آداپتور گذرگاه میزبان (Host Bus) یا HBA چیست ؟

آداپتور گذرگاه میزبان یا HBA یک برد مدار مجتمع است که پردازش ورودی/خروجی را انجام داده و همچنین اتصال فیزیکی بین سیستم میزبان (یا سرور) با یک دستگاه ذخیره سازی یا شبکه را فراهم می کند. از آنجا که HBA معمولاً ریزپردازنده میزبان را از انجام کارهایی مانند ذخیره داده ها و بازیابی آنها بی نیاز می کند، می تواند زمان عملکرد سرور را سرعت ببخشد. از HBA و زیر سیستم های دیسک مربوط به آن گاهی به عنوان یک کانال دیسک (disk channel) نیز یاد می شود.

HBA ها با فناوری هایی مانند اتصال، سرعت، تعداد پورت و رابط سیستم شناخته و تعریف می شوند. این کارت های HBA اغلب به شکاف PCI Express یا PCIe یک سرور متصل می شوند. از دیگر فاکتورهای HBA می توان به کارت های mezzanine برای سرورهای نوع Blade اشاره کرد.

قیمت سرور HPE فقط در رسام سرور

اگرچه HBA بیشتر در انواع اتصالات به کار می رود، اما در پروتکل های ذخیره سازی مانند فیبر کانال (FC) و SCSI (یا SAS) نیز استفاده می‌شود. در واقع SAS HBA نوعی از رابط سیستم کوچک رایانه‌ای است که امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد، در حالی که SCSI HBA دیگر کاربرد آنچنانی ندارد. چراکه این فناوری به SCSI موازی که در گذشته یک فناوری انتقال داده محبوب محسوب میشد وابسته است. امروزه این فناوری دیگر استفاده نشده و در عوض SAS جایگزین آن شده است.

آداپتور Host Bus یا HBA چیست ؟

انواع دیگر آداپتورهایی که می توانند سیستم میزبان را به دستگاه های ذخیره سازی یا شبکه متصل کنند عبارتند از:

  • کارت رابط شبکه (NIC): این کارت رابط اتصال و انتقال داده بین میزبان و دستگاه های شبکه را از طریق شبکه اترنت امکان پذیر می کند. این فناوری با نام های “آداپتور اترنت” و “آداپتور شبکه اترنت” نیز شناخته می شود.
  • آداپتور iSCSI : این آداپتور با نام های iSCSI HBA یا iSCSI NIC نیز شناخته می شود. وظیفه این آداپتور اتصال شبکه ذخیره سازی (SAN) از طریق زیرساخت هایTCP ، IP و اترنت می باشد. همچنین بهبود سرعت پردازش های iSCSI ، TCP  و  IP نیز از سایر وظایف آداپتور iSCSI است.
  • آداپتور شبکه همگرا: این آداپتور عملکرد FC HBA و کارت رابط شبکه را با هم ترکیب کرده و در عین حال از شبکه محلی و ترافیک FC SAN پشتیبانی می کند.
  • آداپتور کانال میزبان (InfiniBand): این آداپتور از طریق شبکه های InfiniBand ارتباط بین داده با سرورها و محل ذخیره سازی را ایجاد می کند. همچنین هنگامی که از سرورها برای میزبانی برنامه و محل ذخیره سازی استفاده می شود، به عنوان یک رابط برای اتصال سرور به سرور (server-to-server) استفاده می شود. در نتیجه از این آداپتور می توانید برای موارد محاسباتی با کارایی بالا، تجزیه و تحلیل داده ها، مراکز داده ابری و برنامه های تجاری در مقیاس بزرگ استفاده کنید.

آداپتور Host Bus یا HBA چیست ؟

  • دسترسی از راه دور به حافظه مستقیم از طریق NIC (RoCE): این فناوری انتقال داده مستقیم بین برنامه های مختلف سرور را بدون درگیری پردازنده و با سرعت بالا انجام می دهد تا عملکرد سیستم در شبکه های اترنت بهبود یابد. در واقع انتقال داده با این فناوری نسبت به استفاده از NIC سریعتر صورت می گیرد. در نتیجه می توانید در شبکه های مالی، پایگاه داده هایی با معاملات بالا، محل های ذخیره سازی و تحویل محتوا از این فناوری مفید استفاده کنید.

معرفی آداپتورهای Fibre Channel

کانال فیبر HBA امکان اتصال و انتقال داده بین دستگاه های FC SAN را فراهم می کند. در واقع هنگامی که از سرورها هم به عنوان میزبان برنامه و هم به عنوان سیستم ذخیره سازی استفاده شود، FC HBA می تواند یک سرور میزبان را به یک سوئیچ یا دستگاه ذخیره سازی متصل کند. یا اینکه چندین سیستم ذخیره سازی را به یکدیگر متصل و یا چندین سرور را به هم متصل کند. در چنین حالتی نرم افزار مدیریت SAN  ، HBA را به عنوان نقطه اتصال تشخیص می دهد.

تولیدکنندگان FC HBA همواره محصولات خود را مطابق با افزایش نرخ داده های فن‌آوری شبکه FC به روز می کنند. محصولات کانال های فیبر برای اولین بار در سال 1997 در دسترس قرار گرفتند. از آن زمان تاکنون FC HBA ها با سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه، 2 گیگابیت بر ثانیه، 4 گیگابیت بر ثانیه، 8 گیگابیت بر ثانیه و 16 گیگابیت بر ثانیه در دسترس قرار گرفته‌اند. پیش بینی شده است که این اعداد تا 32 گیگابیت بر ثانیه و 128 گیگابیت بر ثانیه نیز برسد. در واقع مهمترین کاربرد استفاده از سرعت 128 گیگابیت بر ثانیه، اتصال بین سوئیچ ها می باشد.

