SCSI

SCSI deriva de la Interfaz del Sistema de Shugart Associates (SASI), ^{[ 4 ]} desarrollada a partir de 1979 ^{[ 5 ]} y divulgada públicamente en 1981. ^{[ 1 ]} Larry Boucher es considerado el "padre" de SASI y, en última instancia, de SCSI debido a su trabajo pionero primero en Shugart Associates y luego en Adaptec , que fundó en 1981. ^{[ 6 ]}

Un controlador SASI proporcionaba un puente entre la interfaz de bajo nivel de un disco duro y un ordenador anfitrión, que necesitaba leer bloques de datos. Las placas controladoras SASI solían tener el tamaño de un disco duro y normalmente se montaban físicamente en el chasis del disco. SASI, que se utilizaba en miniordenadores y microordenadores de la época, definía la interfaz mediante un conector plano de 50 pines, que posteriormente se adoptó como conector SCSI-1. SASI es un subconjunto totalmente compatible de SCSI-1, por lo que muchos, si no todos, los controladores SASI existentes en aquel entonces eran compatibles con SCSI-1. ^{[ 7 ]}

Hacia 1980, NCR Corporation había estado desarrollando un estándar de interfaz competidor llamado BYSE. En el verano de 1981, NCR abandonó sus esfuerzos internos para centrarse en SASI y mejorar su diseño para sus propios sistemas informáticos. Sin embargo, temiendo que su extensión del estándar SASI provocara confusión en el mercado, NCR canceló brevemente su contrato con Shugart. Las mejoras propuestas por NCR para el diseño de SCSI despertaron el interés de Optimem, una subsidiaria de Shugart, que solicitó la colaboración entre NCR y Shugart en un estándar unificado. En octubre de 1981, ambas compañías acordaron desarrollar conjuntamente SASI y presentar su estándar junto con ANSI. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Hasta al menos febrero de 1982, ANSI desarrolló la especificación como "SASI" y "Shugart Associates System Interface". ^{[ 10 ]} Sin embargo, el comité que documentaba el estándar no permitió que llevara el nombre de una empresa. Casi un día entero se dedicó a acordar el nombre del estándar "Small Computer System Interface", que Boucher pretendía que se pronunciara "sexy", pero Dal Allan de ENDL ^{[ 11 ]} pronunció el nuevo acrónimo como "scuzzy" y así se quedó. ^{[ 12 ]}

La planta de NCR en Wichita, Kansas, desarrolló el primer chip controlador SCSI de la industria, el NCR 5385, lanzado en 1983. Según sus desarrolladores, el chip funcionó la primera vez que se probó. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Varias empresas, como Adaptec y Optimem, fueron las primeras en apoyar SCSI. ^{[ 10 ]} A finales de 1990, al menos 45 fabricantes ofrecían 251 modelos de adaptadores de host SCSI paralelos. ^{[ 15 ]} Hoy en día, estos adaptadores de host han sido reemplazados en gran medida por los adaptadores de host SCSI serial (SAS) más rápidos. ^{[ 16 ]}

La referencia a "pequeño" en "interfaz de sistema informático pequeño" es histórica; desde mediados de la década de 1990, SCSI ha estado disponible incluso en los sistemas informáticos más grandes.

Desde su estandarización en 1986, SCSI se ha utilizado comúnmente en las líneas de computadoras Amiga , Atari , Apple Macintosh y Sun Microsystems , así como en sistemas de servidores PC. Apple comenzó a utilizar el protocolo ATA paralelo (PATA, también conocido como IDE ), menos costoso, para sus máquinas de gama baja con la Macintosh Quadra 630 en 1994, y lo incorporó a sus computadoras de escritorio de gama alta a partir de la Power Macintosh G3 en 1997. Apple abandonó por completo el SCSI integrado en favor de IDE y FireWire con la Power Mac G3 (azul y blanca) en 1999, aunque siguió ofreciendo un adaptador host SCSI PCI como opción hasta los modelos Power Macintosh G4 (AGP Graphics). ^{[ 17 ]} Sun cambió su gama de gama baja a Parallel ATA (PATA) con la introducción de sus estaciones de trabajo de gama baja Ultra 5 y 10 que usaban el controlador IDE CMD640 y continuó esta tendencia con los sistemas de nivel de entrada Blade 100 y 150 posteriores y no cambió a la interfaz SATA contemporánea incluso con la introducción del Blade 1500 en 2003 mientras que el Blade 2500 de gama alta lanzado al mismo tiempo usaba Ultra320 Parallel SCSI-3. Sun pasó a las interfaces SATA y SAS con sus últimas estaciones de trabajo basadas en UltraSPARC-III en 2006 con el nivel de entrada Ultra 25 y el Ultra 45 de gama media. Commodore incluyó SCSI en los sistemas Amiga 3000/3000T y fue un complemento para los modelos anteriores Amiga 500/2000. A partir de los sistemas Amiga 600/1200/4000, Commodore cambió a la interfaz IDE. Atari incluyó SCSI de serie en sus modelos de ordenador Atari MEGA STE , Atari TT y Atari Falcon . SCSI nunca fue popular en el mundo de los PC IBM de bajo coste, debido al menor precio y al rendimiento adecuado del estándar de disco duro ATA. Sin embargo, las unidades SCSI e incluso las configuraciones RAID SCSI se generalizaron en las estaciones de trabajo de PC para producción de vídeo o audio.

