کارت FC HBA چیست؟ معرفی انواع پروتکل های آن

Host Bus Adapter یا کارت FC HBA چیست؟

­­­Host Bus Adapter (HBA) یک بورد با جریان مداوم و یا آداپتور مدار تجمیع شده است که پردازش های ورودی/خروجی (I/O) و اتصال فیزیکی بین یک Host System، سرور، استوریج و دستگاه های تحت شبکه را فراهم می آورد. وظیفه کارت HBA ایجاد ارتباط میان یک Host (یک سیستم میزبان) و دستگاه های ذخیره‌سازی متصل به آن می باشد. از آنجا که یک HBA بطور معمول میکروپروسسورهای میزبان را از وظایف خود که ذخیره سازی داده ها و بازیابی آنها می باشد، راحت کرده است، توانسته باعث بهبود زمان عملکرد در سرورها شود. کارت HBA و زیر سیستم های دیسک مرتبط گاهی به عنوان FCA یا کانال دیسک نیز شناخته می شود.

HBA ها معمولاً با خصوصیاتی از قبیل تکنولوژی اتصال، سرعت، تعداد پورت و رابط سیستم تعریف می شوند و گاهی به آنها کارت HBA نیز گفته می شود. کارت HBA اغلب به اسلات PCI Express (PCIe) سرور وصل می شود و از سایر اشکال آن میتوان کارت های Mezzanine را برای انواع سرورهای تیغه ای نام برد.

اگر چه اصطلاح HBA برای انواع مختلف اتصالات ارتباطی بکار می رود، اما بیشتر در پروتکل های استوریج مانند کانال فیبر (FC) و Serial-attached SCSI (SAS) کاربرد دارد. SAS HBA نوعی رابط کوچک سیستم کامپیوتری HBA می باشد (Small Computer System Interface (SCSI) HBA) که این اصطلاح امروزه بصورت SCSI HBA کاربرد ندارد و معمولا بصورت SCSI گفته می شود که یک فناوری انتقال داده است که سرعت انتقال آن از SAS در زمان انتقال بیشتر است.

انواع آداپتورهای دیگری که امکان اتصال سیستم میزبان را به دستگاه های ذخیره ساز و سایر تجهیزات داخل شبکه امکان پذیر میکند را در ادامه توضیح خواهیم داد:

Network interface card (NIC):

امکان اتصال و انتقال اطلاعات بین هاست ها و تجهیزات شبکه در شبکه اترنت را فراهم میکند. به این کارتها همچنین آداپتور اترنت و آداپتور شبکه اترنت نیز گفته می شود.

iSCSI adapter (also known as iSCSI HBA or iSCSI NIC):

امکان اتصال به شبکه ذخیره سازی (SAN) را از طریق زیرساخت های شبکه TCP/IP و اترنت فراهم میکند و بارگیری پردازش iSCSI و TCP/IP را به آداپتور برای بالا بردن سرعت کارایی منتقل می کند.

Converged network adapter:

عملکرد FC HBA و TCP/IP Ethernet NIC را ترکیب می کند، که از شبکه Local و ترافیک FC SAN پشتیبانی می کند.

Host channel adapter (همچنین به عنوان آداپتور InfiniBand نیز شناخته می شود):

امکان برقراری ارتباط با کمترین زمان تاخیر یا Latency در زمان انتقال اطلاعات میان سرورها و ذخیره ساز در شبکه های InfiniBand را فراهم می کند. همچنین هنگام استفاده از سرورها؛ به عنوان هر دو میزبان، برنامه ها و ذخیره ساز میان سروری به سرور دیگر به عنوان اتصال متقابل نیز استفاده می شود. از کاربردهای InfiniBand می توان به محاسبات با کارایی بالا، تجزیه و تحلیل داده ها، دیتا سنترهای کلاد، وب اپلیکیشن های در مقیاس بالا و برنامه های تجاری اشاره نمود.

