آداپتور باس میزبان (HBA) Host Bus Adapter چیست؟

آداپتور باس میزبان (HBA) Host Bus Adapter یک برد مدار یا آداپتور مدار مجتمع است که در سخت افزار کامپیوتر،که به عنوان سیستم میزبان عمل می کند، به دیگر شبکه ها و دستگاه های ذخیره سازی متصل می شود . آداپتور باس میزبان عمدتاً برای اتصال دستگاه‌های SCSI، SAS، NVMe، کانال فیبر و SATA استفاده می‌شوند . که یک سیستم میزبان مانند یک سرور را به یک دستگاه ذخیره سازی یا شبکه متصل می کند. یک HBA همچنین پردازش ورودی/خروجی (I/O) را برای کاهش بار روی ریزپردازنده میزبان در هنگام ذخیره و بازیابی داده ها فراهم می کند و به بهبود عملکرد کلی میزبان کمک می کند.

کانال آداپتور باس میزبان (HBA) Host Bus Adapter ممکن است برای اشاره به کارت رابط کانال فیبر استفاده شود. در این مورد، به دستگاه‌های موجود در یک شبکه فضای ذخیره‌سازی کانال فیبر اجازه می‌دهد تا داده‌ها بین یکدیگر ارتباط برقرار کنند و ممکن است یک سرور را به یک سوئیچ یا دستگاه ذخیره‌سازی متصل کند، آداپتور باس میزبان برای متصل کردن چندین سیستم ذخیره‌سازی یامتصل کردن چندین سرور نیز استفاده می شود . HBA های کانال فیبر برای سیستم های باز، معماری های کامپیوتری و buses ، از جمله PCI و SBus (امروزه منسوخ شده) در دسترس هستند. هر کانال فیبر HBA یک نام جهانی منحصر به فرد (WWN) دارد که شبیه به یک آدرس MAC اترنت است که از یک OUI اختصاص داده شده توسط IEEE استفاده می کند. با این حال، WWN ها طولانی تر هستند (8 بایت). دو نوع WWN در HBA وجود دارد. یک گره WWN (WWNN)، که توسط همه پورت ها روی یک آداپتور گذرگاه میزبان مشترک است، و یک پورت WWN (WWPN)، که برای هر پورت منحصر به فرد است. مدل های HBA با سرعت های مختلف وجود دارد: 1Gbit/s، 2Gbit/s، 4Gbit/s، 8Gbit/s، 10Gbit/s، 16Gbit/s، 20Gbit/s و 32Gbit/s. تولید کنندگان عمده کانال فیبر HBA QLogic و Broadcom هستند. از اواسط سال 2009، این فروشندگان تقریباً 90٪ از بازار را به اشتراک گذاشتند. تولیدکنندگان دیگر عبارتند از Agilent، ATTO و Brocade. HBA همچنین به عنوان آداپتور با پهنای باند بالا در موارد کنترل کننده های کانال فیبر تعبیر می شود.

InfiniBand اصطلاح آداپتور کانال میزبان (HCA) معمولاً برای توصیف کارت های رابط InfiniBand استفاده می شود.

آداپتور باس میزبان HPA SCSI

یک آداپتور میزبان SCSI یک سیستم میزبان را به یک دستگاه SCSI جانبی یا سیستم ذخیره سازی متصل می کند. این آداپتورها ارتباط بین سرویس گیرنده ، سرویس دهنده و وظیفه بین میزبان و هدف داده را مدیریت می کنند. به طور معمول یک درایور دستگاه، متصل به سیستم عامل، خود آداپتور میزبان را کنترل می کند. در یک زیرسیستم SCSI موازی معمولی، هر دستگاه یک شناسه عددی منحصر به فرد را به آن اختصاص داده است. به عنوان یک آداپتور میزبان به عنوان SCSI ID 7 ظاهر می شود، که بیشترین اولویت را در گذرگاه SCSI به آن می دهد (اولویت با پایین آمدن شناسه SCSI کاهش می یابد؛ در یک گذرگاه 16 بیتی یا “عریض”، ID 8 کمترین اولویت را دارد. یک ویژگی که سازگاری با طرح اولویت گذرگاه 8 بیتی یا “باریک” را حفظ می کند). آداپتور میزبان معمولاً نقش آغازگر SCSI را بر عهده می گیرد، به این ترتیب که دستورات را به سایر دستگاه های SCSI صادر می کند. یک کامپیوتر می‌تواند شامل بیش از یک آداپتور میزبان باشد که می‌تواند تعداد دستگاه‌های SCSI موجود را تا حد زیادی افزایش دهد. تولیدکنندگان اصلی آداپتورهای SCSI HP، ATTO Technology، Promise Technology، Adaptec و LSI Corporation هستند. LSI، Adaptec و ATTO آداپتورهای PCIe SCSI را ارائه می‌کنند که در Apple Mac، در رایانه‌های شخصی اینتل و مادربردهای کم‌حجمی که به دلیل گنجاندن اتصال SAS و/یا SATA فاقد پشتیبانی SCSI هستند، مناسب هستند.

