کارت HBA چیست و چه نقشی در شبکه دارد؟

اگر بخواهیم به‌طور کاملا ساده کارت HBA را تعریف کنیم؛ باید بگوییم که HBA مخفف Host Bus Adapter است که سرور را به یک دستگاه ذخیره سازی متصل می‌کند. این کارت تاثیر بسزایی در بهبود عملکرد سرور دارد زیرا عملیات پردازش داده‌های ورودی و خروجی را هنگام ذخیره و بازیابی داده‌ها انجام می‌دهد. کارت HBA انواع مختلفی دارد که تفاوت مدل‌های آن در سرعت، تعداد پورت، رابط سیستم و فناوری اتصال است. Host Bus Adapterها بیشتر با پروتکل‌های ذخیره سازی مانند Fibre Channel ، SAS و SATA کار می‌کنند.

انواع کارت HBA

کارت FC HBA

این نوع HBA توانایی برقراری اتصال و انتقال داده بین دستگاه‌ها را در یک SAN مبتنی بر کانال فیبر (شبکه منطقه ذخیره سازی) دارد. با استفاده از آداپتورهای Fibre Channel می‌توانید یک سرور را به یک سوئیچ و یا دستگاه ذخیره سازی متصل کنید. از ویژگی‌های کارت FC HBA می‌توان به عملکرد عالی، قابلیت اطمینان و امنیت اشاره کرد. تولیدکنندگان FC HBA به طور کلی محصولات خود را مطابق با افزایش نرخ داده فناوری شبکه FC به روز می کنند. Fibre Channel HBA اولین بار در سال 1997 در دسترس کاربران قرار گرفت که نرخ انتقال داده آن‌ها برابر با یک گیگابیت بر ثانیه بود. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی این سرعت هم افزایش یافت و در هر نسل جدید دو برابر می‌شود:

• 2Gbps (Gen2)
• 4Gbps (Gen3)
• 8Gbps (Gen4)
• 16Gbps (Gen5)
• 32Gbps (Gen6)
• 64Gbps (Gen7)

نسل ششم FC را می‌توان با استفاده از پیوندهای موازی FC برای Parallel کردن چهار خط (Lane) پیکربندی کرد. در این‌صورت یک پیوند واحد با سرعت 128 گیگابیت بر ثانیه ایجاد می‌شود. باتوجه به نقشه راه FC تا سال 2024 سرعت FC تک خطی به 128Gbps خواهد رسید بنابراین این راه حل ممکن است منسوخ شود.

آداپتورهای SCSI/SCSI HBA

این نوع آداپتور باس میزبان یک فناوری محبوب انتقال داده بود تا اینکه SAS جایگزین آن شد. SCSI به اتصال و انتقال داده بین یک میزبان یا یک دستگاه ذخیره سازی کمک می‌کند. چندین دستگاه SCSI موازی را می توان به یک گذرگاه مشترک متصل کرد. راه اندازی SCSI حداکثر سرعت 320 مگابایت بر ثانیه دارد. این سرعت در گذشته سریع در نظر گرفته می شد، اما امروزه به جرات می‌توان گفت که سرعت 320 مگابایت بر ثانیه قدری خنده‌دار است و پاسخگوی نیازهای برنامه‌های مدرن و سیستم‌های محاسباتی نیست. کارت SCSI HBA دارای یک فناوری بسیار قدیمی است و عملکرد یک SCSI HBA با اضافه شدن دستگاه‌های بیشتری کاهش می‌یابد.

SAS and SATA HBAs

با پیشرفت تکنولوژی، برای رفع محدودیت های SCSI موازی سنتی و ارائه نرخ های بالاتر انتقال داده، SAS توسعه یافته است و از مجموعه دستورات SCSI پیروی می‌کند اما با روشی متفاوت در انتقال داده! SAS یک پروتکل انتقال داده سریال نقطه به نقطه (point-to-point) است. SAS HBAها می‌توانند 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 HBAهای امروزی به عنوان دستگاه‌های 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.

