文章目录
- 概述
- 原语
- 通用原语
- 连接管理原语
- 连接通信原语
- 地址帧
- IDENTIFY地址帧
- OPEN地址帧
- 链路复位
- Link Reset
- Hard Reset
- SATA的Link Reset
- 连接管理
- 建立连接
- 连接仲裁
- 流量控制
- SSP流控
- Credit Advance
- SMP流控
- 相关参考
概述
SAS链路层用于定义原语、地址帧以及连接相关的内容，提供认证序列、hardreset序列、连接管理以及SSP、STP和SMP帧传输等功能
原语
原语定义为第一个字符为K28.3或K28.5的双字，其作用是保持链路传输中的数据同步及时钟补偿等。原语格式定义如下：
SAS链路中的原语根据作用可大致分为三类：通用原语、连接管理原语、连接通信原语。
通用原语
| 原语 | 描述 |
|---|---|
| ALIGN | 用于速率调整，保持连接的phy传输速率一致 |
| HARD_RESET | 发起Hard Reset |
| BROADCAST | 链路变化原语，由Expander发出，指示SAS网络中存在链路发生变化 |
| ERROR | 用于误码 |
连接管理原语
连接管理原语用于配合地址帧进行连接管理，包括CLOSE、AIP等。
| 原语 | 描述 |
|---|---|
| SOAF/EOAF | 地址帧的起始与结束标识 |
| OPEN_ACCEPT | 接受一个连接请求 |
| OPEN_REJECT | 拒绝一个连接请求，携带的字符数据指示了拒绝连接的原因 |
| AIP | 连接仲裁原语，连接建立过程中由被请求端发送，携带的字符数据指示了当前未建立的原因 |
| CLOSE | 关闭一条连接 |
| BREAK | 中断一条连接 |
连接通信原语
连接通信原语主要用于SSP、SMP连接内的数据通信，包括ACK、NAK等。
| 原语 | 描述 |
|---|---|
| SOF/EOF | 帧的起始与结束标识 |
| RRDY | 允许发送帧 |
| CREDIT_BLOCED | 用于流控 |
| ACK/NAK | 用于对COMMAND、TASK、XFER_RDY、RESPONSE帧进行响应，正常时返回ACK，异常返回NAK |
| DONE | 数据帧传输完成 |
地址帧
SAS协议定义了两种类型的地址帧：IDENTIFY地址帧和OPEN地址帧，分别用于IDENTIFY序列中交互设备信息和建立连接请求。地址帧在链路上的传输格式如下：
地址帧的通用格式定义如下：
IDENTIFY地址帧
当SAS设备之间链路建立后，两端设备会发送IDENTIFY地址帧以交换双方的设备信息。IDENTIFY地址帧格式如下：
OPEN地址帧
SAS通信模型中约束SAS设备之间要进行数据通信，必须要先建立一条端到端的连接。作为连接的发起方，需要通过发送OPEN地址帧，以请求建立一条到目标设备的数据连接通路。OPEN地址帧格式定义如下：
链路复位
SAS链路定义了多种级别的链路复位序列：包括Link Reset、Hard Reset。
Link Reset
Link Reset会重新触发两端的链路协商以及信息认证，Link Reset流程如下：
Hard Reset
Hard Reset对比Link Reset流程，多出了一个Hard Reset的序列，通常这个序列会发送一个Hard Reset类型的原语。Target端在接收到Hard Reset原语后可能会做一些额外的资源清理等，例如SAS盘就可能回去清除盘上所有正在运行的IO。
SATA的Link Reset
SATA的链路复位要单独进行说明，SATA协议只定义了Link Reset这一种方式，其Link Reset序列示意图如下：
连接管理
SAS协议要求启动器端口和目标器端口在进行数据通信之前，必须要先建立连接。根据链路层所承载的协议不同，连接类型可以分为三种，分别为SSP连接、STP连接和SMP连接，其中：
- SSP连接：用于SSP Initiator端口和SSP Target端口之间传输SCSI命令请求、任务管理请求以及数据帧等；
- STP连接：用于SSP Initiator端口和STP Target端口之间传输SATA数据帧，其中STP Target端口有Expander设备提供，代理SATA设备与SSP Inititor设备建立STP连接；
- SMP连接：用于SMP Initiator端口和SMP Target端口之间传输SMP请求和SMP响应数据。
建立连接
待续。。。
连接仲裁
待续。。。
流量控制
流量控制用于保证发送端发送的流量不会超出接收端的接收能力，而导致数据被接收端丢掉。基本的实现流量控制的方式有两种：一种是基于反压机制，例如以太网使用的Global Pause、PFC等；另外一种是基于信用的流控
，高速链路大都采用这种方式，例如PCIe。SAS协议使用基于信用的流量控制机制，本端如果要发送数据，必须要先收到对端的信用。
SSP流控
SSP链路层的流控使用RRDY原语来授予SSP帧信用，以允许连接中的其它SSP phy发送帧。本端在每次接收到一个RRDY原语时，都会将递增信用计数；每个信用都会允许本端向对端发送一个SSP帧，帧发送完后，信用也会递减。
Credit Advance
除了RRDY原语外，OPEN地址帧CREDIT ADVANCE位也可以用来授予SSP帧信用。它的运作机制如下：
- 如果本端具有可用的接收资源，则它可以通过在OPEN地址帧中将CREDIT ADVANCE位设置为1来预付信用，这样可以允许本端在接收到OPEN_ACCEPT之后才发送RRDY；
- 而在对端接收到
CREDIT ADVANCE位设置为1的OPEN地址帧后，会增加SSP帧信用，同时也会忽略下一个接收到的RRDY原语。
SMP流控
SMP链路层其实并未实现流量控制，SMP帧的交互是一个简单的请求-响应的通信模型。当接受SMP连接时，就意味着SMP Target端口已经准备好接受SMP请求了；同样的对于SMP Intiator端口，当发送SMP请求时，也就做好了接受SMP响应的准备。
相关参考
- 《SAS Protocol Layer》
- 《SAS Storage Archteciture》》
