SCSI Small Computer System Interconnect

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1 SCSI Small Computer System Interconnect Interface ÜbertragungsgeschwindigkeitBusbreite Bustakt max. Kabellänge max. Anzahl Kabeltyp (MBytes/sec) (Bits) (MHz) (m) an Geräten SCSI polig (SCSI-1) Fast SCSI , polig (SCSI-2) Differential ?? SCSI Wide SCSI ,5-3 (-25 HVD) polig (SCSI-2) Ultra SCSI ,5-3 (-25 HVD) polig (SCSI-3) UltraWide SCSI (-25 HVD) polig (SCSI-3) Ultra2 SCSI polig Ultra2 Wide polig SCSI Ultra polig SCSI Ultra polig SCSI SCA: Single Connector Attach

2 SAS Serial Attached SCSI - Serial-Attached-SCSI (SAS) ist die dem ursprünglichen parallelen SCSI nächstliegende serielle Variante. - Das verwendete physikalische Medium ist fast identisch mit dem SATA-Medium. - SATA-Laufwerke können an SAS-Schnittstellen angeschlossen werden, aber nicht umgekehrt. -Maximal Laufwerke Technische Unterschiede zwischen SAS und SATA Kriterium SAS SATA Übertragungsrate 3,0 Gbit/s 1,5 Gbit/s Spannungshub (Tx/Rx) / mv / mv Impedanz 100 Ohm 100 Ohm Verbindungsart voll-duplex halb-duplex Leitungsbündelung Port-Aggregation nein Verbindungsbereich intern & extern intern Kabellänge (max.) 6-10 m (8 m nach Norm) 1 m Backplane definiert ja nein Doppel-Anschluss am Lw. Ja nein Anschlüsse (max.) 8 x 8 4 x 4 Betriebs-/Fehler-Anzeige ja nein Protokoll-Schnittstelle SAS & SATA SATA Anschlusstechnik Multi-Initiator Single-Host Anwendungs-Schnittstelle SCSI (SSP& SMP), SATA (STP) ATA

3 FIBRECHANNEL Arbitrated Loop (FC-AL) FC-AL wird auch als Low Cost-Fibre Channel bezeichnet, es bildet häufig den Einstieg in die Welt der Storage Area Networks. Häufig findet man FC-AL-Implementierungen bei kleineren Clustern, in denen es mehreren physikalischen Nodes möglich ist, auf einen gemeinsamen Massenspeicher direkt zuzugreifen. Hier hat SCSI seine Grenze erreicht, weshalb man die Eigenschaft des Fibre Channel nutzt, die es erlaubt, mehrere Hosts mit mehreren Speichersubsystemen zu verbinden. FC-AL erlaubt es, bis zu 7 Geräte an einem logischen Bus zu betreiben. Dabei teilen sich alle Geräte die verfügbare Datenübertragungsrate (je nach eingesetzter Technik 133MBit/s - 4 GBit/s). Die Verkabelung erfolgt zumeist sternförmig über einen Fibre Channel Hub, es ist jedoch auch möglich, die Geräte hintereinander zu schalten (Daisy Chain), da viele Fibre Channel-Geräte über zwei Ein- bzw. Ausgänge verfügen. Unüblich ist die Verkabelung als Ring, meist auf einer Backplane. Switched Fabric (FC-SW) Bei der Fibre Channel-Switched Fabric handelt es sich um die leistungsfähigste und ausfallsicherste Implementierung von Fibre Channel, in den meisten Fällen ist Switched Fabric gemeint, wenn nur von Fibre Channel gesprochen wird. Im Zentrum der Switched Fabric steht der Fibre Channel Switch oder der Director. Über dieses Gerät werden alle anderen Geräte miteinander verbunden, so dass es über den Fibre Channel Switch möglich wird, direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen je zwei beliebigen angeschlossenen Geräte zu schalten. Die Ausfallsicherheit und auch der Duchsatz kann durch Einsatz mehrer Hostbusadapter und Switches duch Multipathing gesteigert werden.

4 ISCSI Internet Small Computer System Interconnect iscsi spezifiziert die Übertragung und den Betrieb direkter Speicherprotokolle nativ über TCP. Bei diesem Verfahren werden SCSI-Daten vom Initiator in TCP/IP-Pakete verpackt und über IP-Netze transportiert - Nutzung vorhandener Netzwerksinfrsatruktur - Nutzung des bekannten SCSI Protokolls - geht mit normalem Netzwerksinterface, besser aber mit Hostbus Adapter - Plattenlose Rechner - billiger als Fibrechannel - bei 10G Ethernet auch nicht langsamer als Fibrechannel

5 (Festplatten) Schnittstellen SATA Serial Advanced Technology Attachment esata external SATA USB Universal Serial Bus Firewire auch IEEE 1394 oder i.link

6 SATA -Übertragungsart : bit-seriell, Punkt zu Punkt -Vorteil: störungsunempfindlicher als vergleichbare parallele Übertragung höhere Transferrate, hot-plug-fähig -Geschwindigkeit: SATA I = 150 MByte/s SATA II = 300 MByte/s (Kabel mit Schnappverschluss) -Kodierung: 8B/10B d.h. 1,5 Gbit/s entspricht einer Datenrate von 150MByte/s

