Historische Entwicklung von Übertragungsbandbreiten der SCSI Technologie

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Hausarbeit

Hochschule: Hochschule für Oekonomie & Management
Standort: Neuss
Studiengang: Bachelor Wirtschaftsinformatik
Veranstaltung: IT-Infrastruktur
Betreuer: Dipl-Inf. (FH) Christian Schäfer
Typ: Hausarbeit
Themengebiet: IT-Infrastruktur
Autor(en): Anonymous
Studienzeitmodell: Abendstudium
Semesterbezeichnung: BWI WS09 NE
Studiensemester: 3
Bearbeitungsstatus: vergeben
Prüfungstermin:
Abgabetermin: 30.01.2011




Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

Bereits seit langem ist das Small Computer System Interface (SCSI) der Quasi-Standard für den Anschluss von Festplatten und anderen Speichersystemen im professionellen Bereich, daher werden auch heute noch viele Peripheriegerät über dieses System mit dem Computer verbunden. Ungeachtet vieler Konkurrenz-Systeme bzw. -Standards, die mit der Zeit entwickelt wurden, um diesen Standard zu ersetzen, konnte SCSI sich immer wieder durchsetzen. Aktuelle Entwicklungen zeigen, dass auch in der heutigen Zeit SCSI keineswegs ein veralteter Standard ist, sondern das die (inzwischen serielle) Implementierung desselben immer mehr Anhänger findet. Durch die weite Verbreitung sowie die anhaltende Aktualisierung des Standards wird gewährleistet, dass auch in Zukunft die Anforderungen des Marktes erfüllt werden können.

Ansatzpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der historischen Entwicklung, der SCSI-Standards und deren Derivate, im speziellen die Untersuchung der Bandbreitenentwicklung der verschiedenen Standards. Zusätzlich soll dargelegt werden, warum sich der Standard zu der heutigen Form entwickelt hat und welchen Einfluss diese Entwicklung auf zukünftige Standards voraussichtlich nehmen wird. Es soll eine Übersicht über die Anfänge von SCSI als Shugart Associates System Interface (SASI), die Entwicklung des ersten "echten" SCSI-Standards sowie aktuellen Entwicklungen gegeben werden. Zusätzlich wird die parallele und serielle Übertragung anhand der entwickelten SCSI-Standards gegenübergestellt.

Ziel der Arbeit ist die detaillierte Darstellung der historischen Entwicklung der Bandbreiten im Bereich SCSI.

2 Grundlagen

Im Grundlagenteil wird die Bedeutung, die Herkunft und die Standardisierung der SCSI-Technologie geklärt, sowie die typischen Anwendungen vorgestellt. Auf die der SCSI-Technologie zu Grunde liegende Technik wird im Anschluss eingegangen.

2.1 Allgemeine Grundlage

Die Abkürzung SCSI steht für Small Computer System Interface[1]. SCSI ist ein paralleler Bus um Daten zwischen einem Peripheriegerät und einem Computer auszutauschen. Es handelt sich um einen offenen Standard, für welchen keine Lizenzgebühren gezahlt werden müssen.[2]
Im folgenden Teil der allgemeinen Grundlagen wird die ursprüngliche Herkunft der Schnittstelle, sowie die Anwendungsbereiche der SCSI-Technologie beschrieben. Im Anschluss daran wird die Rolle der SCSI Trading Association bei der Entwicklung und Vermarktung der Technologie erklärt.

2.1.1 Abstammung

Die Vorläufer der SCSI-Schnittstelle wurden im Jahr 1979 durch die Firma Shugart Technology, welche heute unter dem Namen Seagate Technology firmiert, entwickelt.[3] Zu dieser Zeit wurde die Schnittstelle SASI genannt, was für Shugart Associates Systems Interface (SASI) stand.[4] SASI sollte eine kostengünstige, performante Schnittstelle für Computer sein, welche angeschlossene Geräte erkennt und geräteunabhängig genutzt werden kann. Anders als vorherige Standards sollte die Möglichkeit gegeben sein, mehr als zwei Geräte pro Schnittstelle anzuschließen.[5]

2.1.2 Anwendungsbereiche

Die Anwendungsbereiche des SCSI-Bus sind sehr vielfältig, da der SCSI-Standard geräteunabhängig definiert ist. Im professionellen Bereich stellte die SCSI-Schnittstelle aufgrund hoher Übertragungsraten und der hohen Verbreitung eine Anschlussmöglichkeit für Peripheriegeräte aller Art dar. SCSI kann in Workstations zum Anschluss von Druckern genauso genutzt werden wie im Festplatten Redundant Array of Independent Disks (RAID) Verbund eines Serversystems[6]. Je nach Standard können zwischen acht und 16 Geräte an den SCSI-Bus angeschlossen werden.[7]

Die meist genutzten SCSI-Geräte sind Speichermedien in Form von Festplatten, Bandlaufwerke wie beispielsweise Quarter-Inch Cartridge, Digital Data Storage, Digital Linear Tape oder optische Laufwerke wie beispielsweise Magneto-Optical , Write Once - Read Many, Compact Disc und Digital Video Disc Laufwerke oder Scanner und Drucker.[8]

2.1.3 SCSITA und INCITS T10

Im Jahr 1996 wurde in den USA die SCSI Trade Association (SCSITA) gegründet[9], mit Sitz in San Francisco. Die SCSITA oder auch STA ist ein Zusammenschluss von Computer-, Speicher- und Chipherstellern, welche als Handelsorganisation um die Verbreitung und Vermarktung der SCSI-Technologie bemüht sind. Wichtig dabei ist, dass die technische Entwicklung sowie die Standardisierung von SCSI nicht durch die SCSITA durchgeführt wird. Entwicklung und Standardisierung fallen in den Aufgabenbereich des InterNational Committee for Information Technology Standards (INCITS) T10.[10] Mitglied der SCSITA können Unternehmen werden, welche SCSI Produkte herstellen, vertreiben oder diesbezüglich Service anbieten und Steuern, sowie einen jährlichen Mitgliedsbeitrag zahlen.[11] Der Mitgliedsbeitrag ist abhängig von der Art der Mitgliedschaft. Diese unterteilt sich in Sponsorship-, Principal- und Promotional Member.[12] Mitglieder der SCSITA sind Computerhersteller wie HP und Dell; Speicherhersteller wie Seagate, Hitachi, Toshiba, Western Digital und LSI aber auch Chiphersteller wie Intel.[13] In Europa, Afrika und Nahost wird die SCSITA durch die Storage Networking Industry Association (SNIA) vertreten, welche somit die Marketing-Aktivitäten von SCSI, Serial Advanced Technology Attachment (SATA) und Serial Attached SCSI (SAS) steuert.[14]

Die INCITS T10, welche sowohl für die Entwicklung und Standardisierung von SCSI als auch SAS verantwortlich ist, ist organisatorisch unter der American National Standards Institute (ANSI) angeordnet und wird auch durch diese nach außen vertreten.[15] Im folgenden wird der Umfang eine SCSI-Standards beschrieben.

2.1.4 Umfang der SCSI-Standards

Die durch die T10 verabschiedeten Standards umfassen nicht nur ein Protokoll zur Übertragung oder die Konzeption der Hardware sondern noch viele weitere Elemente. Im folgenden ist der Umfang der SCSI-Standards beschrieben[16]:

  • Übertragungsprotokoll
  • Treiber (Chip)
    • Spannung
    • Strom
    • Hysterese
  • Zeitliche und gegenseitige Abhängigkeit der Signale
  • Leitungsabschluss
    • Signale
    • Impedanz
  • Stecker
    • Belegung
    • Schirmung
  • Kabel
    • Länge
    • Querschnitt
    • Schirmung
  • Technische Ausführung der physikalischen Elemente
    • Baugröße
    • geometrische Anordungen


2.2 Technische Grundlagen

In den technischen Grundlagen wird auf die Teilbereiche der SCSI-Standards eingegangen, welche unabhängig von der Version des Standards sind. Zusätzlich dient dieser Teil dem allgemeinen Verständnis von SCSI.

