کارت HBA چیست و نحوه نصب آن

کارتHBA اهمیت ویژه‌ای در ذخیره‌سازی داده‌ها دارد چرا که امروزه دیتا و اطلاعات به‌عنوان یکی از مهم‌ترین دارایی‌های هر کاربری به شمار می‌رود. این کارت‌ها به بین یک Host System، سرور، استوریج و دستگاه های تحت شبکه، اجازه می‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اولین مدل این کارت های شبکه در سال 2000 توسط انجمن صنعت شبکه ذخیره‌سازی منتشر شده است و در سال 2002 به روز رسانی شد.

کارت HBA چیست؟

کارت HBA و یا کارت Host Bus Adaptor به یک برد مدار مجتمع و یا یک کارت توسعه گفته می شود که توسط آن می توان حافظه هایی نظیر ، هارد سرور یا HDD و یا درایو های جامد یا SSD را به یک هاست مانند سرور متصل کرد. در واقع این کارت به سیستم میزبان و یا هاست اجازه می دهد تا به دستگاه های ذخیره سازی به آن متصل و با هم ارتباط برقرار نمایند.

در واقع این hba ها همانطور که از نامش مشخص است آداپتورهای ورودی یا خروجی هستند که گذرگاه ورودی یا خروجی هاست و سیستم حافظه کامپیوتر را به هم متصل می‌کنند. پس طبق تعریف قبل می توان گفت یک کارت گرافیک متصل به کامپیوتر و حافظه، کارت شبکه متصل به گذرگاه و حافظه و یا کارت SCSI-FC متصل به گذرگاه و حافظه scsi یا fc همگی نوعی کارت HBA هستند.

کارت های HBA دارای خصوصیاتی نظیر تکنولوژی اتصال، سرعت، تعداد پورت و رابط سیستم هستند و اغلب به اسلات PCI Express (PCIe) سرور متصل می شوند.

مشاهده ویدیو: یک نکته در رایزر سرورهای G10

کارتHBA چه وظیفه‌ای دارد:

کارت HBA کارتی است که وظیفه دارد به‌صورت فیزیکی، سرور را به حافظه داخلی و یا حافظه خارجی متصل کند. این حافظه‌ها شامل SSD و HDD و یا هر حافظه ذخیره‌سازی دیگر است. همچنین این کارت علاوه بر ایجاد ارتباط بین سرور و کارت‌های حافظه، پردازش‌های Input و output را نیز انجام می‌دهد. کارت HBA باتوجه‌ به نوع خود از دستگاه‌های گوناگونی پشتیبانی می‌کند.

کارت HBA بر روی مادر برد سرور یا Host نصب و با استفاده از کابل‌های موردنیاز به دستگاه‌های ذخیره‌ساز داخلی و یا سایر حافظه خارجی متصل می‌شود. در حال حاضر هیچ یک از کارت‌های HBA، پورت اتصال داخلی و خارجی را به‌صورت هم‌زمان ندارند. شیوه عملکرد کارت‌های HBA به‌گونه‌ای است که در مسیر خروجی و ورودی قرار می‌گیرد و اطلاعات را از سیستم میزبان می‌گیرد و به دستگاه‌‌های ذخیره‌ساز انتقال می‌دهند.

در گذشته تبادل داده بین سرور و سوئیچ در دستگاه های ذخیره سازی SAN توسط فیبر اتفاق می افتد. زیرا سروی که از دستورالعمل scsi برای دستگاه های ذخیره سازی SAN استفاده می کرد، نمی توانست پروتکل IP را در شبکه LAN دریافت کند. برای اینکه این مشکل حل شود از سیستم انتقال FC استفاده شد که به FC SAN معروف شدند.

مدت ها بعد بعدها این سیستم وارد بسته‌های IP شد تا بتواند پروتکل های معمولی موجود در شبکه LAN را دریافت کند. که به آن ip san گفته شد و  رایج‌ترین آن iscsi است. در واقع IP san و FC SAN عملیات سنگین Unpacking را در بسته‌های دیتا انجام می دهند، که این کار سبب شد تا به یک کارت شبکه با عملکرد بالا نیاز باشد تا بار سنگین عملیات Unpacking را از روی سی پی یو سرور بردارد.

در اینجا کارت HBA وارد عمل شد البته لازم به ذکر است این کارت علاوه بر مسئولیت Unpacking می‌تواند یک رابط فیبر برای اتصال سوئیچ مربوطه فراهم کند. از آنجا که می توانید HBA را به یک اسلات PCI وصل کرد، آن را با NIC معمولی یا کارت فیبر نوری اشتباه می گیرند.