Las versiones físicas recientes de SCSI —SAS , FCP ( Protocolo SCSI sobre Fibre Channel ) y UAS ( SCSI conectado por USB ) —se desmarcan del bus SCSI paralelo tradicional y realizan la transferencia de datos mediante comunicaciones seriales utilizando enlaces punto a punto . Aunque gran parte de la documentación de SCSI se centra en la interfaz paralela, todos los desarrollos modernos utilizan interfaces seriales. Las interfaces seriales ofrecen varias ventajas sobre SCSI paralelo, como mayores velocidades de datos, cableado simplificado, mayor alcance, mejor aislamiento de fallos y capacidad dúplex completo . La principal razón del cambio a las interfaces seriales es el problema de la desviación del reloj en las interfaces paralelas de alta velocidad, lo que hace que las variantes más rápidas de SCSI paralelo sean susceptibles a problemas causados ​​por el cableado y la terminación. ^{[ 18 ]}

El protocolo iSCSI no físico conserva el paradigma SCSI básico , especialmente el conjunto de comandos, prácticamente sin cambios, mediante la integración de SCSI-3 sobre TCP/IP . Por lo tanto, iSCSI utiliza conexiones lógicas en lugar de enlaces físicos y puede funcionar sobre cualquier red compatible con IP. Los enlaces físicos se implementan en capas de red inferiores , independientemente de iSCSI. Predominantemente, se utiliza Ethernet , que también es de naturaleza serial.

SCSI es popular en estaciones de trabajo, servidores y dispositivos de almacenamiento de alto rendimiento. Casi todos los subsistemas RAID en servidores han utilizado algún tipo de discos duros SCSI durante décadas (inicialmente SCSI paralelo, luego Fibre Channel y más recientemente SAS), aunque varios fabricantes ofrecen subsistemas RAID basados ​​en SATA como una opción más económica. Además, SAS ofrece compatibilidad con dispositivos SATA, creando una gama mucho más amplia de opciones para subsistemas RAID junto con la existencia de unidades SAS nearline (NL-SAS). En lugar de SCSI, las computadoras de escritorio y portátiles modernas suelen utilizar interfaces SATA para discos duros internos, y NVMe sobre PCIe está ganando popularidad ya que SATA puede limitar el rendimiento de las unidades de estado sólido modernas .

Inicialmente, la interfaz paralela SCSI (SPI) era la única que utilizaba el protocolo SCSI. Su estandarización comenzó en 1986 como un bus de 8 bits de terminación simple , con una velocidad de transferencia de hasta 5 MB/s , y evolucionó hasta convertirse en un bus diferencial de 16 bits de bajo voltaje capaz de alcanzar hasta 320 MB/s . El último estándar SPI-5 de 2003 también definía una velocidad de 640 MB/s , que finalmente no se logró.

Las especificaciones de SCSI paralelo incluyen varios modos de transferencia síncrona para el cable paralelo y un modo asíncrono. El modo asíncrono es un protocolo clásico de solicitud/confirmación, que permite que sistemas con un bus lento o sistemas sencillos también utilicen dispositivos SCSI. Los modos síncronos, más rápidos, se utilizan con mayor frecuencia.

Los cables SCSI internos paralelos suelen ser planos , con dos o más conectores de 50, 68 u 80 pines. Los cables externos suelen estar blindados (aunque pueden no estarlo), con conectores de 50 o 68 pines en cada extremo, según el ancho de bus SCSI compatible. El conector único de 80 pines (SCA) se utiliza normalmente para dispositivos de conexión en caliente.

Fibre Channel se puede utilizar para transportar unidades de información SCSI, según lo define el Protocolo Fibre Channel para SCSI (FCP). Estas conexiones son de conexión en caliente y generalmente se implementan con fibra óptica.

La interfaz SCSI de conexión en serie (SAS) utiliza un cable de datos y alimentación Serial ATA modificado .

iSCSI (Internet Small Computer System Interface) suele utilizar conectores y cables Ethernet como medio de transporte físico, pero puede funcionar sobre cualquier medio de transporte físico capaz de transportar IP .

El protocolo SCSI RDMA (SRP) especifica cómo transportar comandos SCSI a través de una conexión RDMA confiable. Este protocolo puede ejecutarse sobre cualquier transporte físico compatible con RDMA, por ejemplo, InfiniBand o Ethernet, cuando se utilizan RoCE o iWARP .