2.2.1 Bus Technologie

Andrew S. Tanenbaum definiert einen Bus folgendermaßen: "Ein Bus ist ein gemeinsamer, elektrischer Weg zwischen mehreren Geräten."[17] Demnach ist ein Bus grundsätzlich ein physikalisches Bauteil eines Computers. Der Anschluss von Geräten erfolgt direkt an den Bus. Die Kommunikation erfolgt dadurch, dass ein angeschlossenes Endgerät ein elektrisches Signal auf den Bus gibt. Dieses Signal kann von allen angeschlossenen Geräten wahrgenommen werden. Damit der Bus frei von Störungen bleibt und Signale nicht mehrfach über den Bus laufen, werden die Enden eines Busses terminiert. Die Datenübertragung auf einem Bus kann grundsätzlich seriell oder parallel erfolgen.[18] Typische Beispiele für Bus Technologien sind der Extended Industry Standard Architecture-Bus (E-ISA), der IBM-Personal-Computer-Bus, der Industry Standard Architecture-Bus (ISA), der Universal Serial Bus (USB) oder der FireWire-Bus.[19]
Im Fall der SCSI-Standards erfolgt die Kommunikation über den Bus parallel.
Die Leistungsfähigkeit eines Bussystems hängt von zwei Faktoren ab. Dies ist auf der einen Seite die Busbreite und auf der anderen der Bustakt[20], auf welche im Folgenden eingegangen wird.

2.2.2 Busbreite und Bustakt

Die Busbreite ist für die Geschwindigkeit eines Busses mit entscheidend, da die Busbreite die Anzahl der Leitungen angibt, welche für die Übertragung von Daten genutzt werden kann.[21] Da jedes Bit eine dedizierte Leitung zur Übertragung benötigt, gibt die Busbreite also die Anzahl der zeitgleich auf dem Bus übertragenen Bits an.[22]
In Abhängigkeit vom SCSI-Standard werden unterschiedliche Breiten des SCSI-Busses genutzt. Der SCSI-Bus ist in den Breiten 8- sowie 16-Bit definiert.[23]
Narrow-SCSI wird hierbei der 8-Bit breite Bus genannt. Im Regelfalle wird dieser Zusatz jedoch nicht explizit genannt und im Namen der Standards auch nicht genutzt. Somit ist der Zusatz des Wortes "Narrow" optional.[24] Die Varianten mit einem 16-Bit breiten Bus haben bis zum Ultra3-SCSI Standard den Zusatz "Wide" getragen.[25]
Der Zusammenhang der Übertragungsgeschwindigkeit und der Busbreite ist dadurch gegeben, dass die Breite des Busses die maximale Anzahl von zeitgleich gesendeten Signalen vorgibt. Je breiter der Bus ist, desto höher ist demnach die maximal mögliche Datenübertragung. Im Folgenden ist dies bei den verschiedenen SCSI-Standards ersichtlich.
Als zweite entscheidene Kenngröße für die Geschwindigkeit eines Bussystems ist neben der Busbreite der Bustakt entscheidend. Der Takt gibt die Intervalle vor, in denen Daten übermittelt werden. [26] Der Takt eines Busses wird in Intervalle pro Sekunde gemessen.

2.2.3 Parallele Übertragungstechnik

Beim SCSI-Standard handelt es sich um eine parallele Übertragungstechnik.[27] Allgemein wird in der Übertragungstechnik unterschieden zwischen der parallelen und seriellen Übertragung. Die parallele Übertragung verfügt über mehrere Leitungen, welche zu einem Bus gebündelt werden.[28] Die serielle Übertragung benötigt hingegen nur ein oder zwei Leitungen.[29] Bei einer seriellen Übertragung werden Steuer-, Adress- und Nutzdaten über die gleiche Leitung versendet.[30] Die parallele Übertragungstechnik nutzt hier eine andere Technik. Je nach Anzahl der Leitungen werden dedizierte Leitungen für jede Aufgabe genutzt. Somit gibt es Steuer-, Adress- und Datenleitungen.[31]
Innerhalb der parallelen Übertragungstechnik wird zwischen zwei verschiedenen Arten der Übertragung unterschieden. Dies ist auf der einen Seite die synchrone- und auf der anderen Seite die asynchrone Übertragung. Bei der synchronen Übertragung gibt es ein gemeinsames Taktsignal.[32] Dieses Taktsignal steuert die Zeitpunkte, zu denen Daten gesendet werden. Da jede Übertragung genau einen Takt dauert und die Daten nicht versetzt am Ziel ankommen dürfen, muss sich das Taktsignal an die langsamste Übertragung anpassen.[33] Sollten in der Übertragungsgeschwindigkeit hohe Differenzen vorliegen, so bremst das langsamste Signal den gesamten Bus aus.
Wie aus dem Namen bereits hervorgeht, erfolgt die asynchrone Datenübertragung nicht zeitgleich. Es gibt keinen gemeinsamen Takt, welcher den Startzeitpunkt der Übermittlung von Signalen vorgibt.[34] Asynchrone Datenübertragung nutzt zur Synchronisation einen Handshake.[35] Um den an den Bus angeschlossenen Kommunikationspartnern mitzuteilen, dass Daten auf dem Bus anliegen, werden Signalfahnen über Synchronisationsleitungen gesendet.[36]
Durch die Vielzahl von Leitungen wurden mehrere Leitungen für die Datenübertragung genutzt. Dies ermöglichte einen hohen Datendurchsatz. Problematisch wird diese Art der Übertragung, wenn durch stetig steigende Übertragungsgeschwindigkeiten Timing-Probleme auftreten[37] und die Daten in einem zu hohen zeitlichen Versatz am Ziel ankommen.

2.2.4 Steuerung des Datentransfers

Die Übertragung von Daten über den SCSI-Bus erfolgt über elektrische Signale. Aus der Änderung des anliegenden elektrischen Signales werden Daten interpretiert. Je nach Version nutzen die unterschiedlichen Standards das Single Data Rate oder Double Data Rate Verfahren. Im Deutschen sind diese Verfahren als Pegel- bzgl. Flankensteuerung bekannt.

Single Data Rate

Beim Single Data Rate Verfahren handelt es sich um das ursprüngliche Verfahren, Daten zu übertragen, da dieses lediglich die aufsteigenden Flanken eines jeden Taktimpulses für die Übertragung eines Datenpakets nutzt.[38]

Double Data Rate

Im Vergleich zum Single Data Rate Verfahren nutzt das Double Data Rate Verfahren jede Flanke des Taktimpulses.[39] Dies hat eine Verdoppelung der Datentransferraten zur Folge, da sowohl die aufsteigenden als auch die fallenden Flanken genutzt werden.[40] Die Double Data Rate Technik wurde im Jahr 1999 veröffentlicht.[41]