انواع کارت HBA چیست:

کارت HBA با توجه‌ به المان‌های مانند اتصال، سرعت آن، تعداد پورت و رابطی سیستم، به مدل های گوناگونی تقسیم می‌شوند:

• کارت FC HBA
• کارت SCSI HBA
• کارت SAS HBA
• کارت QLOGIC HBA

1. کارتFC HBA:

این نوع کارت که به SNIA Common HBA API نیز مشهور است در شبکه‌های FC SAN بیشترین کاربرد را دارد. همچنین کارت اچ بی ای، هاست را به یک سوئیچ شبکه و یا دستگاه ذخیره‌سازی متصل می‌کند و قادر است دستگاه‌های ذخیره‌سازی گوناگونی را به هم متصل کند.

به بیانی ساده تر این کارت از طریق کابل فیبر نوری به سوئیچ متصل شده تا مدیریت، نظارت و تثبیت فضای ذخیره سازی را انجام دهد. این نوع کارت HBA در سال ۲۰۰۰، توسط انجمن صنعت شبکه ذخیره‌سازی و کمیته T11.5 INCITS منتشر و آخرین نسخه آن در سال ۲۰۰۲ به‌ روزسانی شد. اولین بار این کارت ها با سرعت یک گیگابیت در ثانیه ارائه شد اما با گذشت زمان سرعت آن در هر نسل افزایش یافت که شامل:

• ۲Gbps (نسل دوم)
• ۴Gbps (نسل سوم)
• ۸Gbps (نسل چهارم)
• ۱۶Gbps (نسل پنجم)
• ۳۲Gbps (نسل ششم)
• ۶۴Gbps (نسل هفتم)

ششمین نسل این کارتها با سرعت 32 گیگابیت بر ثانیه را می‌توان با استفاده از پیوندهای موازی fc برای شبکه‌ای با چهار خط ۳۲ گیگابیت در ثانیه پیکربندی کرد؛پس می توان یک پیوند با سرعت ۱۲۸ گیگابیت در ثانیه ایجاد کرد. البته این امکان وجود دارد که تا سال 2024 سرعت FC تک خطی به 128 گیگابیت در ثانیه برسد. برای همین ممکن است اصلا از روش ها چهار خطی استفاده نشده و یا برای سرعت های بالاتر از 128 استفاده شود.

از جمله ویژگی های این کارت می تون به عملکرد، قابلیت اطمینان، قدرت و پشتیبانی از مجازی سازی سرور اشاره کرد. بهبودهایی که در طول سال‌ها روی کارت های fc hba انجام شده است شامل ویژگی‌های یکپارچگی داده‌ها برای جلوگیری از خرابی روی سیم در محیط‌های پایگاه داده است. بهبودها همچنین شامل پشتیبانی گسترده از مجازی سازی برای افزایش تراکم سرورهای مجازی نیز هستند.

2. کارت SCSI HBA:

کارت scsi hba معمولاً به یک SCSI موازی متصل است. scsi hba یا آداپتور scsi، اتصال و انتقال داده بین یک میزبان و یک دستگاه جانبی یا سیستم ذخیره‌سازی را تسهیل می‌کند. دستگاه‌های scsi موازی به یک گذرگاه مشترک متصل می‌شوند. حداکثر سرعت scsi سیصد و بیست مگابایت بر ثانیه است که برای پاسخگویی به نیازهای سیستم‌های محاسباتی مدرن بسیار کند محسوب می‌شود.

3. کارتSAS HBA

کارت SAS برای رفع محدویت های SCSI و ارائه نرخ بالاتر انتقال داده توسعه یافته است. روش انتقال این کارت با سایر کارت ها متفاوت است. sas یک پروتکل انتقال داده سریال نقطه به نقطه است. sas hba نوعی scsi hba است که معمولاً یک کامپیوتر میزبان را به یک دستگاه ذخیره‌سازی مانند درایو دیسک سخت، درایو حالت جامد یا دستگاه دیسک معمولی متصل می‌کند. sas hba ها می‌توانند به دستگاه‌های ذخیره سازی تک پورت یا دو پورت متصل شوند که با رابط sata یا sas سازگار هستند.

پهنای باند sas از ۳ گیگابیت در ثانیه شروع شده و به ۶ گیگابیت در ثانیه و سپس ۱۲ گیگابیت در ثانیه رسید. هر نسل جدید sas قابلیت‌های بیشتری را نیز به همراه دارد؛ مانند توانایی اتصال دستگاه‌ها در فواصل طولانی‌تر.

تمایز اصلی بین محصولات sas hba شامل مواردی مانند 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 گزینه‌های پیکربندی بیشتری را نسبت به محیط sas ارائه می‌دهد.

4. کارتQLOGIC HBA

hba های QLogic دارای بهترین عملکرد و پاسخگویی برای پروتکل کانال فیبر و NVMe روی کانال فیبر یا FC-NVMe است.

