Адаптер хост-шины

Типы адаптеров шины хоста

Адаптеры шины хоста (HBA) являются важными компонентами в архитектуре серверного хранилища. Обеспечивая подключение устройств хранения к серверу, они способствуют хранению и доступу к данным, что крайне важно для множества приложений. Обычно HBA бывают двух основных типов: адаптер шины хоста SAS (Serial Attached SCSI) и адаптер шины хоста SATA.

• Адаптеры шины хоста SAS (Serial Attached SCSI):

  SAS — это последовательный интерфейс точка-точка. Обычно адаптеры SAS HBA подключаются к дискам SAS, а также могут подключаться к дискам SATA через расширитель. Эти адаптеры отличаются высокой скоростью и надежностью. Они используются в корпоративных системах хранения данных и предлагают такие функции, как полнодуплексный режим, более высокая скорость и масштабируемость. Кроме того, интерфейсы SAS могут подключаться к большему количеству устройств, чем SCSI. Адаптер SAS HBA имеет собственную вычислительную мощность, позволяющую ему управлять несколькими устройствами. Поэтому он может поддерживать устройства на больших расстояниях и использовать кабели с большим количеством разъемов. Возможно сочетание дисков SAS и SATA в одной системе хранения данных, поскольку SAS может напрямую управлять SATA-дисками. В системах, где требуется много дисков, адаптеры SAS HBA являются наиболее подходящими, поскольку они могут одновременно управлять множеством дисков и обеспечивать отличную производительность.

  Помимо подключения к дискам SAS и SATA, некоторые адаптеры SAS могут подключаться к другим устройствам хранения данных с использованием расширителей. Эти адаптеры отличаются гибкостью и позволяют создавать масштабируемые высокопроизводительные решения хранения данных.

• Адаптеры шины хоста SATA:

  Как правило, адаптеры SATA HBA подключаются напрямую к SATA-дискам. Они дешевле адаптеров SAS и в основном используются в настольных компьютерах, рабочих станциях или менее требовательных системах. Обычно диски SATA предназначены для случаев, когда выдающаяся производительность не является критически важной. Адаптер SATA HBA может использоваться в более доступных системах, поскольку он подходит для обычных задач, где скорость и надежность не являются необходимыми.

Функции и характеристики адаптера шины хоста

Адаптер шины хоста работает, соединяя устройства хранения данных с хост-компьютерами для обеспечения связи. Это подтверждается различными функциями, описанными ниже.

• Подключение и взаимодействие

  HBA необходим для подключения шины хоста сервера или компьютера, например материнской платы, к устройствам хранения данных, таким как жесткие диски и массивы хранения данных. HBA имеет такие интерфейсы, как SCSI, SAS и SATA, что позволяет ему подключаться непосредственно к устройствам хранения данных.

• Передача данных

  HBA передают данные между хост-компьютером и устройствами хранения данных. Они преобразуют протокол передачи данных хоста в формат, понятный устройству хранения данных, и наоборот. Это обеспечивает плавный поток информации между компьютером и устройствами хранения данных.

• Целостность данных и управление

  HBA могут сократить количество ошибок во время передачи данных и поддерживать целостность передаваемых данных. Многие современные HBA оснащены такими функциями, как ECC (Error Correcting Code) для обеспечения надежной передачи данных без ошибок или повреждений. HBA также управляет передачей данных, оптимизируя скорость передачи и внедряя управление очередью, чтобы гарантировать эффективный запрос и отправку данных.

• Разгрузка задач обработки

  Адаптеры шины хоста разгружают некоторые задачи обработки, связанные с передачей данных, с процессора. Например, адаптер iSCSI HBA может выполнять такие задачи, как установление сетевых подключений к устройствам хранения данных или выполнение определенных протоколов. Выполняя такие задачи, HBA освобождает процессор компьютера для выполнения других важных вычислений, что повышает общую эффективность и скорость системы.

• Функции RAID

  Некоторые HBA способны выполнять функции RAID (Redundant Array of Independent Disks). Это позволяет им объединять несколько жестких дисков в один логический блок для повышения избыточности данных или улучшения производительности, или того и другого. Если у HBA есть контроллер RAID, он может создавать конфигурации RAID без использования программного обеспечения.

• Многопутевое управление и балансировка нагрузки

  HBA можно использовать в сочетании с многопутевыми конфигурациями, где одно устройство хранения данных подключено к хосту по нескольким путям. HBA помогают управлять различными путями и обеспечивают отказоустойчивость и переключение путей в случае сбоя. Они также помогают балансировать нагрузку по различным путям, что повышает общую производительность и надежность доступа к данным.

• Гибридные адаптеры шины хоста

  Некоторые современные HBA являются гибридными и объединяют различные функции. Например, они могут включать в себя как iSCSI, так и FC-функции. Это позволяет им выступать в роли моста между IP-сетевой сетью хранения данных и традиционной FC SAN (Storage Area Network), что обеспечивает бесперебойную передачу данных между различными сетями.