2.2.5 Single Ended SCSI, Differential SCSI und Low Voltage Differential

Der SCSI-Standard definiert drei verschiedene Arten des SCSI-Busses. Es wird unterschieden zwischen dem Single Ended SCSI, dem Differential SCSI, welches mittlerweile eher unter dem Namen High Voltage Differential (HVD) bekannt ist[42], und dem Low Voltage Differential SCSI (LVD). Da die drei Varianten untereinander nicht kompatibel sind, ist der Betrieb von jeweiligen Geräten nur an dem entsprechenden Bus möglich.[43]
Bei der Single Ended Variante werden Geräte über ein Flachbandkabel mit parallelen Leitungen verbunden, bei denen der Signalpegel gegen die Masse gemessen wird.[44] Die durch den Standard als maximale Länge definierte Reichweite beträgt sechs Meter in der längsten Variante.[45] Dies ist abhängig von dem jeweiligen SCSI-Standard.[46] Die Qualität der Kabel ist hierbei für die Reichweite ausschlaggebend.[47] Single Ended SCSI-Hardware ist im Vergleich zu Differential SCSI verhältnismäßig günstig, eignet sich aber auch nur für geringe Entfernungen.[48]
Im Unterschied zu Single Ended SCSI wird bei Differential SCSI keine gemeinsame Masse genutzt, da jede Leitung eine individuelle Rückführung hat.[49] Die Differenz der anliegenden Spannungen gibt an, ob Signale auf der Leitung anliegen oder nicht.[50] Als maximale Leitungslänge ist hier je nach Standard bis zu 25 Meter möglich.[51] Eine Verbreitung der Differential bzw. HVD Technik hat sich lediglich im kommerziellen Umfeld durchgesetzt, da die Preise vergleichbar hoch sind, aber dafür wesentlich höhere Reichweiten ermöglichen.[52]
Werden hohe Kabellängen benötigt, ohne dabei hohe Kosten zu verursachen, kann der Low Voltage Differential Bus genutzt werden. Dieser wurde mit dem Ultra2 SCSI-Standard definiert.[53] LVD ermöglicht maximale Kabellängen von bis zu zwölf Metern[54]. LVD bietet einen Großteil der Vorteile der HVD Technologie, kann jedoch im Vergleich zur HVD Technologie direkt auf dem Protokollchip integriert werden.[55] Im Standard SCSI-Parallel-Interface 2 wurde die Übertragung mit LVD standardisiert.[56]

2.2.6 Terminierung

Abb.-Nr.1 - Aktiver SCSI Terminator
Abb.-Nr.1 - Aktiver SCSI Terminator

Bei der SCSI-Technologie handelt es sich um eine Bus-Technologie, bei der ein Gerät mit dem nächsten Gerät verkettet ist. An den jeweiligen Enden des Busses muss eine Terminierung der auf dem Bus befindlichen Signale durchgeführt werden, um eindeutige, ungestörte Signale zu erhalten.[57] Wird dies nicht getan, werden die Signale am Ende des Busses durch die Impedanz der anliegenden Luft zurück auf den Bus reflektiert.[58] Die Folge dessen sind verfälschte Signale und somit inkorrekte Daten, sowie ein unzuverlässig arbeitendes System.[59]

Die Terminierung des SCSI-Busses erfolgt durch sogenannte Terminatoren, welche an den Enden des Busses auf das SCSI-Kabel gesteckt werden. Je nach Variante kann die Terminierung auch durch den Host-Bus-Adapter durchgeführt werden. Der Terminator ist ein elektronisches Bauteil, welches die Reflektion des Signales dadurch verhindert, dass es das Signal eliminiert. Eine weitere Aufgabe des Terminators ist die Definition des Ruhepegels auf dem Bus.[60]

Eine Konfiguration der Terminatoren erfolgt bei älteren SCSI-Standards hardwareseitig durch Jumper, Schalter oder Terminatorstecker.[61] Exemplarisch ist ein aktiver Terminator in der Abbildung Nr.1 abgebildet. Eine softwareseitige Konfiguration ist erst seit den letzten SCSI-Standards möglich. Je nach Gerät und Hersteller kann dies allerdings varieren.

Bei der Terminierung findet eine Unterscheidung in die aktive und die passive Terminierung statt. Mittlerweile wird durch die Hersteller jedoch fast ausschließich auf die aktive Terminierung gesetzt, da sich diese als geeigneter erwiesen hat.
Aus Gründen der Chronologie wird mit der passiven Terminierung begonnen.

Passive Terminierung

Bei der passiven Terminierung handelt es sich historisch gesehen um das ältere Modell der Terminierung, da sie bereits mit dem SCSI-1 Standard eingeführt wurde.[62] Der Terminator für einen Bus besteht aus zwei Widerständen, an welche die Signalleitung mit 220 Ohm nach +5 V und mit 330 Ohm nach Masse angeschlossen sind.[63] Die maximale Toleranz liegt bei +/-5%.[64]

Aktive Terminierung

Der Ansatz der aktiven Terminierung wurde mit dem SCSI-2-Standard verabschiedet. Seit der Definition des SCSI-3-Standards ist nur noch die aktive Terminierung erlaubt, da nur diese die Ansprüche erfüllt.[65] Die aktive Terminierung garantiert eine Leitungsimpedanz zwischen 100 und 132 Ohm und setzt somit die Störungsempfindlichkeit herab.[66] Zusätzlich ermöglicht sie eine softwareseitige Konfiguration der Terminatoren. Technisch wird die aktive Terminierung durch Spannungsregler realisiert. In einem aktiven Terminiator sind mehrere 110 Ohm Widerstände verbaut und die Signalleitungen werden mit einer 2,85 V Spannung versorgt.

2.2.7 SCSI-ID

Die SCSI-ID dient der Adressierung von SCSI-Geräten auf dem SCSI-Bus, da jedes Gerät eine eindeutige ID benötigt.[67] An einem SCSI-Bus können je nach Standard bis zu 16 Geräte verbaut sein. Um die Kommunikation zwischen dem SCSI-Controller und einem der Geräte zu ermöglichen, wird eine Adressierung benötigt, damit klar geregelt ist, mit welchem der bis zu 15 anderen Geräten kommuniziert wird. Die erst mögliche ID ist die Adresse null, die letzte Adresse ist in Abhängigkeit des Standard die sieben oder 15.[68] Bei den meisten SCSI-Geräten wird die ID über Jumper oder Dip-Schalter gesetzt, dies ist abhängig vom Hersteller.[69] Anhand der ID ist die Priorität des Gerätes festgelegt und somit die Sendereihenfolge auf dem Bus. Senden mehrere Geräte zeitgleich, so wird anhand der ID die Reihenfolge des Sendens festgelegt.[70]

Tabelle Nr.1 Prioritäten der SCSI-ID
Adressierung in Bit Anzahl der Geräte Priorität
3
8
7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0
4
16
7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8

Die Konfiguration der IDs des Busses sollte vorsehen, dass der Host-Bus-Adapter (HBA) die ID Nummer sieben erhält und somit die höchste Priorität hat. Dem sollten Geräte folgen, bei welchen eine geringe Latenz der Datenübertragung benötigt wird. Typische Beispiele sind an dieser Stelle Brenner oder Bandlaufwerke.
Im folgenden Abschnitt wird die Funktion der Logical Unit Number erklärt, welche für die Adressierung der SCSI-Geräte zusätzlich benötigt wird.

2.2.8 SCSI-LUN

Die Abkürzung LUN steht für Logical Unit Number[71] und bietet die Möglichkeit der Subadressierung von Hardware. Ein Gerät, welchem eine SCSI-ID zugeteilt ist, kann mit der Hilfe von LUNs in logische Einheiten aufgeteilt werden.[72] Jede LUN kann dabei physikalisch eine andere Hardware darstellen. Beim Design einer Hardware werden LUNs durch den Hersteller vorgegeben und können im nachhinein nicht verändert werden. Beispiele für eine Hardware, welche mit LUNs arbeitet, sind CD/DVD-Wechsler, Festplattengehäuse oder Disc-Array-Controller.

