第 6 章 SCSI 基础

引入 • SCSI最初是一种专门为小型计算机系统设计的I/O技术，但由于其架构和协议自身的优点，后被广泛应用于实现DAS以及作为SAN的底层技术。

课程目标 学习完本课程，您应该能够： • 了解SCSI基本概念 • 了解SCSI发展历史 • 掌握SCSI体系结构 • 了解SCSI产品规格 • 熟悉SCSI基本应用

目录 • SCSI的基本概念 • SCSI的发展历史 • SCSI的体系结构 • SCSI的产品和应用

SCSI的定义 • SCSI: Small Computer System Interface • SCSI是一种I/O技术 • SCSI规范了一种并行的I/O总线和相关的协议 • SCSI的数据传输是以块的方式进行的

SCSI的特点 • 设备无关性 • 多设备并行 • 高带宽 • 低系统开销

SCSI总线 主机和控制器终结器 SCSI设备 SCSI设备 SCSI设备 SCSI设备 SCSI总线 • SCSI总线是SCSI设备之间传输数据的通路 • SCSI总线又被称作SCSI通道

SCSI终结器 • SCSI终结器位于SCSI总线的末端，用来减小相互影响的信号，维持SCSI链上的电压恒定 • SCSI链的最后一个SCSI设备需要使用终结器 • SCSI链上的中间设备是不需要使用终结器的

SCSI控制器 • SCSI总线通过SCSI控制器来和硬盘之类的设备进行通信 • SCSI控制器逻辑上可分为一个任务管理单元和多个逻辑单元（LU） SCSI控制器逻辑单元任务管理单元

SCSI ID • 一个独立的SCSI总线按照规格不同可以支持8或16个SCSI设备，设备的编号需要通过SCSI ID来进行控制 • 系统中每个SCSI设备都必须有自己唯一的SCSI ID，SCSI ID实际上就是这些设备的地址 • 窄SCSI总线最多允许8个、宽SCSI总线最多允许16个不同的SCSI设备和它进行连接

LUN • LUN（Logical Unit Number，逻辑单元号）是为了使用和描述更多设备及对象而引进的一个方法 • 每个SCSI ID上最多有32个LUN，一个LUN对应一个逻辑设备

SCSI的标准 • SCSI-1 • 1986年ANSI标准 • SCSI-2 • SCSI-1的后续接口 • SCSI-3 • 更高速度的接口类型：Ultra-2/Ultra-160/Ultra-320

SCSI发展概况 最大驱动器数量 SCSI标准推出时间总线长度总线频率数据传输率线缆长度 SCSI-1 1986年 8bits 5MHZ 5MB/S 6米 8 SCSI-2 FAST 1989年 8bits 10MHZ 10MB/S 6米 8 WIDE 16bits 5MHZ 10MB/S 3米 16 FAST WIDE 1992年 16bits 10MHZ 20MB/S 3米 16 SCSI-3 ULTRA 1995年 8bits 20MHZ 20MB/S 1.5米 8 WILD ULTRA 16bits 20MHZ 40MB/S 1.5米 16 Ultra2 ULTRA2 1997年 8bits 40MHZ 40MB/S 25米 8 WIDE ULTRA2 16bits 40MHZ 80MB/S 12米 16 ULTRA3/ULTRA160 1998/1999年 16bits 80MHZ 160MB/S 12米 16 ULTRA320 SCSI 2001年 16bits 160MHZ 320MB/S 12米 16 SCSI发展概况

SCSI体系结构 • SCSI体系结构是SCSI I/O系统的一个抽象模型 • 直到SCSI-3的出现，SCSI的体系结构才有了清晰的描述 • SAM定义了功能组、SCSI-3 I/O系统和设备行为模型 • SAM:SCSI-3 architecture model

SCSI-3标准 特定设备指令集基础指令集体系结构 SCSI传输协议物理连接

SCSI连接示意图 主机适配器 SCSI ID7 启动器 SCSI总线终结器 SCSI指令终结器 ID 0 磁盘 ID 1 磁带机 ID 2 CD-ROM 目标器

SCSI通信模型 • 客户端/服务器架构 Target Initiator 任务分发器 SCSI SCSI SCSI通道逻辑单元 Port Port 客户端任务管理器服务器

SCSI通信过程 Initiator 设备 Target 设备 SCSI应用 SCSI应用应用协议传输协议接口 SCSI传输协议 SCSI传输协议传输协议互连协议接口 SCSI物理连接 SCSI物理连接互连协议

SCSI常见应用 • 广泛应用于小型机上，实现高速数据传输 • 正在成为PC 服务器的标准接口 • 常见的SCSI设备：硬盘、磁带机、磁带库、磁盘阵列、光驱、扫描仪、打印机、光盘刻录机等

SCSI卡 • SCSI卡功能是连接和控制多个SCSI设备 • 种类：通道卡、单通道卡和双通道卡内置高密度插座外置高密度插座 BIOS 控制芯片终结器 PCI插座

SCSI 硬盘 • SCSI硬盘是仅次于SCSI卡的关键设备，各大硬盘厂家都有SCSI硬盘产品 • 转速：5400RPM、7200RPM、10K RPM、15K RPM • 容量：9.1GB、18.2GB、36.4GB、73GB、146GB、300GB • 接口类型：50针、68针、80针 • 传输速率：4MB/s、10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s、160MB/s、320MB/s

SCSI在RAID中的应用 通道 A 通道 B 指示报警 RAID卡 Firmware 终结器 RAID 处理器 Cache SCSI控制器电池终结器背板控制器 ID = 6 SCSI设备 ID = 5 SCSI设备 ID = 4 SCSI设备 ID = 3

思考题 • SCSI ID同时也定义了设备的优先权，SCSI ID优先权由高到低的排列顺序为？

解答 • SCSI ID优先权由高到低的顺序排列为7-6-5-4-3-2-1-0-15-14-13-12-11-10-9-8

本章总结 • SCSI是一种接口类型 • SCSI通道是两个SCSI设备之间的通路 • SCSI是利用initiator和target进行通信 • SCSI被用于RAID、DAS和双机等环境

第 6 章 SCSI 基础