iSCSI基础概念.doc

在各大厂的支持下，iSCSI已经成为IP SAN的主流，市场上也出现了多种类型的iSCSI解决方案。经过多年推广后，存储局域网络（Storage Area Network, SAN）的优势已经是众所皆知，可提供更方便的管理性能、更高的磁盘资源利用率与更大的扩充能力等。但长期以来，SAN都必须通过光纤通道 （Fibre Channel）协议来实现，由于FC交换器的价格昂贵，一台只有最基本功能的8端口FC交换器起价就要数万元，1个FC端口的平均成本高达数万甚至十多 万元，且每部要连接FC SAN的服务器都必须安装1个价格1千美元上下的FC HBA，部署一套FC SAN的费用非常高昂。用户也必须具备FC协议相关知识才能有效管理，以致限制了FC SAN的普及。因此无论存储厂商如何宣扬SAN的好处，现实上能享用这些好处的企业相当有限。为解决FC SAN的问题，有人便开始把脑筋动到以太网络与TCP/IP技术上，如能改用IP网络作为SAN的传输通道，就能利用既有的IP网络设备建置SAN，从而节省大笔费用。从 这个思路出发，早在56年前就有厂商提出了IP SAN解决方案，如NetApp在2001年推出的Virtual Local Disk（VLD），就能在Windows环境下利用IP网络传输块（Block）型态的数据，从而实现了以IP网络作为通道的SAN。同时期还出现了其 他形形色色的IP-Block协议，如mFCP（metro FCP）、HyperSCSI等，但因缺乏统一标准，为这类型产品的开发与推广带来了不利的影响。于是接下来便由互联网工程任务小组 （Internet Engineer Task Force，IETF）加以整合，并在2003年2月通过了将SCSI指令包入TCP/IP的iSCSI（internet SCSI或SCSI over IP）协定，并陆续得到微软、IBM、EMC、HP等大厂的支持。经过4年多的发展后，现在iSCSI已成功取代早期众多的非标准IP SAN协议，成为IP SAN协议的主流，与FC并列为两大标准的块级传输协议。而支持iSCSI的存储设备也日益增加，除了各存储大厂都有iSCSI产品线外，甚至还出现了 EqualLogic这类专注于iSCSI专用存储系统开发的厂商。认识iSCSI协定基础iSCSI 协议定义了在TCP/IP网络发送、接收块级存储数据的规则与方法。发送端将SCSI指令与数据本体封装到TCP/IP封包中，然后通过以太网络发送。接 收端收到TCP/IP封包后，将它们还原为SCSI指令与数据，并依指令执行。完成指令后，再将响应的SCSI指令与数据封装到TCP/IP封包，发回发 送端。通过这种方式，存取远程存储设备时，就如同在本地端存取本机的SCSI硬盘一样。iSCSI的封包iSCSI协议是先将SCSI指令与数据封装进iSCSI PDU，再逐一封装进TCP/IP封包与以太网络讯框，因此原始数据会逐一加上iSCSI表头、TCP表头、IP表头与以太网络表头。接收时再从最外层的以太网络表头逐一卸除，以执行原始的SCSI指令与数据。iSCSI的装置识别与存取iSCSI SAN是通过iSCSI认证名称（iSCSI Qualifier Name，IQN）来识别iSCSI装置，当前端设备发起存取要求时，iSCSI设备即能按照映射设定，响应存取要求。iSCSI的安全机制由 于IQN可自行窜改，因此只依赖IQN作为识别发起者身分的机制相当不安全，所以iSCSI又提供了握手认证协议（Challenge Handshake Authentication Protocol，CHAP）来认证iSCSI发起方的身分。只有通过CHAP认证的发起端才会被允许存取。当然CHAP亦有遭破解的可能，因此也能选用 效果更好的IPsec等适用于IP网络的加密机制。iSCSI是架构在TCP/IP与以太网络的基础上。以太 网络已发展了数十年，现在所有服务器与个人计算机几乎都已内建了以太网络芯片，无须额外购买，以太网交换器也已十分普及，一台16埠的机型只需几万元就能 购得，平均1个以太网端口的成本只有上千元。TCP/IP协议同样也是发展了数十年的标准，早已是IT管理人员必备的基础知识。所以低价、易于建置与管 理，便成为iSCSI SAN的最大特色。由于iSCSI的出现，过去对SAN领域望之却步的中小企业，现在也 能藉由建置IP SAN来享受SAN提供的种种好处；而对已经建立FC SAN的企业来说，由于FC交换器每埠成本极高，加上FC HBA价格昂贵，通常只能让少数特定关键应用服务器接入FC SAN环境，但有了IP SAN以后，任何有以太网络卡的服务器都能连接上SAN，所以过去许多无缘享受SAN的非关键应用系统，现在也都能连接SAN，大幅扩展了SAN的应用范 围。Sparq公司就是一个典型的例子。该公司原来储存网管数据的SQL服务器，都是将数据储存在服务器本身的 硬盘中，性能或扩展性都已无法满足需求。SAN虽然是个理想的解决方案，但经过评估后，Sparq认为，这些网管数据虽然重要，但还没有严重到影响公司营 运的程度，因此没有必要为这些系统导入昂贵的FC SAN，这个时候iSCSI SAN就成为一个价格与效能上的折衷选择。他们最后决定采购Equallogic（现在是戴尔EqualLoigc）的PS100E iSCSI磁盘阵列，让SQL服务器利用iSCSI HBA连接到PS100E。主要操作系统支持iSCSI的状况 操作系统版本InitiatorTargetMPIOAIXAIX 5.2Windows200