2.2.9 SCSI-Komponenten

Um einen Computer für die Nutzung von SCSI vorzubereiten, wird verschiedene Hardware benötigt. Diese umfasst mindestens vier verschiedene Elemente. Es werden Host-Bus-Adapter, Kabel, Endgeräte sowie zum Abschluss des Bus-Systems Terminatoren benötigt. Da auf Terminatoren bereits im vorherigen Teil ausführlich eingegangen wurde, wird im Folgenden auf dem HBA, die Kabel sowie die Endgeräte eingegangen.

2.2.9.1 SCSI-HBA

Um SCSI-Geräte an einen Computer anschließen zu können, wird ein HBA benötigt. Dieser Host-Bus-Adapter ist je nach Hardware eine Erweiterungskarte, welche auf dem Mainboard des Computers eingesteckt wird oder auf dem Mainboard selbst verbaut ist. Den SCSI-HBA als Erweiterungskarte gibt es bspw. für den ISA-, Peripheral Component Interconnect- (PCI) und Peripheral Component Interconnect-Express-Bus (PCI-E). Je nach SCSI-Standard wurden HBAs für die zu dieser Zeit gängigen Schnittstellen entwickelt. Primäre Aufgabe des HBAs ist die Verwaltung des SCSI-Bus. Der Computer kommuniziert ausschließlich mit dem HBA und nicht mit den SCSI-Geräten selbst.[73] Anfragen werden von der Central Processing Unit (CPU) an den HBA weitergeleitet und dieser ist für die Beschaffung und Adressierung des korrekten Peripherie-Gerätes zuständig.[74] Welche Geräte mit dem Bus verbunden sind, weiß ausschließlich der HBA.[75]
Der HBA beinhaltet Anschlüsse für einen oder mehrere SCSI-Busse, dies ist vom Hersteller sowie Host-Bus-Adapter-Modell abhängig. Zusätzlich ist für die Entlastung der CPU ein Mikrocontroller verbaut, der die Anfragen der CPU entgegen nimmt. Um die Zugriffszeiten auf mehrfach angefragte Daten der SCSI-Geräte zu reduzieren und einen Datenverlust der noch nicht geschriebenen Daten zu verhindern, verfügt der Host-Bus-Adapter über den so genannten "battery write back cache".
Da der Host-Bus-Adapter auf dem Bus, den er verwaltet, selbst als SCSI-Gerät arbeitet, benötigt er genau wie alle anderen SCSI-Geräte eine ID. In der Konfiguration der SCSI-IDs sollte der Host-Bus-Adapter daher die ID sieben erhalten, da dies die ID der höchsten Priorität ist und somit eine Steuerung des Busses möglich ist.

2.2.9.2 SCSI-Kabel

Die im SCSI-Bus verbauten Kabel sollten grundsätzlich nach den Underwriter Laboratories, sowie der Canadian Standard Association spezifiziert sein. Sowohl beim Single-Ended- als auch beim Differentiell-Bus können die gleichen Kabelarten genutzt werden. Hierbei handelt es sich um Flachbandkabel, um geschirmtes oder ungeschirmtes Kabel mit paarweise verdrillten Adern.[76] Das A-Kabel ist ein 50 poliges und das P- und Q-Kabel ein 68 poliges Kabel. Bzgl. der Impedanz definiert der SCSI-Standard Werte von 90 bis 140 Ohm.[77]

Für Übertragungsraten größer 5 MHz sieht der Standard vor, dass ein abgeschirmtes Kabel mit einer Impedanz von 90 bis 132 Ohm und einer Dämpfung kleiner 0,095 dB bei 5 MHz genutzt wird.[78]

Ab Ultra-SCSI bzw. SCSI-3 sind die Spezifikationen etwas enger gefasst, sodass lediglich Kabel mit Teflon-Isolierung und einer Impedanz von 90 Ohm empfohlen werden.[79]

Um die Störanfälligkeit des Busses zu reduzieren, wird des weiteren empfohlen, möglichst kurze und Kabel gleicher Länge zu nutzen.

2.2.9.3 SCSI-Anschlüsse

Der SCSI-Standard wurde bereits über viele verschiedene Schnittstellen implementiert. Eine große Anzahl dieser Anschlüsse wurde jedoch nie in den SCSI-Standards definiert, sondern durch die einzelnen Hersteller der Komponenten entwickelt und eingeführt. [80] Diese Art der Eigenentwicklungen führten zu Inkompatibilitäten der einzelnen Komponenten, da der SCSI-Standard bei der Einführung Spielräume in der Implementierung offen ließ.

Im folgenden werden die in der Praxis gebräuchlichsten Anschlussarten aufgeführt.

Tabelle Nr.2 SCSI-Anschlüsse [81]
Bezeichnung Alternative Bezeichnung Anmerkung Darstellung
Mini-Sub-D, 50 polig Micro-D
SCSI-2
High-Density 		Verriegelung mit zwei Klammern
Häufige Nutzung am HBA
Abb.-Nr.2 - Micro-D Stecker
Abb.-Nr.2 - Micro-D Stecker
Centronics, 50 polig SCSI-1 Ab SCSI-3 nicht mehr im Standard
Abb.-Nr.3 - Centronics Stecker
Abb.-Nr.3 - Centronics Stecker
Mini-Sub-D, 68 polig Micro-D
SCSI-3
High-Density 		Standard für Wide-SCSI Geräte
Verriegelung über Schrauben
Abb.-Nr.4 - Mini-Sub-D Stecker
Abb.-Nr.4 - Mini-Sub-D Stecker
VHDCI, 68 polig Very-High-Density
Ultra-High-Density
SCSI-4 (inkorrekte Bezeichnung) 		Mehrkanal-SCSI-HBA Anschluss
Häufige Nutzung bei RAID-Controllern
Abb.-Nr.5 - VHDCI Stecker
Abb.-Nr.5 - VHDCI Stecker
Sub-D, 25 polig / Non-Standard Anschluss
Kostengünstiger Anschluss
Abb.-Nr.6 - Sub-D Stecker
Abb.-Nr.6 - Sub-D Stecker
2.2.9.4 SCSI-Geräte

Bei den SCSI-Geräten handelt es sich um die an den Bus angeschlossene Peripherie des Computers. Unter anderem gehören Drucker und Scanner, CD- und DVD Laufwerke oder Bandlaufwerke zu den gängigen SCSI-Geräten.[82]

Das größte Anwendungsfeld für SCSI ist jedoch der Anschluss von Festplatten. Gerade im Serverbereich, wo hohe Übertragungsgeschwindigkeiten von eminenter Wichtigkeit sind, wurde im Laufe der Zeit auf die verschiedenen SCSI-Standards gesetzt.

2.2.10 Geräteklassen

Die Definition von Geräteklassen dient der universellen Ansteuerung von Hardware. Dies hat den Vorteil, dass die Entwicklung von SCSI geräteunabhängig auf Basis logischer Gerätemodelle stattfindet.[83] Die Ansteuerung aller Geräte einer Geräteklasse wird gleich durchgeführt.[84] Somit ist der Fortschritt der Hardware unabhängig von der SCSI Entwicklung.[85] Mit der Definition neuer SCSI-Standards wurden von Mal zu Mal auch neue Geräteklassen definiert bzw. spezialisiert. Zu Beginn der SCSI-Standards gab es mit SCSI-1 lediglich sieben Klassen. Mit der Umstellung auf SCSI-2 gab es zehn und seit SCSI-3 22 Klassen.

