USB 本身不直接执行 SCSI 命令，但 USB 存储设备（如 U 盘、移动硬盘）内部通常使用 SCSI 协议来管理其闪存或磁盘。
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它们之间通过一个叫做 “USB 大容量存储类” (USB Mass Storage Class, UMSC) 的标准桥接起来。
两个独立的概念：USB 和 SCSI
我们需要明白它们是两种不同层面的技术：
USB (Universal Serial Bus - 通用串行总线)
- 是什么：一种外设总线标准，它定义了物理接口（Type-A, Type-C 等）、电气信号、数据传输方式和通信协议。
- 作用：为计算机和外部设备（如键盘、鼠标、打印机、U 盘、摄像头）提供一个标准化的连接通道。
- 视角：它像一个“公路系统”，负责把数据包（货物）从源头（CPU/内存）运送到目的地（设备）或反之，它关心的是“如何运输”，而不是“运输的是什么”。
SCSI (Small Computer System Interface - 小型计算机系统接口)
- 是什么：一种设备级命令集和协议标准，它定义了如何与存储设备（如硬盘、光驱、磁带机）进行通信，告诉设备要执行什么操作，如“读取扇区 100-200 的数据”或“写入数据到扇区 300”。
- 作用：为存储设备提供一套标准化的指令集。
- 视角：它像一个“订单和语言”，它规定了你给设备下什么指令（命令），以及设备如何响应，它关心的是“要做什么操作”。
桥接者：USB 大容量存储类 (UMSC)
既然 USB 只管运输，SCSI 只管命令，U 盘（一种 USB 设备）是如何理解 SCSI 命令的呢？
答案就是 USB Mass Storage Class (UMSC) 协议。
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你可以把 UMSC 想象成一个“翻译官”，它位于 USB 协议和 SCSI 协议之间。
工作流程如下：
- 操作系统 (如 Windows, macOS, Linux) 想要对 U 盘进行操作，比如拷贝一个文件。
- 操作系统并不直接和 USB 通信，而是通过通用存储驱动程序（如
disk.sys在 Windows 中）发出SCSI 命令，它会发出一个“读取逻辑块地址 512 处的 512 字节数据”的 SCSI Read (10) 命令。 - 这个 SCSI 命令被打包成一个 Command Block Wrapper (CBW) 数据包。
- 这个 CBW 数据包通过 USB 总线发送到 U 盘，USB 只是把 CBW 当作一个普通的“数据包”来运输。
- U 盘内部的主控芯片（一个微控制器 MCU）运行着固件，这个固件实现了 UMSC 协议。
- UMSC 协议在 U 盘端扮演“逆向翻译官”的角色，它接收到 CBW 数据包后，从中解包出原始的 SCSI 命令。
- U 盘主控芯片执行这个 SCSI 命令，它会根据命令中的地址和长度，从内部的闪存芯片中读取数据。
- 读取完成后,U 盘将数据打包成一个 Command Status Wrapper (CSW) 数据包（包含数据和执行状态），再通过 USB 总线发送回计算机。
- 计算机端的 USB 驱动程序接收到 CSW，UMSC 协议从中解包出数据，并将最终结果返回给操作系统。
常见的 SCSI 命令示例
即使你是在使用一个 U 盘，当你进行文件操作时，底层的存储设备实际上也在执行这些经典的 SCSI 命令：
- READ (6) / READ (10) / READ (16)：读取指定逻辑块地址的数据，这是最常用的命令之一。
READ(10)可以访问高达 2TB 的空间（2^28个扇区），而READ(16)则支持更大容量。 - WRITE (6) / WRITE (10) / WRITE (16)：向指定逻辑块地址写入数据。
- TEST UNIT READY：检查设备是否已准备好接收命令，通常在初始化或超时后使用。
- INQUIRY：请求设备的基本信息，如厂商、产品型号、序列号等，操作系统在识别设备时会用到这个命令。
- MODE SENSE / MODE SELECT：获取或设置设备的操作参数，如写入缓存是否启用、磁盘扇区大小等。
- READ CAPACITY：获取设备总容量信息，如逻辑块大小和总块数，这是操作系统确定磁盘大小的关键命令。
- START STOP UNIT：启动或停止设备（关闭硬盘的电机）。
- PREVENT ALLOW MEDIUM REMOVAL：锁定或解锁可移除介质（对于 U 盘，这通常表现为“安全弹出”功能的前置步骤）。
USB 大容量存储类的变体
虽然 SCSI 是最经典的底层协议，但 UMSC 协议也支持其他几种设备级命令集，以适应不同类型的存储介质：
- Transparent SCSI Command Set (最常见)：如上所述，直接桥接 SCSI 命令，适用于大多数 U 盘、SD 读卡器、移动硬盘。
- RBC (Reduced Block Commands)：精简版的块命令集，主要用于光驱和磁带机等。
- 0 (ATA Command Set)：直接桥接 ATA 命令（也就是我们常说的 IDE/PATA 硬盘的命令），一些早期的移动硬盘盒或直接使用笔记本硬盘的设备会使用这个。
- QIC-157：主要用于磁带机。
当你插入一个 USB 存储设备时，系统会通过 INQUIRY 命令来确定它使用的是哪种命令集，然后加载相应的驱动程序。
如何查看和调试这些命令？（高级内容）
如果你是开发者或高级用户,可以使用工具来观察这些底层的 SCSI 命令：
- Linux:
sg3_utils工具集：sg_raw可以手动发送原始 SCSI 命令。sg_inq可以执行INQUIRY命令。dmesg或journalctl：可以查看内核识别和与设备通信时的日志信息。
- Windows:
- WinUSB 或 libusb 配合工具：可以使用
usbhid-dump等工具来观察 USB 流量，但直接观察 SCSI 命令比较复杂。 - OSR Driver 提供的 USB 分析工具：可以深入分析 USB 通信，包括 UMSC 的 CBW/CSW 包。
- WinUSB 或 libusb 配合工具：可以使用
- macOS:
system_profiler SPCIDataType：可以列出已连接的 SCSI 设备及其信息。iostat -x：可以观察磁盘 I/O 统计信息。
| 特性 | USB (通用串行总线) | SCSI (小型计算机系统接口) |
|---|---|---|
| 层级 | 总线/传输层 | 命令/协议层 |
| 作用 | 定义物理连接和数据如何传输 | 定义与存储设备如何通信的指令集 |
| 关系 | USB 是公路，SCSI 是语言，两者通过 USB 大容量存储类 (UMSC) 协议桥接。 | |
| 命令 | 无，只有数据包传输、控制传输、中断传输等。 | 有丰富的命令集，如 READ, WRITE, INQUIRY 等。 |
| 设备 | U 盘、键盘、鼠标等所有 USB 设备。 | 硬盘、光驱、磁带机等存储设备。 |
USB 提供了通往 U 盘的“路”，而 SCSI 是路上跑的“车”所使用的“交通规则和语言”，当你在电脑上操作 U 盘时，实际上是在通过 USB 这条路，用 SCSI 这套语言在和 U 盘内部的控制器对话。
