可扩展高速SAS存储子系统的开发与研究

发布时间：2020-06-04 04:01

【摘要】：随着互联网业务的不断发展,特别是网络视频业务的不断涌现,对服务器存储空间的需求日益增加,最多8块硬盘的系统配置已渐渐无法满足要求。针对此现状并结合所在公司的具体产品需求,设计开发了包括SAS RAID卡,Expander扩展卡和SAS硬盘背板三款板卡的SAS存储子系统。该子系统的核心部件Expander卡将单台服务器支持的硬盘数量从最多8块扩展到最多24块,且支持SAS2.06Gbps的数据传输速率,在系统容量和IO性能上均比现有子系统有了明显提升. 1)本文首先对存储子系统需求实现的功能进行梳理,并据此分析制定出整体的软硬件设计方案,包括各板卡的芯片选型方案,互联方案,硬盘状态管理实现方案等,明确了细化设计的方向； 2)随后详细介绍了核心板卡Expander扩展卡详细的软硬件设计和调试,给出了各主要硬件模块的设计思路和电路图；介绍了软件方案相关的FW和配置文件的修改方法；介绍了软硬件调试方法和过程。该板卡创新性的采用了双供电模块的设计,使其更具灵活性和通用性； 3)然后介绍了SAS硬盘背板的软硬件设计和调试,给出了主要功能模块的设计思路和电路图,并就调试过程中遇到和解决的问题进行了经验总结。背板设计创新性的采用了“模块化”设计理念； 4)最后论文对产品设计过程进行了总结。提炼出本设计的创新点和产品亮点,并把存在的问题进行了归纳,明确了后续改善提高的方向。
【图文】：

路线图,发展路线,硬盘,主流

潜在需求催生了海量存储系统的一系列解决方案，如SAN、NAS等。除了整体的解决方案外，对单台服务器的存储容量也有了更高的要求。目前SAS硬盘在服务器特别是中高端系列上的应用越来越广泛。从下图1一1硬盘在服务器和存储等企业级应用的发展路线图中可以看出，传统的SCSI占有率在持续降低基本退出历史舞台，FC的市场份额也在日渐萎缩，而SAS接口硬盘逐渐成为市场主力，尤以物理尺寸小且功耗低的2.5寸SAS硬盘更为突出。图1一1在服务器上，，目前主流用的企业级硬盘发展路线图SAS硬盘己逐渐切换为2.5寸，应用日益广泛。以2U高度的标准服务器为例，若搭配 3.5寸硬盘

存储子系统,功能模块

山东大学硕士学位论文同同同同…E、… ……回回图2一 1SAS存储子系统功能模块图下面将分别就各个模块的具体设计方案进行说明。2.2硬件设计方案 2.2.1SASRAID卡设计方案业界主要的SAS控制器厂家包括LS工，AdapteC(被AMD收购)，Promise。从工ntel最新的一代平台Romley开始，Intel亦涉足该领域，将SAS控制器集成到CPU中作为板载SAS方案。目前，支持6GbpS速率的SAS2.0产品主流。本选题也将采用支持SASZ.O协议的最新技术，选用2008发对象。该芯片的 blockdiagramll]如图2一2所示::已逐渐成为市场控制芯片作为开4，06b/5p〔 le{SGbxs)「lasl、
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP333

【参考文献】