 |
Par Frédéric Heissler |  |
Cours sur le SCSI |
|
Par Frédéric Heissler | |
L'avenir du SCSI passe par les interfaces série. La transmission parallèle SCSI avec une largeur de bande du bus de données de 8 à 16 bits, entraîne en effet des restrictions en termes de longueur de câble. En effet plus le taux de transfert est important, plus le câble doit être court, notamment en raison des parasites et des problèmes d'interférence. Ces parasites sont du, entre autre, à des problèmes de courant induit. Si on prend 2 cables positionnés l'un à côté de l'autre et que l'on met du courant dans un des câbles, alors on vera apparaitre dans l'autre câble, un courant, que l'on appelle courant induit. Ce courant induit vas perturber le signal qui pourrait passer dans ce câble. C'est pour cela que la longueur maximale d'un câble SCSI est par exemple, passée de 6 mètres (Fast Wide SCSI-2) à 3 mètres avec le nouveau standard Ultra Wide SCSI.
Rappelons que l'Ultra Wide SCSI offre un taux de transfert en synchrone de 40 Mb/s ( Mb/s = Mega Bits ) qui est deux fois supérieur à celui du Fast Wide SCSI-2.
Afin de satisfaire les nouveaux serveurs qui réclament des taux de transfert supérieurs à 40 Mb/s, il a donc été nécessaire, à l'époque, d'étudier de nouvelles interfaces. Le Ultra 160 et 320 n'étaient pas encore définit.
Parmi elles, les Interfaces Série SSA, Fibre Channel, ou IEEE 1394. Elles permettent aux signaux de données et de commandes de transiter par une seule voie plutôt que d'être transmis en parallèle via des conducteurs multiples. Les signaux de commandes, d'états et de données sont encapsulées en paquets pour la transmission. Tous les protocoles SCSI série tentent de conserver la compatibilité des jeux de commandes avec les SCSI parallèles, mais le protocole matériel est différent. Le type d'interface choisi par un client (intégrateur de système ou OEM) est fonction des objectifs à atteindre. Par rapport aux interfaces SCSI parallèles classiques, les nouvelles interfaces série offrent de nombreux avantages.
Par exemple, elles possèdent généralement des interconnexions point à point qui permettent à la fois d'augmenter la fiabilité et de réduire la complexité du câblage. En effet, dans une interconnexion point à point, deux dispositifs sont reliés à un seul fil, contrairement aux interfaces parallèles dans un environnement bus classique, où les sollicitations des pilotes peuvent varier selon le nombre de dispositifs connectés sur le bus et selon la longueur des câbles. Par ailleurs, les interfaces série offrent la possibilité du "double accès" qui permet de transmettre les données par deux voies indépendantes, ce qui augmente la fiabilité. Pour satisfaire les clients qui désirent des performances importantes, les interfaces série présentent des vitesses de transmission allant jusqu'à 400 Mb/s pour l'interface FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop), et jusqu'à 80 Mb/s pour l'interface SSA (Serial Storage Architecture).
Leur câblage est plus simple, leur connectivité accrue ( facteur particulièrement important dans les environnements multidisques ) et leur terminaison simplifiée, autant d'éléments qui contribuent à la simplicité d'emploi de ces interfaces.
Par ailleurs, grâce aux interfaces SCSI série, il est désormais facile de mettre en place des solutions RAID comportant un grand nombre de disques durs (plus de cent pour SSA et Fibre Channel). Avec l'interface SCSI parallèle classique, on ne peut guère dépasser cinq disques durs ( à cause des problèmes de saturation du bus SCSI), à moins de rajouter plusieurs contrôleurs dans la machine... Mais rajouter des contrôleurs entraîne un surcroît de fils considérable. Enfin, signalons qu'il existe un troisième projet d'interface SCSI série (IEEE 1394), pour la connectique des ordinateurs multimédias et périphériques associés (caméras vidéo numériques, imprimantes, scanners, etc.). Cette interface offrira une vitesse de transmission allant jusqu'à 153 Mb/s.
Fibre Channel est traditionnellement considéré comme une méthode de communication optique point à point. Les améliorations récentes intégrées au standard incluent le support du câblage cuivre et la mise en œuvre de boucles sur lesquelles peuvent être connectées des unités multiples. Ces progrès permettent d'utiliser Fibre Channel comme interface de stockage, offrant ainsi de nouveaux niveaux de performance et de fonctionnalité aux sous-systèmes de stockage sur disque.
