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NOTE: CentOS Enterprise Linux is built from the Red Hat Enterprise Linux source code. Other than logo and name changes CentOS Enterprise Linux is compatible with the equivalent Red Hat version. This document applies equally to both Red Hat and CentOS Enterprise Linux.
Linuxtopia - CentOS Enterprise Linux 4: Introduccion a la administracion de sistemas - Interfaces de dispositivos de almacenamiento masivo

5.3. Interfaces de dispositivos de almacenamiento masivo

Cada dispositivo utilizado en un sistema computacional debe tener alguna forma de conectarse a dicho computador. Este punto de conexi�n se conoce como una interfaz. Los dispositivos de almacenamiento tambi�n tienen interfaces. Es importante conocer sobre las interfaces por dos razones principales:

  • Existen muchas interfaces diferentes (la mayor�a completamente incompatibles)

  • Las diferentes interfaces tienen caracter�sticas de rendimiento y precios diferentes

Desafortunadamente, no existe una interfaz de dispositivos universal y tampoco una �nica interfaz para los dispositivos de almacenamiento. Por lo tanto, los administradores de sistemas deben estar conscientes de la(s) interfa(z/ces) soportadas por los sistemas de su organizaci�n. De lo contrario, est� el riesgo de comprar el hardware incorrecto cuando se planea una actualizaci�n del sistema.

Las interfaces tienen diferentes capacidades de rendimiento, haciendo algunas m�s adecuadas que otras para ciertos ambientes. Por ejemplo, las interfaces capaces de soportar dispositivos de alta velocidad son m�s adecuadas para los ambientes de servidores, mientras que las interfaces m�s lentas son suficientes para un uso de escritorio m�s ligero. Tales diferencias en rendimiento llevan a diferencias en precios, lo que significa que — como siempre — usted recibe lo que paga. La computaci�n de alto rendimiento no viene a precios bajos.

5.3.1. Antecedentes hist�ricos

A trav�s de los a�os se han creado diferentes interfaces para los dispositivos de almacenamiento masivo. Algunos est�n fuera del mercado, otros han prevalecido. Sin embargo, la lista siguiente proporciona una idea del �mbito del desarrollo de las interfaces sobre los �ltimos 30 a�os para as� proporcionar una perspectiva de las interfaces en uso hoy d�a.

FD-400

Originalmente dise�ada para las unidades de discos flexibles de 8 pulgadas a mitad de los a�os 70. Utilizaba un cable conductor 44 con un conector a la tarjeta de circuitos que suministraba tanto energ�a como datos.

SA-400

Otra interfaz para unidades de discos flexible (esta vez dise�ada originalmente a finales de los 70 para el entonces nuevo disco de 5.25 pulgadas). Utilizaba un cable conductor de 34 con un conector de socket est�ndar. Una versi�n ligeramente modificada de esta interfaz a�n se usa hoy d�a para las unidades de 5.25 pulgadas y las unidades de disco de 3.5 pulgadas.

IPI

Las siglas vienen de Intelligent Peripheral Interface; esta interfaz se utiliz� en las unidades de discos de 8 y 14 pulgadas desarrollada para los minicomputadores en los a�os 70.

SMD

Un sucesor de IPI, SMD (viene de Storage Module Device o Dispositivo Modular de Almacenamiento ) se utiliz� en los discos duros de los minicomputadores de 8 y 14 pulgadas de los a�os 70 y 80.

ST506/412

Una interfaz de disco duro que viene de los a�os 80. Utilizado en muchas computadoras personales de hoy, esta interfaz tiene dos cables - un conducto de 34 y otro de 20.

ESDI

Viene de Enhanced Small Device Interface, interfaz de dispositivos peque�os mejorada, esta interfaz se consider� un sucesor de ST506/412 con tasas de transferencia m�s r�pida y soportando tama�os m�s grandes de unidades. La interfaz ESDI, de mediados de los 80, utilizaba el mismo esquema de conexi�n de dos cables que su predecesor.

Tambi�n exist�an interfaces propietarias de los fabricantes m�s grandes (principalmente IBM y DEC). La intenci�n detr�s de la creaci�n de estas interfaces fue intentar proteger el negocio extremadamente lucrativo de los perif�ricos para sus computadores. Sin embargo, debido a su naturaleza propietaria los dispositivos compatibles con estas interfaces eran m�s costosos que sus equivalentes no propietarios. Debido a esto, estas interfaces fallaron en alcanzar una popularidad a largo plazo.

Mientras que las interfaces propietarias han desaparecido en gran medida y las interfaces descritas aqu� al principio de esta secci�n ya casi no tienen mucha posici�n (si es que tienen alguna) en el mercado, es importante conocer sobre estas interfaces que ya no se usan, pues prueban un punto — nada en la industria de la computaci�n permanece constante por mucho tiempo. Por lo tanto, siempre est� atento a las nuevas tecnolog�as de interfaces; un d�a puede encontrar una que sea m�s adecuada para sus necesidades que las ofertas tradicionales en uso.