Сценарии использования адаптеров шины хоста

Адаптеры шины хоста используются во многих отраслях промышленности в различных приложениях, в том числе для резервного копирования данных, обработки в реальном времени, сетевого хранения данных, корпоративных вычислений и высокопроизводительных вычислений. Вот некоторые распространенные приложения:

• Решения для хранения данных в центрах обработки данных

  Адаптеры шины хоста служат важными связующими звеньями в центрах обработки данных, где они соединяют серверы с устройствами хранения данных, такими как дисковые модули и массивы хранения данных. Эти адаптеры позволяют центрам обработки данных реализовывать конфигурации RAID (Redundant Array of Independent Disks), обеспечивающие избыточность данных и улучшенную производительность.

• Сеть хранения данных (NAS)

  Устройства сетевого хранения данных (NAS) используют адаптеры шины хоста для подключения своих многочисленных жестких дисков к остальной сети. Это гарантирует, что пользователи могут безопасно и централизованно обмениваться данными и получать к ним доступ с нескольких устройств.

• Видео- и аудиообработка

  В приложениях цифрового видео и звука адаптеры шины используются для захвата и редактирования видео или звука из различных источников, таких как камеры и микрофоны, и отправки его в программное обеспечение для редактирования для дальнейшей обработки. Это распространено в профессиональных студиях звукозаписи и компаниях по производству аудиовизуальной продукции.

• Приложения наблюдения

  Адаптеры шины предоставляют средства, необходимые для захвата, хранения и архивирования видео высокого разрешения с нескольких камер видеонаблюдения на серверы в приложениях видеонаблюдения. Это позволяет сотрудникам службы безопасности анализировать видеоматериалы на предмет подозрительной активности и отслеживать помещение в режиме реального времени.

• Встроенные системы

  Адаптеры шины хоста используются для создания встроенных систем, которые включают в себя интеграцию нескольких периферийных устройств. Адаптеры упрощают передачу данных и связь между системными компонентами и центральным процессором (ЦП), обеспечивая эффективную работу встроенных систем.

Как выбрать адаптер шины хоста

При выборе HBA необходимо учитывать некоторые важные факторы, чтобы убедиться, что он подходит для предполагаемого применения. Вот некоторые важные факторы, которые необходимо учитывать при выборе HBA:

Первым делом необходимо учитывать форм-фактор. Это связано с тем, что форм-фактор HBA будет зависеть от типа сервера или корпуса устройства хранения данных. HBA обычно выпускаются в различных форм-факторах, которые включают внутренние и внешние. Внутренние предназначены для установки внутри серверов или корпусов устройств хранения данных. Они обычно доступны в форм-факторе PCIe и могут быть установлены в серверах с открытыми слотами PCIe. Слоты PCIe должны соответствовать версии HBA для достижения оптимальной производительности. Внешние HBA имеют разъемы, расположенные снаружи устройства. Они обычно подключаются к внешним устройствам хранения данных или другим периферийным устройствам. Форм-фактор HBA определяет его внешний вид и компоновку. Он также влияет на совместимость с оборудованием.

• Интерфейс подключения: Следующее, что нужно посмотреть, — это интерфейс подключения. Это связано с тем, что интерфейс подключения HBA будет зависеть от типа подключенных устройств хранения данных. Внутренние HBA подключаются к дискам хранения данных и портам внутри серверов через различные интерфейсы, такие как SATA, SAS или FC.
• Возможности обработки данных: В зависимости от приложения его возможности обработки данных будут различаться. Приложения, рабочие нагрузки и среды определяют тип необходимого HBA. Адаптеры FC и iSCSI HBA предназначены для прямого подключения к сетям хранения данных. Они оптимизированы для обработки трафика хранения данных на уровне блоков.

• Требования к производительности, требования и бюджет: Необходимо учитывать такие вещи, как пропускная способность, задержка, максимальное количество операций ввода-вывода в секунду и глубина очереди. Бюджет, техническая поддержка и предпочтения бренда — это другие вещи, которые необходимо учитывать. Другие вещи, которые следует принять во внимание, — это форм-фактор, интерфейс подключения и возможности обработки данных.

Вопросы и ответы

В1: Можно ли обновить адаптер шины хоста?

О1: Да, многие компьютерные системы можно обновить до устройств HBA, но необходимо учитывать совместимость и потребность в дополнительных функциях.

В2: Какие преимущества имеет адаптер PCIe HBA перед контроллером SATA?

О2: Адаптер PCIe HBA имеет меньшую задержку, более высокую пропускную способность и полную пропускную способность на порт по сравнению с контроллером SATA.

В3: Необходим ли адаптер шины хоста для всех серверов?

О3: Нет, адаптер шины хоста необходим только для серверов, которым требуется подключение дополнительных устройств хранения данных.

В4: В чем разница между HBA и RAID?

О4: Хотя и адаптеры HBA, и контроллеры RAID подключают устройства хранения данных к серверу, адаптеры HBA проще и в основном выполняют эту функцию, а контроллеры RAID имеют более сложное программное обеспечение для защиты данных и повышения скорости сервера.