La función USB Attached SCSI permite que los dispositivos SCSI utilicen el bus serie universal .

El protocolo de transporte de interfaz de automatización/unidad (ADT) se utiliza para conectar dispositivos de medios extraíbles, como unidades de cinta, con los controladores de las bibliotecas (dispositivos de automatización) en las que están instalados. El estándar ADI especifica el uso de RS-422 para las conexiones físicas. El estándar ADT-2 de segunda generación define iADT, que utiliza el protocolo ADT sobre conexiones IP (Protocolo de Internet), como Ethernet . Los estándares de comandos de interfaz de automatización/unidad (ADC, ADC-2 y ADC-3) definen los comandos SCSI para estas instalaciones.

En un bus SCSI paralelo, un dispositivo (por ejemplo, un adaptador de host o una unidad de disco) se identifica mediante un "ID SCSI", un número entre 0 y 7 en un bus estrecho y entre 0 y 15 en un bus ancho. En modelos anteriores, un puente o interruptor físico controlaba el ID SCSI del iniciador ( adaptador de host ). En los adaptadores de host modernos (desde aproximadamente 1997), la operación de entrada/salida en el adaptador establece el ID SCSI; por ejemplo, el adaptador suele contener un programa de ROM de opciones (BIOS SCSI) que se ejecuta al arrancar el ordenador y que incluye menús que permiten al usuario seleccionar el ID SCSI del adaptador de host. Alternativamente, el adaptador de host puede incluir software que debe instalarse en el ordenador host para configurar el ID SCSI. El ID SCSI tradicional para un adaptador de host es 7, ya que este ID tiene la máxima prioridad durante la arbitraje del bus (incluso en un bus de 16 bits).

La ID SCSI de un dispositivo en una carcasa de disco con placa posterior se configura mediante puentes o mediante la ranura de la carcasa donde está instalado el dispositivo, según el modelo de la misma. En este último caso, cada ranura de la placa posterior de la carcasa envía señales de control a la unidad para seleccionar una ID SCSI única. Una carcasa SCSI sin placa posterior suele tener un interruptor para cada unidad que permite seleccionar su ID SCSI. La carcasa incluye conectores que deben enchufarse a la unidad donde normalmente se ubican los puentes; el interruptor emula los puentes necesarios. Si bien no existe un estándar que regule este funcionamiento, los diseñadores de unidades suelen configurar sus conectores de puente en un formato consistente que coincide con la forma en que se implementan estos interruptores.

Configurar el disco duro de arranque (o el primero) con la ID SCSI 0 es una recomendación aceptada en la comunidad de TI. La ID SCSI 2 se suele reservar para la unidad de disquete, mientras que la ID SCSI 3 se usa normalmente para la unidad de CD-ROM. ^{[ 20 ]}

Cabe destacar que un dispositivo de destino SCSI (que puede denominarse unidad física ) a veces se divide en unidades lógicas más pequeñas . Por ejemplo, un subsistema de disco de gama alta puede ser un único dispositivo SCSI, pero contener docenas de unidades de disco individuales, cada una de las cuales es una unidad lógica. Asimismo, una matriz RAID puede ser un único dispositivo SCSI, pero contener muchas unidades lógicas, cada una de las cuales es un disco virtual: un conjunto de franjas o un conjunto de espejos construido a partir de porciones de unidades de disco reales. En este caso, el ID SCSI, el WWN, etc., identifican todo el subsistema, y ​​un segundo número, la LUN, identifica un dispositivo de disco (real o virtual) dentro del subsistema.

Es bastante común, aunque incorrecto, referirse a la unidad lógica en sí misma como una "LUN". ^{[ 21 ]} A veces, de forma redundante, la LUN real puede denominarse "número de LUN" o "ID de LUN". ^{[ 22 ]}

En los protocolos de transporte SCSI modernos, existe un proceso automatizado para el "descubrimiento" de las ID. El iniciador SSA (normalmente el ordenador host a través del adaptador host) "recorre el bucle" para determinar qué dispositivos están conectados y luego asigna a cada uno un valor de "conteo de saltos" de 7 bits. Los iniciadores Fibre Channel – Arbitrated Loop (FC-AL) utilizan el LIP (Loop Initialization Protocol) para consultar el WWN ( World Wide Name ) de cada puerto de dispositivo . Para iSCSI, debido al alcance ilimitado de la red (IP), el proceso es bastante complejo. Estos procesos de descubrimiento se producen al encender/inicializar el sistema y también si la topología del bus cambia posteriormente, por ejemplo, si se añade un dispositivo adicional.

SCSI tiene el mecanismo de identificación CTL (Canal, Destino o Número de Unidad Física, Número de Unidad Lógica) por adaptador de bus de host , o el mecanismo de identificación HCTL (HBA, Canal, PUN, LUN); un adaptador de host puede tener más de un canal. ^{[ 23 ]}