5.3.2. Interfaces de hoy d�a con est�ndares de la industria

A diferencia de las interfaces propietarias mencionadas en la secci�n anterior, algunas interfaces han sido adoptadas m�s globalmente y se convirtieron en est�ndares de la industria. Dos interfaces en particular han experimentado est� transici�n y hoy son el coraz�n del est�ndar de la industria:

  • IDE/ATA

  • SCSI

5.3.2.1. IDE/ATA

IDE viene de Integrated Drive Electronics. Esta interfaz se origin� a finales de los 80 y utiliza un conector de 40 pines.

NotaNota
 

En realidad, el nombre correcto para esta interfaz es "AT Attachment" (o ATA), pero el t�rmino "IDE" (que en realidad se refiere a un dispositivo de almacenamiento masivo compatible con ATA) todav�a se utiliza. Sin embargo, para el resto de esta secci�n utiliza el nombre apropiado de esta interfaz - ATA.

ATA implementa una topolog�a de bus, con cada bus soportando dos dispositivos de almacenamiento masivo. Estos dos dispositivos se conocen como maestro y esclavo. Estos t�rminos pueden llevar a confusiones, pues implican un tipo de relaci�n entre los dispositivos; pero este no es el caso. La selecci�n de cual dispositivo es el maestro y cual es el esclavo, normalmente se selecciona a trav�s del uso de bloques de jumpers en cada dispositivo.

NotaNota
 

Una innovaci�n m�s reciente es la introducci�n de las capacidades de selecci�n de cable a ATA. Esta innovaci�n requiere el uso de un cable especial, un controlador ATA y dispositivos de almacenamiento masivo que soporten la selecci�n del cable (normalmente a trav�s de una configuraci�n en jumpers de "selecci�n de cable"). Cuando se configura de la forma adecuada, la selecci�n de cable elimina la necesidad de cambiar los jumpers cuando se mueven dispositivos; en vez de esto, la posici�n del dispositivo en el cable ATA denota si se trata del maestro o del esclavo.

Una variaci�n de esta interfaz ilustra las formas �nicas en que se pueden mezclar las tecnolog�as y tambi�n introduce nuestro pr�ximo est�ndar de la industria para las interfaces. ATAPI es una variaci�n de la interfaz ATA y viene de AT Attachment Packet Interface. Utilizada principalmente por las unidades de CD-ROM, una ATAPI sigue los aspectos el�ctricos y mec�nicos de la interfaz ATA pero utiliza el protocolo de comunicaci�n de la pr�xima interfaz discutida — SCSI.

5.3.2.2. SCSI

Formalmente conocida como Small Computer System Interface, Interfaz para sistemas de computaci�n peque�os, SCSI como se conoce hoy d�a se origin� a principios de los 80 y se declar� un est�ndar en 1986. De forma similar que ATA, SCSI utiliza una topolog�a de bus. No obstante ese es el fin de las semejanzas.

El uso de una topolog�a de bus significa que cada dispositivo en el bus debe ser identificado de forma �nica de alguna forma. Mientras que ATA soporta solamente dos dispositivos diferentes para cada bus y les d� un nombre espec�fico, SCSI hace esto asignando a cada dispositivo en el bus SCSI una direcci�n num�rica �nica o SCSI ID. Cada dispositivo en un bus SCSI se debe configurar (usualmente mediante jumpers o switches[1]) para responder a su SCSI ID.

Antes de continuar m�s all� con esta discusi�n, es importante notar que el est�ndar SCSI no representa una �nica interfaz, pero una familia de interfaces. Hay varias �reas en las que SCSI var�a:

  • Ancho del bus

  • Velocidad del bus

  • Caracter�sticas el�ctricas

El est�ndar SCSI original describe una topolog�a de bus en la cual ocho l�neas en el bus se utilizan para la transferencia de datos. Esto significa que los primeros dispositivos SCSI pod�an transferir datos solamente un byte a la vez. En a�os posteriores, se expandi� el est�ndar para permitir implementaciones en las que se utilizaban diecis�is l�neas, doblando la cantidad de datos que pod�an transmitir los dispositivos. Las implementaciones originales SCSI de "8 bits" se les conoc�a como SCSI angosto o narrow SCSI, mientras que las implementaciones de 16 bits se conocieron como SCSI amplio.

Originalmente, la velocidad del bus para SCSI estaba a 5MHz, permitiendo una tasa de transferencia de 5MB/segundo en el bus de 8-bits original. Sin embargo, las revisiones subsecuentes duplicaron la velocidad a 10MHz, resultando en 10MB/segundo para el SCSI angosto y 20MB/segundo para SCSI amplio. Con respecto al ancho del bus, los cambios en la velocidad del bus recibieron nuevos nombres, llamando a la velocidad de 10MHz r�pida. Las mejoras subsecuentes empujaron la velocidad del bus a ultra (20MHz), fast-40 (40MHz) y fast-80[2]. Incrementos posteriores en las tasas de transferencia llevaron a muchas versiones diferentes de la velocidad ultra160.

