کارت HBA چیست؟

کارت HBA یکی از محصولات برند معروف HPE است. اگر بخواهیم شما را با کارت HBA آشنا کنیم بهتر است با یک تعریف کاملا ساده شروع کنیم.

ما در این مقاله در مورد اینکه hba چیست؟ وظایف کارت hba چیست و اینکه انواع کارت hba کدام است و ظایف هر کدام چیست؟ توضیحات کاملی ارائه کرده‌ایم تا هنگام خرید قطعات سرور درک بهتری از مولفه های شبکه داشته باشید. برای آشنایی بیشتر در این مقاله از دالمن افزار پارسه با ما همراه باشید.

HBA مخفف چیست؟

HBA مخفف host bus adapter و به معنی آداپتور گذرگاه میزبان است. در واقع کارت HBA یک برد مدار یا آداپتور مدار مجتمع است که یک سیستم میزبان (Host System) مانند یک سرور یا کامپیوتر را به یک دستگاه ذخیره سازی(استوریج) یا شبکه متصل می کند. یک کارت HBA امکان پردازش ورودی/خروجی (I/O) را هنگام ذخیره و بازیابی داده ها فراهم می‌کند از این رو  به بهبود عملکرد کلی سرور کمک می‌کند.

گاهی اوقات HBA ها و زیرسیستم های دیسک مرتبط با آنها، کانال های دیسک (Disk Channel) نامیده می شوند. HBA ها که تحت عنوان کارت HBA از آنها یاد می شود، دارای انواع مختلفی هستند و  معمولاً با استفاده از فناوری که پشتیبانی می کنند شناخته می شوند مثل نوع اتصال، سرعت، تعداد پورت‌ها و رابط سیستم. اکثر کارت‌های HBA به اسلات‌های PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) یا PCI Express سرور  متصل می‌شوند. از دیگر اشکال این کارت ها می توان به کارت‌‌های mezzanine اشاره کرد که در سرورهای تیغه ای یا blad استفاده می شود.

hba card چیست؟

کارت‌های گرافیک و شبکه نیز همانند کارت HBA عمل می‌کنند زیرا آن‌ها گذرگاه ورودی/خروجی را به سیستم حافظه کامپیوتر متصل می‌کنند. بنابراین، هر کارتی که از یک رابط سیستمی به دستگاه‌هایی مانند حافظه، دیسک یا دستگاه‌های دیگر متصل می‌شود، می‌تواند یک HBA به حساب آید.

کارت HBA چه وظیفه ای دارد؟

تبادل اطلاعات بین سرور و سوئیچ در مدل های قدیمی دستگاه‌های ذخیره‌سازی SAN، از طریق فیبر انجام می‌شد، زیرا در سرورهایی که از دستورالعمل scsi برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی استفاده می شد، امکان دریافت پروتکل‌های IP معمولی را از طریق LAN وجود نداشت در نتیجه برای حل این مشکل از سیستم انتقال fc استفاده شد و دلیل این نوع SAN ها به fc san معروف شدند. بعدها این سیستم انتقال در بسته های IP قرار گرفت تا بتواند پروتکل های معمول را در شبکه LAN دریافت کند. این مدل به IP SAN معروف شد که رایج ترین آن ISCSI است.

این دو روش وظیفه انجام عملیات سنگین Unpacking روی بسته های داده را بر عهده داشتند. بنابراین یک کارت شبکه با کارایی بالا برای حذف بار سنگین عملیات Unpacking  از روی CPU سرور مورد نیاز بود. اینجا بود که وجود کارت HBA اهمیت پیدا کرد. علاوه بر مسئولیت Unpacking، کارت HBA برای اتصال سوئیچ مربوطه می تواند یک رابط فیبر (در صورتی که کارت HBA ISCSI یک رابط مشترک RJ45 ارائه دهد) فراهم کند.

انواع کارت HBA

کارت FC HBA

یک کارت FC HBA امکان برقراری اتصال و انتقال داده بین دستگاه ها را در یک  SAN مبتنی بر کانال فیبر (شبکه منطقه ذخیره سازی) دارد. یک کارت FC HBA می تواند به یک سرور میزبان و یک سوئیچ یا دستگاه ذخیره سازی متصل شود، یا می تواند به چندین سیستم ذخیره سازی یا چندین سرور متصل شود که هم به عنوان میزبان برنامه و هم به عنوان سیستم ذخیره سازی عمل می کنند. 