آداپتور میزبان HPA ATA چیست ؟

آداپتورهای میزبان ATA در اکثر مادربردهای رایانه های شخصی قرار داده شده است . که معمولا به طور نادرست کنترل کننده دیسک نامیده می شوند.اصطلاح صحیح برای مؤلفه ای که به رایانه اجازه می دهد با یک گذرگاه جانبی صحبت کند، آداپتور میزبان نامیده می شود . یک کنترل کننده دیسک مناسب فقط به دیسک اجازه می دهد تا با همان گذرگاه صحبت کند.

SAS و SATA SAS یا SCSI متصل به سریال که اتصال فعلی برای جایگزینی دستگاه‌های SCSI موازی نسل قبلی (PAS) که جایگزین شده است با Ultra320 که بالاترین سطح SCSI موازی موجود می باشد ، اما SAS از آن زمان به عنوان فناوری SCSI با بالاترین عملکرد جایگزین آن شده است. SATA یک فناوری مشابه از جنبه گزینه های اتصال است. HBA ها را می توان با استفاده از یک کانکتور برای اتصال هر دو دستگاه SAS و SATA ایجاد کرد. تولیدکنندگان اصلی آداپتورهای SAS/SATA عبارتند از Promise Technologies، Adaptec، HP، QLogic، Areca، LSI و ATTO Technology.

eSATA محفظه ها و درایوهای دیسک سریال ATA خارجی (eSATA) در بازار محاسبات مصرفی موجود است، اما همه مادربردها و کنترلرهای دیسک سازگار با SATA شامل پورت های eSATA نیستند. به این ترتیب، آداپتورهایی برای اتصال دستگاه‌های eSATA به پورت‌های یک گذرگاه SATA داخلی در دسترس هستند.

همچنین بخوانید San Switch چیست و تفاوت سن سویچ های سری B و سری C در چیست ؟

ورودی/خروجی کانال اصلی مقاله اصلی: کانال I/O در زمینه پردازنده مرکزی، اصطلاحات آداپتور میزبان یا آداپتور باس میزبان به طور سنتی استفاده نمی شد. هدف مشابهی از دهه 1960 با کانال I/O به دست آمد، یک پردازنده مجزا که می تواند به طور مستقل و موازی با CPU به حافظه اصلی دسترسی داشته باشد (مانند DMA بعدی در زمینه کامپیوتر شخصی)، و برنامه های اختصاصی I/O خود را در زمانی اجرا می کند. توسط CPU کنترل کننده به آن اشاره شده است. پروتکل هایی که توسط کانال I/O برای برقراری ارتباط با دستگاه های جانبی استفاده می شود شامل ESCON و FICON جدیدتر است.

آداپتورهای میزبان می توانند در مادربرد ادغام شوند یا بر روی یک کارت توسعه جداگانه قرار گیرند. اصطلاح کنترلر رابط شبکه (NIC) بیشتر برای دستگاه‌هایی که به شبکه‌های کامپیوتری متصل می‌شوند استفاده می‌شود، در حالی که اصطلاح آداپتور شبکه همگرا را می‌توان زمانی به کار برد که پروتکل‌هایی مانند iSCSI یا کانال فیبر روی اترنت اجازه ذخیره‌سازی و عملکرد شبکه را از طریق یک اتصال فیزیکی یکسان می‌دهند.

یک HBA و زیرسیستم های دیسک مرتبط با آن گاهی اوقات به عنوان یک کانال دیسک disk channel نامیده می شوند، در حالی که خود HBA اغلب یک کارت HBA نامیده می شود. یک HBA معمولاً با فناوری اتصالی که پشتیبانی می کند و همچنین سرعت، تعداد پورت و رابط سیستم آن مشخص می شود.

آداپتورهای اتوبوس میزبان کانال فیبر HBA FC

یک کانال فیبر HBA اتصال و انتقال داده بین دستگاه ها را در یک شبکه منطقه ذخیره سازی مبتنی بر FC (SAN) فعال می کند. یک FC HBA می‌تواند یک سرور میزبان را به یک سوئیچ یا دستگاه ذخیره‌سازی متصل کند، چندین سیستم ذخیره‌سازی را متصل کند یا سرورهای متعددی را هنگامی که هم به‌عنوان میزبان برنامه و هم به‌عنوان سیستم‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌شوند، متصل کند. نرم افزار مدیریت SAN، HBA را به عنوان نقطه اتصال تشخیص می دهد.

