如果把SATA的Port Multiplier比做Hub，那么将SAS的扩展器形容为交换机（Edge Expander，边沿扩展器）和路由器（Fanout Expander，扇出扩展器）就再合适不过了。

扩展器利用可多达128个的Phy（发送器和接收器各一、能够接受1个物理链接的最小单元，譬如1个4宽度端口即由4个Phy组成）连接发起者/目标设备或其他扩展器，组成星形拓扑架构。扇出扩展器是SAS域的核心，一个SAS域只能有一个扇出扩展器，它可以随意连接边沿扩展器（只要不超过Phy数目上限）；一个边沿扩展器只能连接到一个扇出扩展器上，而在没有扇出扩展器的情况下最多仅允许两个边沿扩展器互连；在不超过Phy数目上限的前提下，扩展器可以随意连接发起者/目标设备。也就是说，在一个SAS域中，任意两个设备（发起者或目标）之间最多可以有3个扩展器（边沿－扇出－边沿，下图）。此外，一个具有多个端口的设备还能跨越不同的SAS域。

扩展器与设备的关系

SAS制订初期的目标是每个扩展器可连接64个设备，一个SAS域最多4096个（64×64）设备；后来规范制订者们意识到没有必要把扩展器的端口数目限制在64个，于是便改为每个扩展器能够寻址128个Phy，整个SAS域形成一个物理连接数目可达16k（128×128＝16384）的点对点交换式拓扑架构。这种从基于路径向基于寻址的转变允许在不使用扇出扩展器的情况下获得更大规模的配置——通过多个边沿扩展器组成“边沿扩展器集”的方法，将能够以Phy数目较少但却廉价的芯片构建起一个大型的逻辑扩展器。

SAS连接器类型对比表

扩展器强大的连接能力不仅是为设备数量服务的，它还可以用多达4个的物理链接（消耗的Phy数目也随之上升）组成宽链接来获得成倍的带宽（见上表）。以4宽度内部串行附属连接器（下图）为例，SATA只能通过4根相互间没有逻辑联系的线缆获得4个独立的SATA链接，SAS却可以得到一个4宽度链接（在一个扩展器上）、两个2宽度链接（在两个扩展器上）、四个1宽度链接（在四个独立的扩展器或设备上），甚至还能够是一个3宽度链接和一个1宽度链接……性能与灵活度都远胜于SATA。

SAS 1.1和SATA Ⅱ共同增加的4宽度内部连接器

当然，扩展器引入的复杂度也不尽是优点，譬如它将原本直接相连的两个设备分隔开就隐藏着潜在的风险。假想有两个设备，支持的最高速率分别是1.5Gb/s和3.0Gb/s，当它们直接相连的时候，会在经过协商后以1.5Gb/s的速率通信，没有什么不妥。若断开这个连接，在中间插入一个3.0Gb/s的扩展器，情况会怎样呢？问题来了——两个设备分别与扩展器（上的相应端口）协商后以各自的最高速率连接，即3.0Gb/s对1.5Gb/s，（当各自处于接收状态时）快的吃不饱，慢的吃不消。为此，SAS在链路层引入了速率匹配（rate matching）的概念，即在高速连接一侧（视需要）插入ALIGN，降低其实际数据速率，维持扩展器吞吐量的平衡。这一功能对SAS主机控制器(3.0Gb/s)通过扩展器连接SATA外围设备(1.5Gb/s)的应用显得尤为重要（下图）。

速率匹配示意图（rate-matching.jpg）

要让一个可能多达16k个Phy的域顺利地运作，必须有一个足够大的地址分配空间。通过为每个SAS端口分配一个8字节的WWN（World Wide Name，全局名）作为SAS地址，这个问题得到了解决。WWN包括24位的IEEE公司ID和40位制造商标识符，可以保证其惟一性。

在SAS环境中，SAS主机控制器使用自己和SAS硬盘的WWN来建立SSP通路，可是对于并不支持WWN的SATA硬盘该怎么办呢？解决办法是用（与SATA硬盘直接相连的）STP目标端口的WWN来代替。STP目标端口不仅能够让多个STP发起者（主机控制器）通过它访问同一SATA硬盘，还应具备追踪每一个STP发起者SAS地址的能力，否则访问该STP目标端口的STP发起者必须在命令完成之前保持连接——因为SATA硬盘本身并不支持多主机，若STP发起者送出命令后即断开连接，而STP目标端口又不能追踪其地址的话，那么SATA硬盘准备好数据后将不知道该传输给谁。虽说让STP发起者在命令执行过程中始终保持连接也不失为一种解决之道，但这无疑将导致SATA硬盘的命令排队能力得不到充分利用。