تولیدکنندگان کارت های FC HBA به طور کلی محصولات خود را مطابق با افزایش نرخ داده فناوری شبکه FC به روز می کنند. Fibre Channel HBA برای اولین بار در سال 1997 معرفی و در دسترس قرار گرفتند که نرخ داده آن معادل 1 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) بود، اما به تدریج و با پیشرفت تکنولوژی سرعت آن در هر نسل جدید دو برابر شد.

مقایسه سرعت در نسل های مختلف کارت FC HBA

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

از ویژگی های قابل توجه کارت های FC HBA می توان به عملکرد، قابلیت اطمینان، امنیت، پشتیبانی از مجازی سازی سرور و در دسترس بودن نرم افزار مدیریت single-pane اشاره کرد.

کارت SCSI/SCSI HBA

یک کارت SCSI HBA اغلب به یک SCSI موازی متصل است، این نوع آداپتور یک فناوری انتقال داده است که زمانی محبوبیت زیادی داشت ولی درحال حاضر تکنولوژی SAS جایگزین آن شده است. یک آداپتور SCSI HBA یا SCSI  به اتصال و انتقال داده بین یک میزبان و یک دستگاه جانبی یا سیستم ذخیره سازی کمک می کند.

چندین دستگاه SCSI موازی را می توان به یک گذرگاه مشترک متصل کرد. حداکثر سرعت SCSI موازی 320 مگابایت بر ثانیه است. که این مقدار سرعت پاسخگوی نیاز سیستم‌های محاسباتی مدرن نمی باشد. همچنین عملکرد آن با اضافه شدن دستگاه‌های بیشتر به گذرگاه مشترک کاهش می‌یابد. کارت های HBA SCSI موازی نوعی فناوری قدیمی هستند که اکثر تولید کنندگان تولید آنها را متوقف کرده اند.

کارت SATA HBA/ SAS

تکنولوژی SAS برای رفع محدودیت های فناوری قدیمی SCSI موازی و ارائه نرخ انتقال داده بالاتر توسعه یافته است. این تکنولوژی هم مانند SCSI موازی از مجموعه دستورات SCSI پیروی می کند اما روش انتقال داده ها متفاوت است. در واقع SAS یک پروتکل انتقال داده سریال نقطه به نقطه (point-to-point) است.

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

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 دارای قابلیت‌های بیشتری نسبت به نسل قبل می باشد مثلا قابلیت اتصال دستگاه‌ها در فواصل طولانی‌تر. وجه تمایز بین نسل های کارت SAS HBA شامل مواردی از جمله سرعت پشتیبانی شده SAS، سرعت انتقال داده، تعداد پورت، نوع گذرگاه PCIe و مصرف انرژی است.

SAS HBA ها معمولاً ارزان تر از FC HBA ها هستند، اگرچه FC SAN عملکرد بهتر و گزینه های پیکربندی بیشتری را نسبت به محیط SAS ارائه می دهد.

SAS HBA ها برای فعالسازی اتصالات بین چندین سرور و حافظه خارجی می توانند به سوئیچ های SAS متصل شوند ، اما استفاده از SAS سوئیچ شده به اندازه اتصال مستقیم بین سرور و آرایه ذخیره سازی رایج نیست.

انواع دیگر کارت های شبکه

مانند کارت های HBA، آداپتورهای زیر نیز می توانند یک سیستم میزبان(سرور یا کامپیوتر) را به دستگاه های ذخیره سازی یا شبکه متصل کنند:

کارت رابط شبکه (NIC)

NIC (کارت رابط شبکه) که مخفف Network Interface Card می باشد امکان اتصال و انتقال داده بین هاست و دستگاه های شبکه را از طریق اترنت برقرار می کند. از NIC  با نام های کارت اترنت یا آداپتور شبکه (Network Adapter) نیز یاد می شود.