آداپتور Host Bus یا HBA چیست ؟

همانطور که گفتیم تولید کنندگان این عرصه محصولات خود را با ویژگی های متنوعی به روز می کنند تا با نسل جدیدتر فن آوری FC سازگار شوند. پیشرفت های دیده شده در طول این سال ها باعث یکپارچگی داده ها برای جلوگیری از خرابی های احتمالی در محیط پایگاه داده و گسترش پشتیبانی از مجازی سازی برای افزایش تراکم سرورهای مجازی شده است.

تا کنون شرکت های QLogic و Emulex در زمینه FC HBA ها بسیار فعال و محبوب بوده‌اند. البته شرکت های دیگری مانند Atto Technology و Avago Technologies نیز در این بازار فعال هستند.

از ویژگی های متمایز HBA ها می توان به عملکرد مناسب، قابل اطمینان بودن، امنیت، نیازمند بودن به منبع انرژی، پشتیبانی از مجازی سازی سرور و در دسترس بودن نرم افزار مدیریت اشاره کرد.

آداپتورهای SCSI

یک آداپتور SCSI یا SCSI HBA ، اتصال و انتقال داده ها بین دستگاه میزبان و سایر دستگاه های جانبی و محل های ذخیره سازی را تسهیل می کند. این فرآیند تحت استانداردهای موسسه استاندارد ملی آمریکا که در زمینه اتصالات ورودی و خروجی تعریف شده است انجام می شود. طی این فرآیند انتقال یک کارت HBA درخواست های وظایف و درخواست های موجود را به یک دستگاه هدف مانند درایو ذخیره سازی یا آرایه ارسال و پاسخ ها را از دستگاه هدف دریافت می کند. معمولا اصطلاحات آداپتور SCSI و SCSI HBA را فقط به SCSI موازی نسبت می دهند.

دستگاه های SCSI موازی به یک باس مشترک متصل می شوند. حداکثر سرعت این دستگاه ها 320 مگابایت در ثانیه برای پاسخگویی به تقاضاهای سیستم های محاسباتی مدرن در نظر گرفته شده و با اضافه شدن دستگاه های بیشتری به گذرگاه مشترک، این عملکرد کاهش می یابد. البته امروزه SCSI های موازی یک فناوری منسوخ شده محسوب می شوند.

در عوض برای رفع محدودیت های SCSI های موازی و فراهم کردن سرعت انتقال داده بالاتر به دستگاه های ذخیره سازی، فناوری SAS ایجاد شده است. SAS نیز از مجموعه دستورات SCSI استفاده می کند، اما روش انتقال داده در آن متفاوت است. این فناوری یک پروتکل انتقال داده نقطه به نقطه (point-to-point) بوده و با عرضه خود، اصطلاحات جدیدی را در حوزه آداپتورها و گزینه های اتصال به وجود آورده است.

آداپتورهای گذرگاه میزبان SAS

این آداپتورها معمولاً سرور یا ایستگاه کاری را به دستگاه های ذخیره سازی مانند درایوهای دیسک سخت، درایوهای solid-state ، دستگاه JBOD یا tape drive متصل می کند. آداپتورهای SAS قادر به اتصال به دستگاه های ذخیره سازی تک یا دو پورتی نیز بوده و با رابط های سریال ATA یا SAS نیز سازگار هستند.

شرکت هایی مانند Dell ، Hewlett-Packard و IBM در حال عرضه آرایه های ذخیره سازی سطح ابتدایی هستند که از SAS SAN و اتصال مستقیم به سرورهای مجهز به آداپتورهایSAS  پشتیبانی می کنند. چنین آرایه های ذخیره سازی، نیاز افراد به سوئیچ های شبکه را از بین می برند.

به علاوه آداپتورهای گذرگاه میزبان SAS  می توانند به سوئیچ های SAS متصل شده و اتصالات بین چندین سرور و حافظه خارجی را فعال کنند. اگرچه استفاده از SAS سوئیچ شده به اندازه اتصالات مستقیم مبتنی بر SAS HBA آنچنان معمول و مورد استفاده نیست.

پهنای باند SAS از 3 گیگابیت بر ثانیه شروع شده و تا 6 گیگابیت بر ثانیه و 12 گیگابیت بر ثانیه افزایش خواهد یافت. همچنین هر نسل جدید SAS قابلیت های اضافی دیگری را نیز به همراه دارد.

آداپتورهای SAS  معمولاً ارزان تر از آداپتورهای FC هستند. با این حال FC SAN نسبت به محیط SAS عملکرد بالاتر و گزینه های پیکربندی بیشتری را ارائه می دهد. در حقیقت سوئیچ های Director-class که متعلق به آداپتورهای FC هستند، می توانند بیش از هزار پورت را پشتیبانی کنند.

عمده تولید کنندگان آداپتورهای گذرگاه میزبان SAS شامل شرکت های Atto Technology ،Avago Technologies و PMC-Sierra  هستند. البته کمپانی  Hewlett-Packard نیز با استفاده از اجزای PMC-Sierra ، در حال تولید این آداپتورها می باشد.

تمایز محصولاتSAS  نسبت به سایر آداپتورها در مواردی مانند سرعت SAS پشتیبانی شده، سرعت انتقال داده، تعداد پورت، نوع گذرگاه PCIe و مصرف برق می باشد.