一文搞懂HBA卡

HBA卡是一个简称，准确叫法应该是：主机总线适配器(Host Bus Adapter,HBA)，也叫做FC-HBA卡（俗称：光纤网卡）、iSCSI-HBA卡（RJ45接口）。这是一个在服务器和存储装置间提供输入/输出(I/O)处理和物理连接的电路板或集成电路适配器。由于传输协议的不同而出现，一般用在服务器的主板上，还提供一个光纤接口，后来被归为一种网卡（光纤网卡），传输ISCSI协议，接口类型与以太网卡相同，外接存储用的光纤交换机。因为HBA减轻了主处理器在数据存储和检索任务的负担，它能够提高服务器的性能。一个HBA和与之相连的磁盘子系统有时一起被称作一个磁盘通道。

HBA卡

 HBA 通常以其支持的互连技术以及速度、端口数和系统接口为特征。大多数 HBA 卡插入主机的外围组件互连高速 （PCIe） 插槽，尽管它们可能采用其他外形规格，例如刀片服务器的夹层卡。

HBA卡通常安装于计算机的PCIe插槽

虽然术语 HBA 适用于各种互连，但它最常用于存储协议，例如光纤通道 （FC）、小型计算机系统接口、串行高级技术附件 （SATA） 和串行连接 SCSI （SAS）。

光纤通道主机总线适配器
光纤通道 HBA 支持基于 FC 的存储区域网络 （SAN） 中的设备之间的连接和数据传输。FC HBA 可以将主机服务器连接到交换机或存储设备、连接多个存储系统，或者连接多个服务器（当它们同时用作应用程序主机和存储系统时）。SAN 管理软件将 HBA 识别为连接点。

FC HBA 的制造商通常会根据 FC 网络技术数据速率的提高来更新其产品。光纤通道产品于 1997 年首次上市。从那时起，FC HBA 的增长速度稳步加快。首次推出时，FC HBA 提供的数据速率为 1 Gbps，但每一代新产品的速度都翻了一番：

2 Gbps（第 2 代）
4 Gbps（第 3 代）
8 Gbps（第 4 代）
16 Gbps（第 5 代）
32 Gbps（第 6 代）
64 Gbps（第 7 代）

第 6 代 FC （32 Gbps） 可以配置为提供 128 Gbps，方法是使用并行 FC 链路对 32 Gbps FC 的四个通道进行条带化，从而创建 128 Gbps 的单个链路。FC路线图表明，到128年，单通道FC速度将达到2024 Gbps，因此四通道解决方案可能会过时或应用于更快的速度。

FC HBA 制造商通常会在更新到新一代 FC 技术时增强产品附加功能。多年来的改进包括数据完整性功能，以防止数据库环境中的在线损坏。改进还包括扩展对虚拟化的支持，以提高虚拟服务器的密度。

FC HBA的市场主导制造商是Marvell QLogic和Emulex。（Avago Technologies收购了Emulex，然后收购了Broadcom，在此过程中采用了Broadcom的名称。其他FC HBA制造商包括Atto Technology和Hewlett Packard Enterprise（HPE）。

FC HBA 的显著特点包括性能、可靠性、安全性、电源功能、对服务器虚拟化的支持以及单窗格管理软件的可用性。

SCSI 适配器/SCSI HBA
SCSI HBA通常与并行SCSI相关联，这是一种曾经流行的数据传输技术，在很大程度上已被更快的SAS所取代。SCSI HBA 或 SCSI 适配器有助于主机与外围设备或存储系统之间的连接和数据传输，这些设备或存储系统由美国国家标准协会 I/O 互连的 SCSI 标准集定义。

插入式 HBA 卡通常向目标设备（如存储驱动器或阵列）发起并发送服务和任务管理请求，并接收来自目标的响应。

并行 SCSI 设备连接到共享总线。最大并行 SCSI 速度为每秒 320 兆字节。这被认为太慢，无法满足现代计算系统的需求，并且随着更多设备添加到共享总线，性能通常会下降。并行 SCSI HBA 被视为过时的技术，大多数制造商已停止生产它们。

SAS 和 SATA HBA
SAS的开发是为了解决传统并行SCSI的局限性，并提供更高的数据传输速率。与并行 SCSI 一样，SAS 使用 SCSI 命令集，但数据传输方法不同。SAS 是一种点对点串行数据传输协议。

SAS HBA 是一种 SCSI HBA，通常将主机连接到存储设备，例如硬盘驱动器、固态驱动器、一堆磁盘设备或磁带驱动器。SAS HBA 能够连接到与 SATA 或 SAS 接口兼容的单端口或双端口存储设备。事实上，当今的许多 SAS HBA 都是作为 SAS/SATA 设备出售的。

SAS 带宽从 3 Gbps 开始，然后发展到 6 Gbps，然后是 12 Gbps。每一代新一代SAS还带来了额外的功能，例如跨更长电缆距离连接设备的能力。SAS HBA 产品之间的区别包括支持的 SAS 速度、数据传输速率、端口数、PCIe 总线类型和功耗。

戴尔、HPE 和 IBM 等供应商销售的入门级存储阵列支持 SAS SAN 结构，可直接连接到配备 SAS HBA 的服务器，无需网络交换机。SAS HBA 通常比 FC HBA 便宜，尽管 FC SAN 比 SAS 环境提供更好的性能和更多的配置选项。

SAS HBA 还可以连接到 SAS 交换机，以启用多个服务器和外部存储之间的连接，但交换式 SAS 的使用不如服务器和存储阵列之间的直接连接那么常见。

主要的SAS HBA制造商包括Atto Technology，Broadcom（通过Avago收购LSI），Microsemi（通过收购PMC-Sierra）和HPE。

其他类型的网络适配器
与 HBA 一样，以下适配器也可以将主机系统连接到存储或网络设备：

网络接口卡 （NIC）。NIC 支持通过以太网在主机和网络设备之间进行连接和数据传输 备用名称包括以太网适配器和以太网网络适配器。
Internet SCSI （iSCSI） 适配器。iSCSI 适配器（也称为 iSCSI HBA 或 iSCSI NIC）通过 TCP/IP 和以太网网络基础结构提供 SAN 连接，并将 iSCSI 和 TCP/IP 处理卸载到适配器以提高性能。
聚合网络适配器 （CNA）。CNA 结合了 FC HBA 和 TCP/IP 以太网网卡的功能，并支持局域网和 FC SAN 流量。
主机通道适配器 （HCA）。HCA，也称为 InfiniBand 适配器，可通过无损 InfiniBand 网络在服务器和存储之间实现低延迟数据通信;当服务器同时用于应用程序托管和存储时，它还用作服务器到服务器的互连。用例包括高性能计算、数据分析、云数据中心以及大规模 Web 和交易应用程序。
通过融合以太网 （RoCE） NIC 进行远程直接内存访问。RoCE NIC，也称为带 RoCE 的 NIC，有助于在不同服务器的应用程序内存之间直接传输数据 - 无需 CPU 参与 - 以加速无损以太网网络的性能。它支持比以太网 NIC 更快的数据传输，通常用于大容量事务应用程序以及存储和内容交付网络

参考文献：

[1]什么是HBA卡？全面了解HBA卡-HBA卡知识-中存储网 (chinastor.com)

[2]HBA卡和HCA卡的区别是什么？ - 知乎 (zhihu.com)

[3]What is a host bus adapter (HBA)? An introduction (techtarget.com)

[4]Host Bus Adapters (HBAs):The Basics