Jede der einzelnen Geräteklassen verfügt über ein eigenes SCSI-Modell mit individuellen Kommandosätzen und spezifischen Parametern.[86]

Im Folgenden eine Aufstellung der SCSI-Geräteklassen von Hermann Strass, welche auf TecChannel.de veröffentlicht wurde.[87]

Tabelle Nr.3 SCSI-Geräteklassen
Klasse Gerätetyp
00h
Direct-Access Devices
01h
Sequential-Access Devices
02h
Printer Devices
03h
Processor Devices
04h
Write-Once Devices
05h
CD-ROM Devices
06h
Scanner Devices (obsolete)
07h
Optical Memory Devices
08h
Medium-Changer Devices
09h
Communication Devices (obsolete)
0Ah
Graphic Arts Pre-Press Devices
0Bh
Graphic Arts Pre-Press Devices
0Ch
Storage Array Controller Devices
0Dh
Enclosure Service Devices
0Eh
Simplified Direct-Access Devices
0Fh
Optical Card Reader/Writer Devices
10h
Reserved (for Bridging Expanders)
11h
Object-Based Storage Devices
12h
Automation/Drive Interfaces
13h-1Dh
Reserved
1Eh
Well-known Logical Unit
1Fh
Unknown or no Device Type

3 Evolution von SCSI

Im folgenden werden die einzelnen SCSI-Standards sowie die Weiterentwicklungen der SCSI-Technik vorgestellt.

3.1 SCSI-Standards

Im Laufe der Jahre, in denen die SCSI-Technologie genutzt wurde und nach wie vor wird, haben sich die Standards weiterentwickelt und sich die Übertragungsraten vervielfacht.

Abb.-Nr.7 - Historische Entwicklung der Geschwindigkeit von SCSI
Abb.-Nr.7 - Historische Entwicklung der Geschwindigkeit von SCSI

In der Literatur werden häufig für die verschiedenen Standards unterschiedliche Namen genutzt. Daher wird im folgenden die Benennung der SCSITA und INCITS T10 übernommen.

Die Reihenfolge im folgenden Teil basiert auf der chronologischen Abfolge der Veröffentlichungen der einzelnen Standards.


3.1.1 SCSI-1

Tabelle Nr.4 Technische Details zu SCSI-1 [88]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
SCSI-1
5
8
6
(3)
25
8

Beim SCSI-1-Standard handelt es sich um den ersten offiziellen SCSI-Standard. Dieser wurde im Jahr 1986, nachdem die Wandlung von SASI zu SCSI vollzogen war, durch die ANSI INCITS T10 verabschiedet.[89] Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit auf dem mit 5 MHz getaktetem Bus beträgt 5 MBytes pro Sekunde.[90] Mit einer maximalen Kabellänge von bis zu 25 Metern übertrifft sie die zu dieser Zeit gängigen Schnittstellen um ein vielfaches. HVD wurde zu dieser Zeit allerdings noch Differential-SCSI genannt.

Als negativ an diesem ersten SCSI-Standard wurde die fehlende Standardisierung der Befehlssätze angesehen.[91] Um diesen Mangel auszugleichen, wurde das SCSI Common Command Set entwickelt, in welchem ein allgemeiner SCSI-Befehlssatz definiert wurde.[92]

3.1.2 Fast SCSI

Tabelle Nr.5 Technische Details zu Fast SCSI [93]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Fast SCSI
10
8
3
(3)
25
8

Fast SCSI wird in der Literatur häufig als SCSI-2 bezeichnet. Die Arbeiten an diesem Standard wurden bereits im Jahr 1986 aufgenommen[94] und der Standardisierungsprozess begann Anfang 1989.[95] Die endgültige Verabschiedung des Standards wurde jedoch erst im Jahr 1994 durchgeführt.[96] Hardware für diesen Standard wurde allerdings durch die Hersteller schon vor der eigentlichen Standardisierung verkauft.

Fast SCSI brachte sowohl eine Verdoppelung des Bus Takts auf 10 MHz[97] als auch eine Verdoppelung der Übertragunggeschwindigkeit von 5 MByte auf 10 MByte pro Sekunde mit sich[98]. Zusätzlich wurde der SCSI-Befehlssatz Teil des SCSI-Standards.[99]

Da in der vorherigen Version des SCSI-Standards die Fehlererkennung übertragener Daten nicht optimal implementiert war, wurde diese mit Fast SCSI verbessert. Werden Daten über den Bus übertragen, so wird zusätzlich zu den eigentlichen Datenbits ein Paritätsbit gesendet, sodass Störungen auf dem Bus bemerkt werden können.[100] Durch diese verbindlichen Paritätsprüfungen, welche dem Standard hinzugefügt wurden, ist die Signalintegrität erhöht worden.[101]

Zusätzlich wurden mit SCSI-2 kleinere, platzsparendere 50- und 68-polige Stecker standardisiert,[102] sodass der Anschluss sowohl am HBA als auch an den Peripheriegeräten optimiert werden konnte.

3.1.3 Fast Wide SCSI

Tabelle Nr.6 Technische Details zu Fast Wide SCSI [103]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Fast Wide SCSI
20
16
3
(3)
25
16

Bei Fast Wide SCSI handelt es sich um den ersten offiziellen Wide SCSI-Standard. Erstmals konnten auf diese Weise nicht mehr nur acht sondern bis zu 16 verschiedene SCSI-Geräte an einem Bus betrieben werden. Fast Wide SCSI verwendet asynchrone 16 Bit Kommandos bei synchroner Datenübertragung und erreicht auf diese Weise Übertragungsraten von bis zu 20 MByte pro Sekunde. Dies ist eine Verdoppelung der bisherigen Geschwindigkeit. Die Terminierung des Busses kann sowohl auf aktive als auch passive Weise erfolgen. Die Signale werden über den Bus mit der HVD Technik übertragen, welche zu dieser Zeit als Differential SCSI bezeichnet wurde.

3.1.4 Ultra SCSI

Tabelle Nr.7 Technische Details zu Ultra SCSI [104]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Ultra SCSI
20
8
1,5
(3)
25
8
Ultra SCSI
20
8
3
/
/
4

Ultra SCSI wird in der Literatur auch häufig als Fast 20 bezeichnet.[105] Die Taktrate des Ultra SCSI Busses liegt bei 20 MHz.[106] Als Vorteil gegenüber den vorherigen Standards wird die besser strukturierte Dokumentation und der modulare Aufbau des Standards gesehen.[107] Die Optimierung des SCSI Common Command Set wurde ebenfalls weiter vorangetrieben.

Wie auch die vorherigen Standards nutzt Ultra SCSI asynchrone Kommandoübertragung bei synchroner Datenübertragung. In der Ausbauform Ultra SCSI sind Übertragungsbandbreiten von bis zu 20 MByte pro Sekunde vorgesehen. Der Bus ist wie bei den Vorgängerversionen als Differential SCSI implementiert, wird allerdings seit dieser Generation als HVD bezeichnet. Spätere Varianten von Ultra SCSI nutzen allerdings auch die LVD Technik zur Übertragung.

3.1.5 Wide Ultra SCSI

Tabelle Nr.8 Technische Details zu Wide Ultra SCSI [108]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Wide Ultra SCSI
40
16
/
(3)
25
16
Wide Ultra SCSI
40
16
1,5
/
/
8
Wide Ultra SCSI
40
16
3
/
/
4


Im Unterschied zu Ultra SCSI wurde bei Wide Ultra SCSI die Busbreite von 8 Bit auf 16 Bit verdoppelt, woraus eine Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit auf bis 40 MByte pro Sekunde erreicht wurde. Zusätzlich bietet Wide Ultra SCSI ebenso wie die vorherige 16 Bit Generation des SCSI-Standards die Möglichkeit der Ansteuerung von bis zu 16 Geräten.