تولیدکنندگان FC HBA به طور کلی محصولات خود را مطابق با افزایش نرخ داده فناوری شبکه FC به روز می کنند. محصولات Fiber Channel برای اولین بار در سال 1997 در دسترس قرار گرفتند. از آن زمان، FC HBA ها به طور پیوسته سریعتر رشد کرده اند. هنگامی که FC HBA برای اولین بار معرفی شد، نرخ داده 1 گیگابیت در ثانیه (Gbps) را ارائه می کرد، اما سرعت آن با هر نسل جدید دو برابر می شود:

2Gbps (Gen 2)
4Gbps (Gen 3)
8Gbps (Gen 4)
16Gbps (Gen 5)
32Gbps (Gen 6)
64Gbps (Gen 7)

نسل 6 FC (32 گیگابیت بر ثانیه) را می توان با استفاده از پیوندهای موازی FC چهار خط با سرعت 32 گیگابیت بر ثانیه پیکربندی کرد، بنابراین یک پیوند واحد با سرعت 128 گیگابیت در ثانیه ایجاد کرد. نقشه راه FC نشان می دهد که سرعت FC تک لاین تا سال 2024 به 128 گیگابیت در ثانیه خواهد رسید، بنابراین راه حل چهار خط ممکن است منسوخ شود یا برای سرعت های سریعتر اعمال شود.

تولیدکنندگان FC HBA عموماً محصولات را با ویژگی‌های اضافی با به‌روزرسانی به نسل‌های جدیدتر فناوری FC بهبود می‌بخشند. بهبودهایی که در طول سال‌ها انجام شده است شامل ویژگی‌های یکپارچگی داده‌ها برای جلوگیری از فساد روی سیم در محیط‌های پایگاه داده است. بهبودها همچنین شامل پشتیبانی گسترده از مجازی سازی برای افزایش تراکم سرورهای مجازی است.

اگرچه اصطلاح HBA می‌تواند برای انواع اتصالات به کار رود، اما بیشتر با پروتکل‌های ذخیره‌سازی، مانند کانال فیبر (FC)، رابط سیستم کامپیوتری کوچک، پیوست فناوری پیشرفته سریال (SATA) و SCSI متصل به سریال (SAS) استفاده می‌شود.

تولید کنندگان غالب بازار FC HBA Marvell QLogic و Emulex بوده اند. (Avago Technologies Emulex و سپس Broadcom را خریداری کرد و نام Broadcom را در این فرآیند به خود اختصاص داد.) تولیدکنندگان اضافی FC HBA شامل Atto Technology و Hewlett Packard Enterprise (HPE) هستند.

از ویژگی های متمایز FC HBA ها می توان به عملکرد، قابلیت اطمینان، امنیت، قابلیت های قدرت، پشتیبانی از مجازی سازی سرور و در دسترس بودن نرم افزار مدیریت تک صفحه ای اشاره کرد.

آداپتورهای باس میزبان SCSI/SCSI HBA

یک SCSI HBA معمولاً با SCSI موازی مرتبط است، یک فناوری انتقال داده که زمانی محبوب بود و تا حد زیادی توسط SAS سریعتر جابجا شده است. یک SCSI HBA یا آداپتور SCSI، اتصال و انتقال داده بین یک میزبان و یک دستگاه جانبی یا سیستم ذخیره سازی را که توسط مجموعه استانداردهای SCSI مؤسسه استاندارد ملی آمریکا برای اتصالات ورودی/خروجی تعریف شده است، تسهیل می کند.

یک کارت HBA پلاگین معمولاً درخواست‌های مدیریت خدمات و وظایف را به دستگاه مورد نظر، مانند درایو ذخیره‌سازی یا آرایه، آغاز و ارسال می‌کند و پاسخ‌ها را از هدف دریافت می‌کند.

دستگاه های SCSI موازی به یک گذرگاه مشترک متصل می شوند. حداکثر سرعت SCSI موازی 320 مگابایت بر ثانیه است. این برای پاسخگویی به نیازهای سیستم‌های محاسباتی مدرن بسیار کند در نظر گرفته می‌شود و عملکرد اغلب با اضافه شدن دستگاه‌های بیشتری به گذرگاه مشترک کاهش می‌یابد. HBA های موازی SCSI به عنوان فناوری منسوخ تلقی می شوند و اکثر تولیدکنندگان تولید آنها را متوقف کرده اند.

همچنین بخوانید سرورهای blade (تیغه ای )اچ پی چگونه کار می‌کنند؟

آداپتورهای باس میزبان HBA SAS و HBA SATA

SAS برای رفع محدودیت های SCSI موازی سنتی و ارائه نرخ های بالاتر انتقال داده توسعه یافته است. SAS مانند SCSI موازی از مجموعه دستورات SCSI استفاده می کند، اما روش انتقال داده ها متفاوت است. SAS یک پروتکل انتقال داده سریال نقطه به نقطه است.