Remote Direct Memory Access over Converged Ethernet NIC یا دسترسی مستقیم از راه دور اترنت همگرا NIC (همچنین به عنوان NIC با RoCE نیز شناخته می شود):

انتقال دیتا بطور مستقیم بین حافظه اپلیکیشن سرورهای مختلف را، بدون درگیر کردن CPU، تسهیل می کند تا عملکرد در شبکه های اترنت تسریع شود. همچنین از انتقال اطلاعات سریعتری به نسبت Ethernet NIC برخوردار است و بطور معمول در پایگاه های داده مالی بزرگ، انتقال Big Data، شبکه های ذخیره سازی و تحویل محتوا مورد استفاده قرار می گیرد.

آداپتورهای Fibre Channel host bus

کانال فیبر HBA اتصال و انتقال داده ها بین دستگاه های موجود در FC SAN را امکان پذیر می کند. FC HBA می تواند یک هاست سرور را به یک دستگاه سوئیچ یا دستگاه ذخیره سازی متصل کند، چندین سیستم ذخیره سازی را به یکدیگر ارتباط دهد یا در هنگام استفاده از سرور هم به عنوان میزبان برنامه ها و سیستم های ذخیره سازی، چندین سرور را به یکدیگر متصل کند. نرم افزار مدیریت SAN می تواند کارت HBA را به عنوان نقطه اتصال تشخیص دهد.

محصولات FC HBA بطور کلی با افزایش نرخ داده ها و فناوری شبکه FC، بروز رسانی می شوند. محصولات FC برای اولین بار در سال 1997 به بازار عرضه شدند. کارت های HBA با سرعت 1 گیگابیت در ثانیه (Gbps)، 2 Gbps، 4Gbps، 8Gbps و 16 Gbps که البته به این سرعت های FC نسل 5 یا Gen 5 نیز گفته می شود موجود هستند. تنوع کانل فیبر به 32 Gbps که نسل 6 این محصول است و 128 Gbps گسترش یافته که از FC موازی استفاده می کند تا چهار خط 32 Gbps FC را ترکیب کرده و یک مسیر لینک 128 Gbps ایجاد نماید. شاید بتوان گفت بیشترین استفاده برای لینک 128 Gbps FC اتصال لینک بین سوئیچ باشد.

تغییرات بسیاری در فرآیند تولید محصولات جدید FC HBA و ویژگی های اضافی در نسل های جدید با استفاده از تکنولوژی های به روز ارائه شده است. پیشرفت ها در طول سال ها شامل یکپارچگی دیتا برای جلوگیری از Corruption در محیط های پایگاه داده و پشتیبانی بیشتری از مجازی سازی برای افزایش تراکم سرورهای مجازی است.

از ویژگی های متمایز HBAها میتوان به عملکرد، قابلیت اطمینان، امنیت، میزان مصرف انرژی، میزان پشتیبانی از مجازی سازی سرور و در دسترس بودن نرم افزارهای مدیریتی بصورت یکپارچه، اشاره کرد.

بررسی SCSI adapters/SCSI HBAها

آداپتور SCSI یا SCSI HBA، اتصال و انتقال داده بین هاست و یک دستگاه محیطی یا سیستم ذخیره سازی را مطابق با SCSI که از استانداردهای موسسه ملی استاندارد آمریکا برای اتصالات I/O می باشد، را تسهیل نموده است. پلاگین کارت HBA بطور معمول وظایف و درخواست های مدیریت خدمات را به دستگاه مورد نظر، که میتواند درایو های استوریج یا Array ها باشد، ارسال کند و پاسخ های مورد نیاز را دریافت کند. اصطلاحات رایج آداپتور SCSI و SCSI HBA معمولاً به parallel SCSI، که همان SAS سابق است، اشاره دارند.

دستگاه های موازی SCSI با یک باس (BUS) مشترک متصل می شوند. حداکثر سرعت موازی SCSI برای پاسخگویی به نیازهای سیستم های محاسباتی مدرن 320 MBps در نظر گرفته شده است و با افزایش تعداد دستگاه های بیشتر و اتصال به باس مشترک، عملکرد پایینی ارائه می دهند. Parallel SCSI HBAها به عنوان تکنولوژی منسوخ شده می باشند و بیشتر تولید کنندگان تولید آن را متوقف کرده اند.