3.1.6 Ultra2 SCSI

Tabelle Nr.9 Technische Details zu Ultra2 SCSI [109]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Ultra2 SCSI
40
8
(4)
12
25
8

Mit Ultra2 SCSI wurde die Umstellung der Übertragungstechnik von Single Ended auf Low Voltage Differential vollzogen. Dieser Schritt ermöglichte es, die maximalen Kabellängen der preisgünstigen SCSI-Hardware zu verdreifachen. Seither sind maximale Kabellängen von bis zu zwölf Metern auch ohne die HVD Technologie möglich. Der Bus von Ultra2 SCSI ist mit 40 MHz getaktet[110], wobei die Übertragung mit 8 Bit asynchronen Kommandos mit synchroner Datenübertragung durchgeführt wird.

3.1.7 Wide Ultra2 SCSI

Tabelle Nr.10 Technische Details zu Wide Ultra2 SCSI [111]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Wide Ultra2 SCSI
80
16
(4)
12
25
16

Ebenso wie in vorherigen Generationen des SCSI-Standards wurde zur Verdoppelung der Übertragungsrate sowie der maximal an den Bus anschließbaren Geräten eine Wide Variante des Ultra2 SCSI entwickelt. Wide Ultra2 SCSI bietet nun Übertragungsraten von bis zu 80 MByte pro Sekunde. Dies ist im Vergleich zum ersten SCSI-Standard, SCSI-1, bereits die 16 fache Geschwindigkeit.

3.1.8 Ultra3 SCSI

Tabelle Nr.11 Technische Details zu Ultra3 SCSI [112]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Ultra3 SCSI
160
16
(4)
12
(5)
16

In diesem sowie in den nachfolgenden Standards wurde trotz der 16 Bit Busbreite auf den Zusatz Wide im Namen verzichtet.[113] Da aus nachfolgenden Standards die Übertragungsgeschwindigkeit im Namen der Standards ersichtlich ist, wird Ultra3 SCSI sehr häufig als Ultra 160 SCSI bezeichnet. Die Taktung des Busses beträgt bei Ultra3 SCSI 80 MHz.[114]

Zu den wesentlichen Neuerungen im Ultra3 SCSI-Standard gehören folgende[115]:

  • Cyclic Redundancy Checks für Datenpakete
  • Double Transition Clock
  • Domain Validation

3.1.9 Ultra 320 SCSI

Tabelle Nr.12 Technische Details zu Ultra 320 SCSI [116]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Ultra320 SCSI
320
16
(4)
12
(5)
16

Ultra 320 SCSI nutzt zur Datenübertragung das Double Data Rate Verfahren, bei welchem sowohl aufsteigende als auch abfallende Flanken für die Datenübermittlung genutzt werden.[117] Die Taktung des Busses erfolgt mit 80 MHz.[118] Um die Integrität des gesamten Paketes zu gewährleisten, werden bei Ultra 320 SCSI Cyclic Redundancy Checks über die gesamten Pakete gebildet und nicht nur über die Datenpakete.[119]

3.1.10 Ultra 640 SCSI

Tabelle Nr.13 Technische Details zu Ultra 640 [120]
Standard Busgeschwindigkeit in MBytes/Sek. Bus-Breite in Bit Bus-Länge Single-Ended Bus-Länge LVD Bus-Länge HVD Max. Geräte Anzahl
Ultra640 SCSI
640
16
(4)
(7)
(5)
16

Der Standard für Ultra 640 wurde im Jahr 2004 verabschiedet. Dies geschah somit kurz vor der Veröffentlichung des ersten Serial Attached SCSI-Standards.

Im Vergleich zu dem ersten SCSI-Standard wurde die Übertragungsgeschwindigkeit im Laufe der Jahre um den Faktor 128 erhöht.

Im Unterschied zu den vorherigen Generationen des SCSI-Standards hat sich Ultra 640 SCSI auf dem Markt nicht durchgesetzt.

3.2 Weiterentwicklungen der SCSI-Standards

Als die Grenzen der parallelen Übertragungsmöglichkeiten erreicht waren, wurden nachfolgende SCSI-Standards in einem seriellen Kontext definiert. Die daraus entstandene Technik ist die SAS-Schnittstelle. Parallel zu der Entwicklung von SAS wurde durch das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ein Protokoll entwickelt, welches auf SCSI basiert und für die Speicherung von Daten in einem Netzwerk genutzt werden sollte. Im Unterschied zu Fibre-Channel sollte keine spezielle Hardware erforderlich sein. Das Ergebnis aus diesem Vorhaben ist das iSCSI-Protokoll.


3.2.1 Serial Attached SCSI

Abb.-Nr.8 - SAS Logo
Abb.-Nr.8 - SAS Logo

Die Abkürzung SAS steht für Serial Attached SCSI. Der erste SAS-Standard wurde im Jahr 2004 durch die INCITS T10 und die SCSITA verabschiedet.[121] Bei SCSI handelt es sich um eine parallele-, bei SAS um eine serielle Schnittstelle. Durch die stetig steigenden Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeiten wurde die bei parallelen Schnittstellen notwendige Synchronisierung der einzelnen Leitungen zunehmend zu einem Problem.[122] Da die Very Large Scale Integration Technologie (VLSI) die Übertragungsgeschwindigkeiten serieller Schnittstellen enorm verbessert hat, wurde die Zukunft der SCSI-Technologie nicht mehr in der parallelen sondern in der seriellen Übertragung gesehen.[123] Da einige Jahre zuvor bereits die SATA-Technologie für den Desktopbereich entwickelt wurde, welche auch auf die serielle Übertragung setzt, wurde eine Kompatibilität von SAS und SATA angestrebt. Diese wird durch das SATA-Tunneling-Protocoll erreicht, wodurch SAS zu SATA insofern kompatibel ist, als das SATA-Laufwerke an den SAS-Controller angeschlossen und genutzt werden können.[124] Auf die Möglichkeit, SAS-Laufwerke an SATA-Controller anschließen zu können, wurde verzichtet, da dies die Kosten der SATA-Technologie angehoben hätte und dies für den Markt der Desktop Computer eine irrelevante Funktion darstellt. Für den Anschluss interner Geräte steht eine Kabellänge von bis zu einem Meter zur Verfügung. Die externe Peripherie des Computers kann mit maximalen Kabellängen von bis zu zehn Metern angeschlossen werden.[125] Über so genannte Expander, welche Punkt-zu-Punkt Verbindungen zwischen der Peripherie schalten, können bis zu 16.384 Geräte adressiert werden.[126] Die meist genutzte SAS-Konfiguration ist allerdings die Punkt-zu-Punkt Verbindung.

Für die unterschiedlichen SAS Modi werden folgende Protokolle genutzt:

  • Serial SCSI Protocoll (SSP)
Kommunikation von SAS zu SAS
  • Serial ATA Tunneling Protocoll (STP)
Kommunikation von SAS zu SATA
  • Serial Management Protocoll (SMP)
Kommunikation über SAS Expander

Bisher ist die SAS-Technologie in den Übertragungsgeschwindigkeiten von 3Gb/s und 6Gb/s verfügbar.


3.2.1.1 3Gb/s SAS

Um die SCSI-Standards abzulösen und den Bedürfnissen des Marktes nachzukommen, wurde im Jahr 2004 der erste SAS-Standard verabschiedet. Die Übertragungsgeschwindigkeiten der SAS-Technologie betragen im ersten Standard 3Gb/s.[127] Zu den Besonderheiten gehört nicht nur die hohe Geschwindigkeit, sondern ebenfalls die Anbindung von Laufwerken über die Dual-Port Funktion, welche eine voll duplex Übertragung ermöglicht.