از ویژگی‌های کارت‌های Qlogic می‌توان به موارد زیر اشاره کنیم:

• استقرار همزمان FCP و FC-NVMe StorFusion
• هماهنگ‌سازی و در نتیجه کاهش تراکم ها
• جداسازی پورت های پیشرو برای عملکرد بالاتر
• قابلیت استفاده در سیستم‌های PCIe 3.0 و ۴.۰

همانطور که گفته شد بهترین کاربرد کارت‌های QLogic، در کانال فیبر (FCP) و NVMe از طریق کانال فیبر (FC-NVMe) است. در نتیجه در کارت‌های QLogic یک مسیر جداگانه برای هر پورت طراحی شده تا علاوه بر کاهش نرخ قطعی خط، قابلیت اطمینان افزایش یابد. هر کدام از کارت‌های hba در نوع خاصی از شبکه‌های کامپیوتری کاربرد دارند بنابراین قبل از خرید کارت hba مورد نظرتان، حتما از جزییات شبکه خود، ظرفیت‌ها و نیازهای مربوط به آن آگاه باشید تا بتوانید با دید بهتری تجهیزات شبکه خود را انتخاب کنید.

کاربرد کارت HBA چیست:

همان‌طور که گفتیم کارت HBA قادر است صدها و یا هزاران حافظ ذخیره‌ساز داخلی و خارجی را به سرور متصل می‌کند. این کارت‌ها برای قرارگرفتن در محیط‌های ذخیره‌سازی یا همان نوار و یا محیط‌های SSD با کارای بالا بسیار مناسب است. از دیگر ویژگی‌ها و مزایای این کارت می‌توانیم به موارد زیر است که عبارت‌اند از:

• در workstationها، سرورها و پایگاه‌داده‌ها برای مدیریت داده‌ها.
• در گیمینگ و ویرایش ویدئو برای افزایش عملکرد بهتر.
• در سیستم‌های امنیتی و نظارتی.
• برای ذخیره‌سازی direct-attached storage (متصل مستقیم) و network-attached storage (ذخیره‌سازی متصل به شبکه).

زمان مناسب استفاده از کارت HBA:

کارت HBA کار حفاظتی انجام نمی‌دهند، بنابراین هنگامی که نیاز به RAID protection ندارید از HBA استفاده نمایید. RAID protection، روشی برای حفاظت از داده‌ها در صورت بروز خطا، در چندین درایو و در مکان‌های مختلف است.

در موارد زیر می‌توانید از کارت اچ بی ای استفاده کنید:

• زمانی که دستگاه ذخیره‌سازی شما دیسک (برای مثال درایو tape) نباشد.
• دستگاهی که به آن متصل می‌شوید، RAID protection خود را فراهم کند.
• زمانی که نرم‌افزار حفاظت از داده‌ها را داشته باشید.

تفاوت بین HBA و آداپتور RAID چیست؟

تفاوت آداپتور HBA با RAID در این است که HBA ها از داده ها محافظت نمی کنند و یا دارای کش برای ذخیره داده نیستند. اما RAID با استفاده از کش خود عملکرد خواندن و نوشتن در سرور را سرعت می بخشد. یکی دیگر از تفاوت ها این است که HBA ها بر خلاف آداپتور RAID نمی توانند منابع ذخیره داده را به هم متصل کرده تا به یک منبع ذخیره بزرگتر تبدیل شوند. در واقع این آداپتور RAID است که می تواند چندین منبع ذخیره سازی جدا را در سیستم توسط الگوریتم های خاصی از سیستم عامل مخفی کند.

بیشتر بخوانید: مقایسه میان کارت های شبکه HBA ،NIC و CAN

نحوه نصب کارت HBA بر روی سرور:

نکته های که قبل از نصب آداپتور باید به آن دقت کنید این است که حتما یک نسخه پشتیبان از آن تهیه کنید:

• برای اطمینان از اتصال صحیح کابل ها، به برچسب های روی کابل و کانکتورهای قطعات توجه کنید.
• از تمام اطلاعات سرور نسخه پشتیبان تهیه کنید.
• سرور را خاموش کنید.
• کابل برق را از سرور و حتی منبع برق جدا کنید.
• سرور را از رک خارج کنید.
• در سرور را باز کنید.
• رایزر PCI را خارج کنید.
• کنترلر را روی برد رایزر نصب کنید:

مدل H240 یا P440

مدل P840

• مجموعه برد رایزر را نصب کنید:

مدل H240 یا P440

مدل P840

• کابل های SAS مناسب را وصل کنید.
• بافل هوا را نصب کنید.
• پنل دسترسی را نصب کنید.
• سرور را داخل رک شبکه قرار دهید.
• کابل پاور را به آن متصل کنید.
• قبل از اتصال سرور به برق اطمینان حاصل کنید که باتری سرور به درستی نصب شده است.
• سرور را به برق متصل و کار را شروع کنید.