SAS در اصل برای جایگزینی و رفع محدودیت هایی که در SCSI ها دیده می شد و امکان انتقال اطلاعات با سرعت بالاتر به دستگاه های ذخیره سازی و از HDD های روی دستگاه های استوریج، ایجاد شده است. مانند SCSI موازی، SAS نیز از مجموعه دستورات متشابه استفاده میکند، تنها تفاوت آنها در روش انتقال اطلاعات می باشد. SAS یک پروتکل انتقال دیتا سریالی نقطه به نقطه می باشد و برای معرفی SAS و توصیف آن از آداپتورها، کابل ها و گزینه های اتصال استفاده شده است.

بررسی SAS HBA ها

SAS HBAبطور معمول برای ایجاد ارتباط میان سرور یا Workstation به یک دستگاه ذخیره سازی مانند Hard Disk Drive، Solid-state Drive، دستگاه های JBOD یا استوریج های Tape استفاده می شود. SAS HBA قادر به اتصال به دستگاه های ذخیره سازی تک یا دو پورت هستند که با سری ATA یا رابط SAS سازگای دارند.

صاحبان برندهای مهمی مانند Dell EMC، Hewlett Packard و IBM که فروشندگان اصلی Array های استوریج Entry-level هستند از SAS SAN Fabric پشتیبانی کرده و امکان اتصال مستقیم به سرورهای مجهز به SAS HBA ها را امکانپذیر می کنند. استفاده از Array های Entry-level در ذخیره سازی نیاز به استفاده از سوئیچ های شبکه را از بین می برند.

SAS HBA همچنین می تواند به یک سوئیچ SAS متصل شود تا اتصالات بین چندین سرور و ذخیره ساز خارجی را فعال کند. البته استفاده از سوئیچینگ SAS به اندازه اتصالات مستقیم مبتنی بر SAS HBA بین سرور و Array استوریج متداول نمی باشد. پهنای باند SAS از سرعت 3Gbps شروع شده و تا 6 Gbps و 12 Gbps ارتقاء یافته است. هر نسل جدید از SAS ویژگی های جدیدی در عملکرد مانند امکان پشتیبانی مسافت های طولانی تر کابلی را فراهم کرده است.

معمولا SAS HBA از لحاظ هزینه ارزانتر از FC HBA ها هستند و مقرون بصرفه تر می باشند، با این حال، FC SAN عملکرد بالاتر و گزینه های بیشتری برای پیکربندی نسبت به یک محیط SAS ارائه می کند. سوئیچ های Director-class FC می توانند بیش از هزاران پورت را پشتیبانی کنند.

از تولید کنندگان اصلی SAS HBA می توان به Atto Technology، Avago Technologies (از طریق کسب LSI) و PMC-Sierra (از طریق کسب Adaptec) می باشند. البته که شرکت HPE نیز با استفاده از مولفه های PMC-Sierra به تولید کارت های SAS HBA پرداخته است.

تفاوت های اصلی در محصولات تولید شده از شرکت های مختلف در خصوص کارت SAS HBA میتوان به سرعت پشتیبانی SAS، سرعت انتقال دیتا، تعداد پورت ها، نوع باس PCIe و مصرف برق اشاره کرد.

منبع : https://searchstorage.techtarget.com/

سوالات متداول

کارت HBA چیست؟

HBA، کارت‌های ارتباطی بین Server و Block Level SAN Storage ‌می‌باشند که با برخورداری از پردازشگر اختصـاصی به بهبـود کـارایـی I/O کمـک می‌نمایند.

سرعت کارت‌های FC HBA

کارت‌های FC HBA با سرعت ۱ گیگابیت در ثانیه (Gbps)، ۲ Gbps، ۴Gbps، ۸Gbps و ۱۶ Gbps که البته به این سرعت‌های FC نسل ۵ یا Gen 5 نیز گفته می شود موجود هستند. نسل 6 FC کارت‌ها دارای سرعت ۳۲ Gbps که تا چهار خط ۳۲ Gbps FC را ترکیب کرده و یک مسیر لینک ۱۲۸ Gbps ایجاد می‌نماید. شاید بتوان گفت بیشترین استفاده برای لینک ۱۲۸ Gbps FC اتصال لینک بین سوئیچ باشد.