7 esata -geeignet zum Anschluss externer Festplatten -geschirmtes Anschlusskabel bis zu 2 Meter -neue, inkompatible Stecker/Buchsengeometrie um zu verhindern, dass versehentlich interne (schlechtere) Kabel verwendet werden -Stecker und Buchse sind wie das Kabel geschirmt, um eine durchgängige Schirmung zu erreichen -Stecker und Buchsen sind robuster ausgelegt, um höhere Steckzyklen zu gewährleisten (ca im Gegensatz zu 50 bei SATA) Vorteil gegenüber einer externen USB-Festplatte: -höhere Transferrate bei esata -Wandlung von USB / SATA entfällt

8 USB Übertragungstechnik: -bitserieller Bus, zwei verdrillte Leitungen -Datenübertragung erfolgt symmetrisch, eine Leitung überträgt das Datensignal unverändert, die andere das invertierte Signal Vorteil: - höhere Übertragungssicherheit, Gleichtaktstörungen werden unterdrückt Bus-Spezifikation: zentraler Host-Controller (Master), der die angeschlossenen Geräte (Clients) koordiniert, hot-plug fähig Zahl maximal anschließbarer Geräte: 7 -An einem Port kann nur ein Gerät angeschlossen werden Sollen mehr als ein Gerät angeschlossen werden, muss ein Verteiler (Hub) zum Anschluss der Geräte untereinander verwendet werden (maximal 5 Hub-Ebenen) Topologie: -elektrische Punkt-zu-Punkt-Verbíndung, kein physischer Bus im herkömmlichen Sinn

9 USB - Architektur Rechner Root-Hub Maus Festplatte B Hub A Festplatte Rechner A B B Maus Hub Hub A A B B B Scanner Tastatur Drucker Scanner Drucker Tastatur Physikalische Baum-Struktur Rechner an der Wurzel (High-Speed Geräte nach Möglichkeit am Root-Hub anschließen) Logische Topologie Rechner steuert alles

10 USB Gängige USB Versionen: USB 1.1 (1998) und USB 2.0 (2000) Interoperabilitäts-Matrix und Geschwindigkeiten USB 1.1 Host Controller USB 2.0 Host Controller No Hub USB 1.1 Hub USB 2.0 Hub No Hub USB 1.1 Hub USB 2.0 Hub Low-Speed Device Full-Speed Device High-Speed Capable Device

11 USB Steckerbelegung: Standard Stecker A und B (A Richtung Rechner, B zum Gerät) Pin Name VCC D- D+ GND Farbe rot weiß grün schwarz Beschreibung +5 V Data - Data + Masse Steckerbelegung: Ministecker / Microstecker Kabellängen: geschirmt bis zu 5m ungeschirmt bis zu 3m Pin Name VCC D- D+ ID GND Farbe rot weiß grün keine schwarz Beschreibung +5 V Data - Data + Erlaubt Unterscheidung von Micro-A und Micro-B-Stecker Masse Typ A: Masse Typ B: nicht verbunden

12 Firewire -entwickelt von Apple (1986) -IEEE Standard 1394 (1994) -auch als i.link von Sony bezeichnet -komplexer und schneller als USB: 100/200/400 (half-duplex) -direkter Austausch von Daten zwischen Firewire-Geräten möglich z.b. direktes Drucken von Digitalkamera auf 1394-Drucker -unterstützt TCPIP daher Achtung!! bitte keine regulären IP-Adressen bei der 1394-Verbindung eintragen!! von PC zu PC direkte Verbindung möglich (im Gegensatz zu USB) IEEE 1394b (2002) Standard mit Übertragungsraten von 800, 1600, 3200 (2007)

13 Firewire - Struktur Bus-System -bis zu 1023 separate Busse -bis 63 Geräte pro Bus -64-bit Adressraum (10 Bit für Busse, 6 Bit für Geräte, 48 Bit pro Gerät) -volle Autokonfiguration (keine Jumper, keine Terminatoren, ) -bis zu 16 Kabelverbindungen (Hops) pro Bus -Peer-to-Peer Verbindungen (statt Master- Slave) -langsamstes Gerät bestimmt die Busgeschwindigkeit!! -Bustaktgeber wird automatisch ermittelt, kann sich bei Topologieänderung ändern Kabel -gesamte Kabellänge eines Busses maximal 72m -Kabel 6-adrig, 2 Paare differentiell, 1 Paar Spannungsversorgung -bei 400 Kabellänge maximal 4,5m Firewire Buchse

14 NAS -NAS (Network Attached Storage) -Dateiserver mit eigenem (minimalem) Betriebssystem Einsatzbereich: -Massenspeicher, der übers Netzwerk zugänglich ist -Dateibasierende Dienste wie NFS, SMB/CIFS, FTP usw. NFS : Network File System SMB : Server Message Block CIFS : Common Internet File System FTP : File Transfer Protokoll LAN Switch NAS Netzwerkschnittstelle: 100 oder 1Gbit/s

15 NAS Vorteile: -gemeinsamer Speicher für eine Arbeitsgruppe im Gegensatz zu lokalen Festplatten -Zugriff erfolgt über das Netzwerk, je nach Konfiguration auch von zuhause aus -relativ preiswert -verschiedene RAID-Varianten verfügbar (z.b. RAID 0,1,5) Achtung: -Auch NAS-Systeme sollten durch ein Backup gesichert werden -RAID erhöht die Betriebssicherheit (Verfügbarkeit), schützt aber nicht vor Datenverlust

16 NAS LAN Beispielszenario: Switch -zwei NAS mit je zwei Netzwerkinterfaces (Backup) -ein dediziertes NAS für Backup NAS I NAS II -Absicherung mit USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) USV