3.2.1.2 6Gb/s SAS

Im Jahr 2009 wurde der SAS-Standard mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 6Gb/s veröffentlicht, bei welchem nicht nur die Übertragungsgeschwindigkeit verdoppelt wurde, sondern noch zusätzliche Verbesserungen eingeflossen sind.[128] Laut der SCSITA ist SAS in der 6Gb/s Version besser skalierbar und voll abwärtskompatibel mit SAS 3Gb/s sowie SATA I und II.

3.2.1.3 Zukünftige SAS Standards

Eine weitere Verdoppelung der aktuellen Geschwindigkeit steht laut einer Roadmap der SCSITA im Jahr 2012 an. Somit wären mit der SAS-Technologie Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 12Gb/s möglich.[129]

Für das Jahr 2016 sind Übertragungsgeschwindigkeiten von 24Gb/s geplant.[130] Weitere Details zu diesem Standard sind allerdings bisher noch nicht veröffentlicht worden.

3.2.2 iSCSI

Die Abkürzung iSCSI steht für Internet Small Computer System Interface.[131] Dies ist ein Standard, der die native Nutzung des SCSI-Protokoll über das Transmission Control Protocol (TCP) ermöglicht, sodass eine Kommunikation mit Input/Output Geräten stattfinden kann.[132] Im Regelfall werden auf diese Weise PC oder Serversysteme mit Storagesystemen, den sogenanten Storage Area Network oder Network Attached Storage, verbunden. Im Unterschied zu den SCSI-Standards wurde iSCSI nicht von der T10, sondern im Jahr 2004 durch die IEEE entwickelt und im Request for Comment 3720 festgehalten.

iSCSI benötigt für den Verbindungsaufbau ebenso wie SCSI einen Controller, welcher Initiator genannt wird und eine Gegenstelle zur Datenspeicherung, welche Target genannt wird. Zur Datenübertragung über IP-Netzwerke werden SCSI- in TCP-Pakete eingebettet und über das Netzwerk versendet. Hierfür ist keine spezielle Netzwerkinfrastruktur notwendig, da der Transport über Standard IP-Netzwerke erfolgt. Im Unterschied zu Fibre-Channel kann die Datenübertragung durch das Server Netzwerk stattfinden.

Die Übertragungsgeschwindigkeit von iSCSI ist demnach nicht abhängig vom Protokoll selbst, sondern von der bereitgestellen Netzwerkinfrastruktur. Bei einem 1 Gigabit-Ethernet kann mit einem Datendurchsatz von ca. 250 MegaByte pro Sekunde und bei einem 10 Gigabit-Ethernet von 2.500 MegaByte pro Sekunde gerechnet werden.

Softwareseitig wird iSCSI von den meist verbreitetesten Betriebssystemen unterstützt. Hierzu zählen unter anderem die Virtualisierungslösung ESXi von VMWare, Microsoft Windows Client- und Serverbetriebssystemen, Linux Solaris und Berkeley Software Distribution (BSD) sowie Mac OS X. Das über iSCSI verbundene Laufwerk weist die gleichen Eigenschaften und Funktionen auf wie eine lokale Festplatte. Die flexiblen Zuweisungsmöglichkeiten von Festplattenkapazitäten stellen jedoch einen entscheidenen Vorteil gegenüber lokalem Storage dar.

Über spezielle Bootloader ist es möglich, den Bootvorgang über iSCSI durchzuführen, sodass ein lokales Storage nicht notwendig ist. Ein möglicher Anwendungsfall für diese Nutzung ist die Virtualisierung, bei der Festplattenimages der virtuellen Maschinen in einem zentralen Datastorage gespeichert sind.

3.3 Fazit

Wie in dieser Arbeit dargelegt wurde, hat sich der SCSI-Standard stetig weiterentwickelt und der Marktumständen angepasst. In Zukunft ist zu erwarten, dass dies auch weiterhin passieren wird. Einen Hinweis auf diese Entwicklung bietet bereits jetzt SAS mit den 12Gb/s und 24Gb/s Standards.

In der historischen Entwicklung, die angefangen hat mit der Idee eines geräteunabhängigen Input/Output Systems, sind diverse Probleme aufgetreten, die jedoch mit den im Verlauf der Zeit immer weiter spezialisierten Standards behoben wurden. So fehlten etwa im SCSI-1 Standard die komplette Definition von Kommandoprotokollen, die im SCSI-2 Standard eingebracht wurden und wiederum im SCSI-3 Standard weiter spezialisiert und aufgeteilt wurden, so dass eine gesamte Struktur von Standards gebildet wurde, die ein Client-Server Modell implementiert.

Die Bandbreiten von SCSI wurden aufgrund der Marktanforderungen stetig erhöht und angepasst. Viele dieser Entwicklungen wurden bereits vor ihrer Standardisierung durch die T10 in Geräten implementiert, was aufzeigt, dass diese Änderungen nicht allein aus der Idee, sondern vielmehr aus den Anforderungen der Anwender heraus entstand. Auch SAS ist eine solche Entwicklung, da dies die logische Weiterentwicklung auf die Anforderungen nach höherer Bandbreite war, welche mit einer parallelen Übertragungstechnik nicht oder nur sehr schwer implementierbar gewesen wären.

An der grundlegenden Struktur von SCSI hat sich jedoch im Verlauf der Entwicklung nur wenig geändert. Es wird nach wie vor mit HBAs, einem terminierten Bus gearbeitet, welcher Geräte über Geräteklassen anspricht.

In Zukunft wird sich SCSI bzw. der nun folgende SAS-Standard weiter den Marktgegebenheiten anpassen. Die Forderung nach höheren Bandbreiten wird gerade im Serverbereich weiter steigen und die Techniken zur Datenspeicherung werden sich stetig weiterentwickeln. Dies wird auch Änderungen an den Geräteklassen nötig machen. Sollten diese wiederum in den Standard einfließen und diesen so weiterhin generell nutzbar halten, so wird auch in Zukunft SCSI eine große Anwendergruppe ansprechen und neuen Bereichen die Anwendung möglich machen. Gerade im Hinblick auf den Massenmarkt und damit einhergehenden, sinkenden Produktionskosten pro Stück, gibt es Bewegungen am Markt, die SCSI auch in Zukunft als sinnvoll und nutzbar betrachten.

