SAS环境中的SATA设备
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2020-07-08
15:34:25
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SAS 环境中的 SATA 设备
SAS 兼容 SATA 的能力非常重要，系统集成商和用户可以根据实际需要在大容量/高性价比
的 SATA 硬盘与高性能/高可用性的 SAS 硬盘之间自由选择。不过，串行互连技术促进存
储接口融合说起来容易，但真正实现起来要解决的问题还是很多的。
SAS 对 SATA 的支持可以从软件和硬件两个层面来讨论，其中双端口格外值得我们关注。
STP 铺路 OOB 识别
SAS 定义了 3 个协议：串行 SCSI 协议（Serial SCSI Protocol，SSP），全双工，让
SCSI 运行在增强的 SATA 物理层上；串行 ATA 隧道协议（Serial ATA Tunneled
Protocol，STP），为 SATA 增加多目标寻址和多发起者访问，以适应 SAS 环境的需要；
串行管理协议（Serial Management Protocol，SMP），用于发现和管理扩展器
（Expander）。
扩展器把 SATA 的点对点连接扩展至 SAS 的多发起者/多目标，然而 SATA 协议仅支持单
发起者/单目标，STP 的任务就是让发起者能够通过扩展器 访问 SATA 目标。STP 在发起
者与最远的、也就是连接 SATA 设备的扩展器端口(STP 目标端口)之间建立起一条通路
（隧道），传输标准的 SATA 1.0 帧，因此在 SATA 设备看来，自己连接的就是 SATA 主
机适配器。如果发起者端口识别出与其直接相连的是一台 SATA 设备，则只使用 SATA 协
议通 信。
发起者端口怎么知道自己连接的是 SATA 设备或 SAS 设备呢？在连接初始化时，发起者送
出 OOB（Out of band）慢速脉冲信号，检测目标对 COMSAS 脉冲的响应情况——如果
目标也返回 COMSAS 脉冲，就是 SAS 设备，反之即为 SATA 设备。需要注意的 是，由于
在 SAS 协议中发起者和目标是对等的，外围设备（如硬盘）也可以作为发起者，主动送出
COMSAS 脉冲，向目标（主机适配器）表明自己的身份。以 硬盘为例，能否生成
COMSAS 脉冲即辨别 SAS 与 SATA 的依据。
STP 发起者端口经过 OOB 协商确认与自己相连的是 SATA 设备后即进入 SATA 模式，严
格遵循 SATA 主机适配器的行为规范。STP 并不关心 SATA FIS（Frame Information
Structure，帧信息结构）的内容，SATA 命令排队可以在 FIS 中传输——前提当然是 STP
发起者端口和 SATA 设备必须支持命令排队功能。不 过，SATA Ⅱ 中的其他扩展功能不是
被 STP 排除在外，就是以另外的方式实现。
传输完成后由 SAS 主机适配器或扩展器决定是否用 STP 断开与 SATA 设备的连接，以后
需要时再重新连接。整个过程中该 SATA 设备始终以为自己通 过正常的流控机制直接连在
某个 SATA 主机适配器上，实际情况却是 SAS 主机适配器进行了 SATA“翻译”工作。在
Windows 操作系统中，这个 SAS 主机适配器将与使用 Miniport 驱动程序的 SATA 主机
适配器一样被归类为 SCSI 控制器。
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