SAS HBA ها معمولاً ارزان‌تر 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 می‌توانند به سوئیچ‌های SAS متصل شوند تا اتصالات بین چندین سرور و حافظه خارجی را فعال کنند، اما استفاده از SAS سوئیچ شده به اندازه اتصال مستقیم بین سرور و آرایه ذخیره سازی رایج نیست. همانند HBA آداپتورهای زیر نیز می‌توانند یک سیستم میزبان را به دستگاه‌های ذخیره سازی یا شبکه متصل کنند:

کارت رابط شبکه (NIC)

کارت NIC اتصال و انتقال داده را بین میزبان‌ها و دستگاه‌های شبکه از طریق اترنت فعال می‌کند. کارت شبکه‌هایی که با فناوری‌های جدیدتر ساخته شده‌اند، قابلیت‌های مانند پشتیبانی از وقفه I/O، رابط های دسترسی مستقیم به حافظه (DMA)، انتقال داده ها، مهندسی ترافیک شبکه و پارتیشن بندی را برای کاربر فراهم می‌کنند. Network Interface Card از مدل OSI برای ارسال سیگنال در لایه فیزیکی، انتقال بسته‌های داده در لایه شبکه و به عنوان یک رابط در لایه TCP/IP کار می‌کند.

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. در واقع می‌توان گفت ISCSI یک پروتکل لایه انتقال است که نحوه انتقال بسته های Small Computer System Interface (SCSI) را در یک شبکه TCP/IP توضیح می دهد. ISCSI امکان راه اندازی یک شبکه ذخیره سازی مشترک را فراهم می‌کند که در آن چندین سرور و کلاینت می‌توانند به منابع ذخیره سازی مرکزی دسترسی داشته باشند، گویی که ذخیره سازی یک دستگاه متصل به صورت محلی است.

آداپتور شبکه همگرا (CNA)

یک CNA عملکرد NIC اترنت FC HBA و TCP/IP را ترکیب می‌کند و از شبکه محلی و ترافیک FC SAN پشتیبانی می‌کند. CNA ها سرورها را به شبکه‌های FC SAN و شبکه‌های محلی مبتنی بر اترنت (LAN) متصل می‌کنند. یک CNA از طریق PCIe به سرور متصل می‌شود. سرور از CNA برای ارسال ترافیک SAN و LAN از طریق یک کانکتور به یک پورت اترنت در سوئیچ شبکه استفاده کرده که می‌تواند هر دو نوع ترافیک را مدیریت کند.

آداپتور شبکه همگرا از FC روی اترنت (FCoE) برای انتقال داده‌ها به سوییچ استفاده می‌کند. پروتکل FCoE ارتباطات FC را قادر می‌سازد تا مستقیماً از طریق اترنت اجرا شود و انتقال ترافیک FC را در زیرساخت‌های اترنت پرسرعت امکان پذیر می‌کند.

آداپتور کانال میزبان (HCA)

آداپتورهای کانال میزبان (HCA) یک سیستم مدیریت شده با اتصالات پورت به دستگاه‌های دیگر ارائه می‌دهند. آن پورت را می‌توان به HCA دیگر، یک دستگاه هدف یا سوئیچ متصل کرد که داده‌های وارد شده در یکی از پورت‌های خود را به دستگاه متصل به پورت دیگری هدایت می‌کند. 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 Lossless ممکن می‌سازد. از HCA می‌توان به عنوان یک اتصال بین سرور به سرور، هنگامی که سرورها برای میزبانی برنامه و ذخیره سازی استفاده می‌شوند نیز بهره برد. از HCA می‌توان در محاسبات با عملکرد بالا، تجزیه و تحلیل داده‌ها، مراکز داده ابری و برنامه‌های کاربردی وب و تجارت در مقیاس بزرگ استفاده کرد.

چه تفاوتی میان HBA و NIC وجود دارد؟

باید این نکته را ذکر کنیم که هم کارت HBA و هم کارت شبکه دستگاه شما را به یک سوئیچ یا استوریج متصل می‌کند؛ تفاوت اصلی در نوع سوئیچ و استوریجی است که به آن متصل می‌شوید.