI siguen la
codificación de texto UTF-8, que les permite incluir caracteres internacionales además de ASCII. Un
ejemplo de nombre iSCSI podría ser iscsi.com.acme.sn.8675309. Descubrir la localización usando
nombres iSCSI puede hacerse usando iSNS u otros localizadores.
Mantenimiento de sesiones iSCSI
El protocolo iSCSI establece sesiones de comunicación entre iniciadores y destinos, así como
métodos para que se autentifiquen entre ellos. Una sesión iSCSI puede contener una o más
conexiones TCP y suministra métodos de recuperación si la conexión falla. Una sesión entre dos
entidades iSCSI debe ser iniciada a través de un proceso de “login” en el que se negocian varios
parámetros variables entre ellos. Si el “login” es rechazado la conexión TCP se rompe. Una entidad
de red puede tener más de un portal de red, además de poder contener también varios nodos
iSCSI. A cada sesión iniciada entre dos nodos se le da un identificador ID. Un” login” de un iniciador
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]
ONSS SpA
ONs2
Linked in with the future
sobre un destino incluiría su nombre iSCSI y un identificador ID de la sesión del iniciador (ISID),
cuya combinación dará una identificación única en su entidad de red. Cuando el “login” se
completa, la sesión iSCSI deja la fase de “login” y entra en una fase de posibilidades completas
para transacciones SCSI normales. Los comandos y las respuestas fluirán por la conexión TCP. Una
operación iSCSI es un intercambio de comandos y respuestas entre iniciador y destino. Para enviar
comandos CDB se usan PDUs (iSCSI Protocol Data Units). El estado del transporte de datos SCSI es
monitorizado por secuencias de estado y datos y el tamaño de los campos buffer offset/tamaño
de la transferencia en el PDU. Las sesiones iSCSI permanecen abiertas esperando comandos SCSI
adicionales de las capas más altas de aplicación. El comando de “logout” de iSCSI suministra los
códigos de terminación de sesión o conexiones dentro de una sesión, pudiéndose usar los CID para
especificar qué conexión terminar.
Manejo de errores en iSCSI
El SCSI tradicional asume un entorno relativamente libre de errores. En iSCSI iniciadores y destinos
deben tener la capacidad de mantener un buffer con comandos y respuestas hasta que estos sean
reconocidos, indicando que han sido recibidos y pueden aceptar más. Además los dispositivos
iSCSI deben ser capaces de selectivamente reconstruir los PDUs perdidos o corruptos para su
retransmisión. La jerarquía de detección de errores y recuperación incluye, en el nivel más bajo,
detección y recuperación dentro de una tarea SCSI, y la retransmisión de los PDUs perdidos o
corruptos. En la siguiente capa la conexión TCP que transporta la tarea puede sufrir un error o
fallo, en este caso se recuperará la conexión mediante un comando de reinicio. Un PDU individual
puede tener errores en algún campo o puede que sea inconsistente o le falte algo, a esto se le
llama error de formato y genera una respuesta Reject iSCSI PDU, que contendrá un indicador de
desplazamiento hasta el primer byte erróneo de la cabecera PDU. El comando para pedir la
retransmisión de los PDUs perdidos es el SNACK PDU.
Seguridad en iSCSI
Al estar en un entorno IP, las especificaciones de iSCSI permiten usar los métodos de seguridad
usados en IP.
OPTICAL NETWORKING SOLUTIONS AND STORAGE S.p.A.
HERNANDO DE AGUIRRE 128, OFICINA 550. PROVIDENCIA.
56 (02) 2 234 25 60
56 98220993
SANTIAGO. CHILE
[email protected]