La définition technique de ces améliorations est Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL). Il s'agit d'une interface à haut débit, le taux de transfert peut atteindre 400 Mb/s. L'interface FC-AL est particulièrement appropriée pour toutes les applications qui requièrent des bandes passantes élevées, par exemple le traitement d'images haute résolution ou les serveurs de vidéo à la demande. Fibre Channel peut en effet transférer sans problème du son de qualité CD et des séquences vidéo en 30 images par seconde ayant une résolution de 1024 x 768 et codées en 16 millions de couleurs. Tout comme SSA, Fibre Channel peut aussi être utilisé pour les solutions de serveurs RAID. Mais Fibre Channel est beaucoup plus qu'une interface de disque. Cette technologie peut être employée pour la connexion en réseau et à des liaisons WAN. De plus, tous les protocoles supportés sont utilisables sur la même installation en même temps. Par conséquent, une station de travail installée sur une boucle d'unités Fibre Channel peut parler à des unités de stockage en utilisant le protocol SCSI, et à d'autres systèmes en utilisant TCP/IP, en partageant une voie de communication aussi rapide que la plupart des cartes mères des systèmes informations. Les applications et protocoles supportés par Fibre Channel sont :
Le FC-AL supporte les topologies en Bus en Anneau et en Arbre. Un anneau peut avoir 126 noeuds. L'indentificateur peut, pour son codage, utiliser jusqu'à 24 bits. Donc en théorie on pourrait adresser 16 Million de noeuds.
L'interface FC-AL est l'interface serie qui offre le taux de transfert le plus élevé. Il est de 400 Mb/s avec 2 boucles. Elle est recommandée pour les solutions de serveurs RAID ou pour les solutions de serveurs de vidéo numérique.
L'interface FC-AL présente toutefois quelques désagréments. En effet, du fait de la notion de boucle arbitrée (Fibre Channel Arbitrated Loop ), un et un seul disque dur - ou contrôleur - dans une boucle peut être actif à un moment donné. Une cassure dans une boucle entraîne par conséquent l'inefficacité totale du système. Bien sûr, il est possible de doubler la boucle pour pallier ce problème, mais le coût serait selon certains constructeurs nettement plus conséquent. De nombreux fabricants de cartes contrôleurs (Emulex, Adaptec, BusLogic, Western Digital, QLogic) proposent des produits supportant la norme Fibre Channel. De leur côté, Seagate et Quantum ont déjà des disques durs Fibre Channel à leur catalogue...
Mise au point par IBM, l'interface SSA ( ou Serial Storage Architecture ) bénéficie d'une longueur d'avance sur Fibre Channel, il est d'ores et déjà possible d'acheter des disques, des contrôleurs, et même des lecteurs de CD-ROM SSA (modèle Mitsumi quadruple vitesse ). Parmi les contrôleurs SSA disponibles, citons la carte StreamLine PCI de PathLight Technology, la carte PCI SSA de Symbios Logic et la carte PCI PNS4-20 d'IBM. Moins coûteux sur le papier que FC-AL, SSA utilise une technologie électronique CMOS 3,3 volts. SSA est moins véloce que Fibre Channel : 80 Mb/s, contre 400 Mb/s, mais des vitesses supérieures ( 160 Mb/s ) sont à l'étude. Le taux de 80 Mb/s est obtenu en Full Duplex
Par ailleurs, l'interface SSA viserait le marché des serveurs de stockage d'entrée de gamme, alors que Fibre Channel serait plus spécialement destiné aux serveurs vidéo/graphiques haut de gamme. A terme toutefois, certains prédisent la fusion entre SSA et Fibre Channel.D'un point de vue technique, les périphériques SSA présentent deux ports, ce qui autorise une connexion en chaîne. Comme SSA est bidirectionnel, le contrôleur - ou initiateur du système - peut accéder à tous les périphériques dans n'importe quelle direction. Dès lors, une éventuelle rupture d'un câble n'entraîne pas l'inefficacité du système, à la différence de la solution FC-AL simple boucle. Une autre caractéristique importante du SSA est la réutilisation spatiale qui améliore la bande passante effective. Par exemple, lors d'une transaction de données, les liens qui ne sont pas utilisés pourront servir pour une autre transaction. Ainsi, des périphériques éloignés dans la boucle peuvent communiquer entre eux.
L'avantage de cette solution est qu'avec une topologie en double boucle si une boucle est rompue le système continu à fonctionner. Avec une topologie en Bus on peut avoir 129 noeuds et avec une topologie en Anneau on peut avoir 128 noeuds
SCSI 3 |
||||
| Interface parralèle | Interface Serie | |||
| Ultra SCSI | FC-AL | SSA | IEEE P 1394 | |
| Protocole | SCSI Interlock Protocol - SIP - |
Fibre Chanel Protocol - FCP - |
Serial Storage Protocol - SSP - |
Serial Bus Protocol - SBP - |
| Vitesse maximale | 5 à 640 Mo/s | 100 à 400 Mo/s | 20 à 80 Mo/s | 12,5 à 200 Mo/s |
| Connectivité typique | 7 à 15 unités | 126 unités | 128 unités | 63 |
| Distance | 12 m en connexion standard 25 mètres en connexion différentielle |
de 20 m à 100 m ( cuivre ) 10 Km avec de la fibre optique |
20 m ( cuivre ) 680 m avec de la fibre optique |
72 m |