SAS HBA نوعی SCSI HBA است که معمولاً یک رایانه میزبان را به یک دستگاه ذخیره‌سازی مانند درایو دیسک سخت، درایو حالت جامد، فقط یک دسته دستگاه دیسک یا درایو نوار متصل می‌کند. SAS HBA ها می توانند به دستگاه های ذخیره سازی تک پورت یا دو پورت متصل شوند که با رابط SATA یا SAS سازگار هستند. در واقع، بسیاری از SAS HBA های امروزی به عنوان دستگاه های SAS/SATA فروخته می شوند.

پهنای باند SAS از 3 گیگابیت در ثانیه شروع شد و به 6 گیگابیت در ثانیه و سپس 12 گیگابیت در ثانیه رسید. هر نسل جدید SAS قابلیت‌های بیشتری مانند توانایی اتصال دستگاه‌ها در فواصل طولانی‌تر کابل را نیز به همراه داشت. وجه تمایز محصولات SAS HBA شامل سرعت پشتیبانی شده SAS، سرعت انتقال داده، تعداد پورت، نوع گذرگاه PCIe و مصرف انرژی است.

فروشندگانی مانند Dell، HPE و IBM آرایه‌های ذخیره‌سازی سطح ورودی را می‌فروشند که از SAS SAN پشتیبانی می‌کنند و اتصال مستقیم به سرورهای مجهز به SAS HBA را امکان‌پذیر می‌کنند و نیاز به سوئیچ‌های شبکه را از بین می‌برند. SAS HBA ها معمولاً ارزان تر از FC HBA هستند، اگرچه FC SAN عملکرد بهتر و گزینه های پیکربندی بیشتری را نسبت به محیط SAS ارائه می دهد.

SAS HBA ها همچنین می توانند به سوئیچ های SAS متصل شوند تا اتصالات بین چندین سرور و حافظه خارجی را فعال کنند، اما استفاده از SAS سوئیچ به اندازه اتصال مستقیم بین سرور و آرایه ذخیره سازی رایج نیست.

تولیدکنندگان عمده SAS HBA عبارتند از Atto Technology، Broadcom (از طریق خرید LSI توسط Avago)، Microsemi (از طریق خرید PMC-Sierra) و HPE.

انواع دیگر آداپتورهای شبکه همانند HBA ها، آداپتورهای زیر نیز می توانند یک سیستم میزبان را به دستگاه های ذخیره سازی یا شبکه متصل کنند:

کارت رابط شبکه (NIC). یک NIC اتصال و انتقال داده را بین میزبان ها و دستگاه های شبکه از طریق اترنت فعال می کند. نام های جایگزین شامل آداپتور اترنت و آداپتور شبکه اترنت است.

آداپتور اینترنت SCSI (iSCSI). یک آداپتور iSCSI که با نام iSCSI HBA یا iSCSI NIC نیز شناخته می‌شود، اتصال SAN را از طریق زیرساخت شبکه TCP/IP و اترنت فراهم می‌کند و پردازش iSCSI و TCP/IP را برای بهبود عملکرد به آداپتور تخلیه می‌کند.

آداپتور شبکه همگرا (CNA). یک CNA عملکرد NIC اترنت FC HBA و TCP/IP را ترکیب می کند و از شبکه محلی و ترافیک FC SAN پشتیبانی می کند.

آداپتور کانال میزبان (HCA). یک HCA که به عنوان آداپتور InfiniBand نیز شناخته می‌شود، ارتباط داده با تأخیر کم را بین سرورها و ذخیره‌سازی بر روی شبکه‌های InfiniBand بدون تلفات ممکن می‌سازد. همچنین هنگامی که سرورها برای میزبانی برنامه و ذخیره سازی استفاده می شوند، به عنوان یک اتصال بین سرور به سرور استفاده می شود. موارد استفاده شامل محاسبات با عملکرد بالا، تجزیه و تحلیل داده ها، مراکز داده ابری و برنامه های کاربردی وب و تجارت در مقیاس بزرگ است.

دسترسی مستقیم به حافظه از راه دور از طریق اترنت همگرا (RoCE) NIC. RoCE NIC، همچنین به عنوان NIC با RoCE شناخته می شود، انتقال داده ها را مستقیماً بین حافظه برنامه سرورهای مختلف – بدون دخالت CPU – برای تسریع عملکرد در شبکه های اترنت بدون تلفات تسهیل می کند. از انتقال سریع‌تر داده نسبت به NIC اترنت پشتیبانی می‌کند و معمولاً برای برنامه‌های تراکنش با حجم بالا و همچنین شبکه‌های ذخیره‌سازی و تحویل محتوا استفاده می‌شود.

دستگاه‌های اتصال به FireWire، USB و سایر دستگاه‌ها را می‌توان کنترل‌کننده میزبان یا آداپتور میزبان نیز نامید.