آداپتور اینترنت SCSI (iSCSI)

یک آداپتور iSCSI که با نام iSCSI HBA یا iSCSI NIC نیز شناخته می شود، امکان اتصال SAN را از طریق زیرساخت شبکه TCP/IP و اترنت فراهم می‌کند. در واقع iSCSI یا همان Internet Small Computer System Interface یک پروتکل برای انتقال اطلاعات است که در بالای پروتکل TCP قرار دارد و این امکان را فراهم می‌کند تا بتوان دستورات SCSI را در شبکه WAN، LAN و یا حتی اینترنت منتقل کرد. iSCSI ها در شبکه های ذخیره سازی داده یا محیط های ذخیره سازی SAN، NAS و محیط های مجازی سازی بیشترین کاربرد را دارند. iSCSI نوعی پروتکل لایه انتقال است که نحوه انتقال بسته های داده SCSI از طریق پروتکل TCP/IP را مشخص می‌کند. 

آداپتور شبکه همگرا (CNA)

CNA (آداپتور شبکه همگرا) که مخفف Converged Network Adapte است یک کارت رابط شبکه یا همان NIC است که عملکرد Ethernet NIC (کارت رابط شبکه اترنت) و FC HBA (آداپتور میزبان Fiber Channel Host) را ترکیب می‌کند و از شبکه محلی و ترافیک FC SAN پشتیبانی می‌کند.  کارت CNA یک کارت همگرا است که برای ارتباط سرور با شبکه SAN و شبکه های کامپیوتری از آن استفاده می‌شود.

آداپتور کانال میزبان (HCA)

HCA (آداپتور کانال میزبان) که مخفف عبارت Host channel adapter است یک کارت رابط شبکه است که از طریق اتصالات پورت با دستگاه‌های دیگر یک سیستم مدیریت شده ارائه می‌دهد. HCA که به عنوان یک آداپتور InfiniBand نیز شناخته می‌شود، ارتباط بین سرورها و ذخیره‌سازها را از طریق شبکه‌های InfiniBand برای انتقال داده با تاخیر کم فراهم می‌کند. همچنین  هنگامی که از سرورها برای میزبانی برنامه و ذخیره‌سازی استفاده می‌شود، این نوع آداپتور به عنوان نوعی اتصال سرور به سرور عمل می‌کند. از جمله موارد استفاده این نوع کارت رابط شبکه می‌توان به محاسبات با کارایی بالا، تجزیه و تحلیل داده ها، مراکز داده ابری و برنامه‌های کاربردی وب و تراکنش در مقیاس بزرگ اشاره کرد.

کارت شبکه RoCE

RoCE که مخفف عبارت Remote Direct Memory Access over Converged Ethernet است، در واقع نوعی پروتکل شبکه است که امکان انتقال مستقیم اطلاعات از حافظه یک میزبان یا سرور به حافظه میزبان یا سرور دیگر را بدون نیاز به CPU و با تاخیر کم فراهم می‌کند بدون اینکه داده‌ای از دست برود. این فناوری نسبت به NIC دارای سرعت انتقال بالاتری است از این رو برای اپلیکیشن‌ها با تراکنش بالا و همچنین شبکه‌های ذخیره‌سازی و تحویل محتوا از آن استفاده می‌شود. 

چه تفاوتی بین کارت های شبکه HBA،NIC،CNA وجود دارد؟

به طور خلاصه می توان گفت کارت های شبکه HBA،NIC،CNA دستگاه شما را به سرور و سوئیچ متصل می کنند اما تفاوت اصلی در نوع سرور و سوئیچی است که به آن متصل می شود.

ما در این مقاله شما را با کارت HBA آشنا کردیم. اگر علاقه به خواندن اطلاعاتی در مورد تفاوت بین کارت های شبکه HBA،NIC،CNA دارید، می توانید به مقاله مرتبط با این موضوع در وبلاگ سایت دالمن افزار پارسه مراجعه نمایید.

اگر در زمینه خرید قطعات سرور نیاز به مشاوره و راهنمایی دارید می‌توانید با کارشناسان تیم فنی دالمن افزار پارسه تماس بگیرید و از مشاوره های رایگان این تیم بهره‌مند شوید.

منبع: https://www.techtarget.com/searchstorage/definition/host-bus-adapter

مترجم: اسما دادرس محبوب