Combinando estos t�rminos, se pueden nombrar de forma concisa varias configuraciones SCSI. Por ejemplo, "ultra-wide SCSI" se refiere a un bus SCSI de 16-bits funcionando a 20MHz.

El est�ndar SCSI original utilizaba se�alizaci�n single-ended; esto es una configuraci�n el�ctrica donde solamente se utiliza un conductor para pasar una se�al el�ctrica. Las implementaciones posteriores tambi�n permitieron el uso de la se�alizaci�n diferencial, donde se utilizan dos conductores para pasar una se�al. El SCSI diferencial (el cual posteriormente se llam� diferencial de alto voltaje o HVD SCSI) tiene el beneficio de una sensibilidad reducida ante el ruido el�ctrico y permit�a mayores largos de cable, pero nunca se volvi� popular en el mercado de la computaci�n convencional. Una implementaci�n posterior, conocida como diferencial de bajo voltaje (LVD), finalmente se ha convertido en el requerimiento para las velocidades de bus altas.

El ancho de un bus SCSI no solamente dicta la cantidad de datos que se pueden transferir con cada ciclo del reloj, pero tambi�n determina cuantos dispositivos se pueden conectar a un bus. El SCSI normal soporta 8 dispositivos direccionados un�vocamente, mientras que SCSI ancho soporta 16. En cualquier caso, debe asegurarse de que todos los dispositivos est�n configurados a un �nico ID SCSI. Dos dispositivos compartiendo un mismo ID produce problemas que pueden llevar a corrupci�n de los datos.

Otra cosa a tener en mente es que cada dispositivo en el bus utiliza un ID. Esto incluye el controlador SCSI. A menudo los administradores de sistemas se olvidan de esto e inconscientemente configuran un dispositivo a utilizar el mismo ID SCSI que el controlador de bus. Esto significa que, en pr�ctica, solamente 7 dispositivos (o 15 para SCSI ancho) pueden estar presentes en un bus sencillo, pues cada bus debe reservar un ID para el controlador.

SugerenciaSugerencia
 

La mayor�a de las implementaciones incluyen alguna forma de escanear el bus SCSI; pero esto a menudo se utiliza para confirmar que todos los dispositivos esten correctamente configurados. Si el escaneo de un bus devuelve el mismo dispositivo para cada ID SCSI, ese dispositivo ha sido configurado de forma incorrecta al mismo ID SCSI que el controlador. Para resolver este problema, reconfigure el dispositivo para que utilice un ID SCSI diferente (y �nico).

Debido a la arquitectura orientada al bus de SCSI, es necesario terminar correctamente ambas puntas del bus. La terminaci�n se logra colocando una carga con la impedancia correcta en cada conductor que comprende el bus SCSI. La terminaci�n es un requerimiento el�ctrico; sin el, las diferentes se�ales presentes en el bus se reflejaran fuera del bus, mutilando toda la comunicaci�n.

Muchos (pero no todos) los dispositivos SCSI vienen con terminadores internos que se pueden habilitar o inhabilitar usando jumpers y switches. Tambi�n est�n disponibles los terminadores externos.

Una �ltima cosa a tener en mente sobre SCSI — no es simplemente una interfaz est�ndar para los dispositivos de comunicaci�n masiva. Muchos otros dispositivos (tales como escaners, impresoras y dispositivos de comunicaci�n) utilizan SCSI. Aunque son mucho menos comunes que los dispositivos de almacenamiento masivo SCSI, estos dispositivos si existen. Sin embargo, es posible que, con la llegada de USB y IEEE - 1394 (a menudo llamados Firewire), estas interfaces se utilizaran m�s para estos tipos de dispositivos en el futuro.

SugerenciaSugerencia
 

Las interfaces USB y IEEE - 1394 tambi�n est�n comenzando a hacer incursiones en el campo del almacenamiento masivo; sin embargo, no existen actualmente dispositivos de almacenamiento masivo nativos USB o IEEE-1394. En cambio, las ofertas actuales est�n basadas en ATA o en SCSI con circuiter�a de conversi�n externa.

No importa la interfaz que un dispositivo de almacenamiento masivo utilice, el funcionamiento interno del dispositivo tiene una influencia en su rendimiento. La secci�n siguiente explora este importante t�pico.

Notas

[1]

Algunos hardware de almacenamiento (usualmente aquellos que incorporan conductores de unidades removibles) est�n dise�ados para que el hecho de conectar un m�dulo en un lugar, autom�ticamente configura el SCSI ID a un valor adecuado.

[2]

Fast-80 t�cnicamente no es un cambio en la velocidad del bus; en cambio, se mantuvo el bus de 40MHz, pero los datos fueron registrados al pulso en subida y bajada del reloj, duplicando efectivamente la salida.

 
 
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