4 Fußnoten

  1. ↑ Vgl. INCITS T10 Index (2009)
  2. ↑ Vgl. Strass (1994), S.130
  3. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.123
  4. ↑ Vgl. Somasundaram, Shrivastava (2008), S.104
  5. ↑ Vgl. Dembowski (1993), S.165
  6. ↑ Vgl. Strass (1993), S.24
  7. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.135
  8. ↑ Vgl. Dubowy et. al. (2004), S.122
  9. ↑ Vgl. SCSITA - Member Roster
  10. ↑ Vgl. SCSITA - About SCSI - T10
  11. ↑ Vgl. SCSITA - Member Roster
  12. ↑ Vgl. SCSITA - Join the SCSITA
  13. ↑ Vgl. SCSITA - Member Roster
  14. ↑ Vgl. SCSITA und SNIA
  15. ↑ Vgl. INCITS T10 Intro (2010)
  16. ↑ Vgl. Strass (1993), S.62
  17. ↑ Tanenbaum (2006), S.195
  18. ↑ Vgl. IT-Wissen - Bus
  19. ↑ Vgl. Tanenbaum (2006), S.196
  20. ↑ Vgl. Dubowy et. al. (2004), S.83
  21. ↑ Vgl. Dubowy et. al. (2004), S.84
  22. ↑ Ebenda
  23. ↑ Vgl. SCSITA - SCSI-Standards
  24. ↑ Ebenda
  25. ↑ Ebenda
  26. ↑ Vgl. Dubowy et. al. (2004), S.84
  27. ↑ Vgl. Franken, Koch (1999), S.28
  28. ↑ Vgl. Becker, Molitor (2008), S.333
  29. ↑ Ebenda
  30. ↑ Vgl. Becker, Molitor (2008), S.337
  31. ↑ Ebenda
  32. ↑ Ebenda
  33. ↑ Ebenda
  34. ↑ Vgl. Becker, Molitor (2008), S.338
  35. ↑ Ebenda
  36. ↑ Ebenda
  37. ↑ Vgl. Seagate Knowledge Base
  38. ↑ Vgl. IT-Wissen - SDR
  39. ↑ Vgl. IT-Wissen - DDR
  40. ↑ Ebenda
  41. ↑ Ebenda
  42. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.63
  43. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.31
  44. ↑ Ebenda
  45. ↑ Vgl. SCSITA - SCSI-Standards
  46. ↑ Ebenda
  47. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.31
  48. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.63
  49. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.31
  50. ↑ Ebenda
  51. ↑ Vgl. SCSITA - SCSI-Standards
  52. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.63
  53. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.32
  54. ↑ Vgl. SCSITA - SCSI-Standards
  55. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.53
  56. ↑ Ebenda
  57. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.34
  58. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.71
  59. ↑ Vgl. Franken, Koch (1999), S.330
  60. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.303
  61. ↑ Vgl. Franken, Starke (1997), S.606
  62. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.72
  63. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.303
  64. ↑ Ebenda
  65. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.304
  66. ↑ Ebenda
  67. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.111
  68. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.61
  69. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.37
  70. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.136
  71. ↑ Vgl. Strass (1993), S.174
  72. ↑ Vgl. IT-Wissen - SCSI
  73. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.28
  74. ↑ Ebenda
  75. ↑ Ebenda
  76. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.299
  77. ↑ Ebenda
  78. ↑ Ebenda
  79. ↑ Ebenda
  80. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.117
  81. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.117f
  82. ↑ Vgl. Eggeling, Frater (1999), S.146
  83. ↑ Vgl. Strass (1993), S.40
  84. ↑ Vgl. Strass (1993), S.48
  85. ↑ Vgl. Strass (1993), S.40
  86. ↑ Vgl. Schmidt, S.153
  87. ↑ Vgl. Strass (2003)
  88. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  89. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.124
  90. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.30
  91. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.28
  92. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.28
  93. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  94. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.124
  95. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.125
  96. ↑ Ebenda
  97. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.30
  98. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.125
  99. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.28
  100. ↑ Vgl. Dubowy et. al. (2004), S.124
  101. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.30
  102. ↑ Vgl. Field, Ridge (2001), S.29
  103. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  104. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  105. ↑ Vgl. Messmer, Dembowski (2003), S.933
  106. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.108
  107. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.125
  108. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  109. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  110. ↑ Vgl. Schmidt (1998), S.109
  111. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  112. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  113. ↑ Vgl. SCSITA - SCSI-Standards
  114. ↑ Vgl. Kroschel (2000), S.30
  115. ↑ Vgl. Messmer, Dembowski (2003), S.936
  116. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  117. ↑ Vgl. Messmer, Dembowski (2003), S.936
  118. ↑ Ebenda
  119. ↑ Vgl. Messmer, Dembowski (2003), S.937
  120. ↑ SCSITA - SCSI-Standards
  121. ↑ Vgl. Strass (2005)
  122. ↑ Ebenda
  123. ↑ Vgl. Seagate Knowledge Base
  124. ↑ Ebenda
  125. ↑ Vgl. IT-Wissen - SAS
  126. ↑ Ebenda
  127. ↑ Vgl. SCSITA - SAS Definition
  128. ↑ Vgl. SCSITA - SAS Definition
  129. ↑ Vgl. SCSITA - SAS Roadmap
  130. ↑ Ebenda
  131. ↑ Vgl. RFC 3720 (2003)
  132. ↑ Ebenda


5 Literatur- und Quellenverzeichnis

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INCITS T10 Index (2009) INCITS T10: http://www.t10.org/index.html
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SCSITA - Join the SCSITA SCSITA - Join the SCSI Trade Association: http://www.scsita.org/aboutsta/join.html
SCSITA - Member Roster SCSITA - STA Member Roster: http://www.scsita.org/aboutsta/roster.html
SCSITA - SAS Definition SCSITA - SAS Definition : http://www.scsita.org/aboutscsi/sas/definition.html
SCSITA - SAS Roadmap SCSITA - SAS Roadmap: http://www.scsita.org/aboutscsi/sas/SAS_roadmap.html
SCSITA - SCSI-Standards SCSITA - SCSI-Standards: http://www.scsita.org/terms/scsiterms.html
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Seagate Knowledge Base Seagate Knowledge Base: http://seagate.custkb.com/seagate/crm/selfservice/search.jsp?DocId=210751&NewLang=de#1
Somasundaram, Shrivastava (2008) G. Somasundaram, Alok Shrivastava: Information Storage and Management, Wiley Publishing Inc., Indianapolis, 2008, ISBN 978-0-470-29421-5
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Tanenbaum (2006) Andrew S. Tanenbaum: Computerarchitektur, Pearson Studium, München, 2006, ISBN 3-8273-7151-1

6 Abkürzungsverzeichnis

Abkürzung Bedeutung
ANSI
American National Standards Institute
CD
Compact Disk
DDS DAT
 DDS Digital Audio Tape
DLT
Digital Linear Tape
DVD
Digital Versatile Disk
IEEE
Institute of Electrical and Electronics Engineers
iSCSI
Internet Small Computer System Interface
HBA
Host Bus Adapter
HVD
High voltage differential
INCITS
InterNational Committee for Information Technology Standards
LUN
Logical Unit Number
LVD
Low voltage differential
MO
Magneto-optisch
QIC
Quarter-Inch Cartridge
RAID
Redundant Array of Independent Disks
RFC
Request for Comments
SAS
Serial attached SCSI
SASI
Shugart Associates System Interface
SATA
Serial Advanced Technology Attachment
SCSI
Small Computer System Interface
SCSITA
SCSI Trade Association
SNIA
Storage Networking Industry Association
STA
SCSI Trade Association
VLSI
Very Large Scale Integration
WORM
Write Once Read Many

7 Abbildungsverzeichnis

Abbildungs-Nr. Abbildung
Abb.-Nr.1
Aktiver SCSI Terminator
Abb.-Nr.2
Micro-D Stecker
Abb.-Nr.3
Centronics Stecker
Abb.-Nr.4
Mini-Sub-D Stecker
Abb.-Nr.5
VHDCI Stecker
Abb.-Nr.6
Sub-D Stecker
Abb.-Nr.7
Historische Entwicklung der Geschwindigkeit von SCSI
Abb.-Nr.8
SAS Logo

8 Tabellenverzeichnis

Tabellen-Nr. Bedeutung
Nr. 1
Prioritäten der SCSI-ID
Nr.2
SCSI-Anschlüsse
Nr.3
SCSI-Geräteklassen
Nr.4
Technische Details zu SCSI-1
Nr.5
Technische Details zu Fast SCSI
Nr.6
Technische Details zu Fast Wide SCSI
Nr.7
Technische Details zu Ultra SCSI
Nr.8
Technische Details zu Wide Ultra SCSI
Nr.9
Technische Details zu Ultra2 SCSI
Nr.10
Technische Details zu Wide Ultra2 SCSI
Nr.11
Technische Details zu Ultra3 SCSI
Nr.12
Technische Details zu Ultra 320 SCSI
Nr.13
Technische Details zu Ultra 640 SCSI
Von „http://winfwiki.wi-fom.de/index.php/Historische_Entwicklung_von_%C3%9Cbertragungsbandbreiten_der_SCSI_Technologie“
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