“纳米级”的iSCSI存储技术与应用

1、“纳米级”的 iSCSI 存储技术与应用数据恢复软件总的来说， iSCSI 就是在低成本的以太网上提供网络存储。 iSCSI 提供简单而又低成本的网络存储解决方案。在无盘服务器、工作站、刀片式服务器以及按需 / 效率计算上方便的应用。作为杠杆， 为传统的网络和存储公司提供机会。 iSCSI 和 IP 存储的时代已经到来，将会改变人们对计算的认识。一、 iSCSI 剖析概述本文是微软公司亚洲区存储业务拓展经理邱伯毓先生在Windows Storage Server 2003产品上市发布会内容之一，储在线编辑部对原稿内容进行了丰富和适当编辑。1.iSCSI介绍：架构和标准iSCSI 协议定义了在T

2、CP/IP 网络发送、接收block （数据块）级的存储数据的规则和方法。 Initiator( 发送端 ) 将 SCSI 命令和数据封装到 TCP/IP 包中再通过网络转发， target( 接收端 ) 收到 TCP/IP 包之后，将其还原为 SCSI 命令和数据并执行，完成之后将返回的 SCSI 命令和数据再封装到 TCP/IP 包中再传送回发送端。而整个过程在用户看来，使用远端的存储设备就像访问本地的 SCSI 设备一样简单。 支持 iSCSI 技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的 IP 交换机和路由器上， 因此 iSCSI 技术具有易于安装、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性

3、、管理方便等优势。2. IP 存储解决方案性能安全价格互用性3. iSCSI initiator和 target分析4.结论二、 iSCSI 介绍1.2003年 2月11日， IETF（ InternetEngineering Task Force ，国际互联网工程任务组）终于通过了 iSCSI 协议标准，并发布了其 RFC(Request For Comments) 草案。由于此次新标准的出台势必会对传统光纤设备厂商产生相当的影响，为平衡各方利益的斗争，使得iSCSI 姗姗来迟。2. 基于 TCP协议的 iSCSI 发展及远景早在 2001年上半年， IBM 就推出了 IP Storage

4、200i ，是市场上公认的第一款基于 iSCSI 协议的产品，这款产品的出现，对于身处信息爆炸时代却无法承担光纤通道 SAN环境高成本的中小型用户来说，具有巨大的吸引力；2001年 10月，Cisco 也推出了和 SAN（ Storage Area NetworkSN5420存储路由器， 基于 IP 标准，存储区域网络）标准，可以提供与现有 LAN（ Local Area Network ，局域网）、 WAN（ Wide Area Network ，广域网）、光纤和 SAN设备之间的互操作，率先建立了 IP 网络与 SAN之间的桥梁。EMC公司将在其 CLARiiON 产品系列中支持 iSCS

5、I 技术，据报道，一台 iSCSI 接口的样机正在 EMC的测试实验室中运行 ; HP公司、Dell 公司宣称将在几个月内， 向客户提供基于 iSCSI 技术的磁盘阵列产品； SpectraLogic 、ADIC 公司提供了支持 iSCSI 接口的磁带库产品 ;Nishan 公司甚至可以提供专为存储系统优化的 iSCSI 交换设备 ; Emulex 公司、 Qlogic 公司、 JNI 公司和 Adaptec 公司等传统光纤通道适配器的厂商，都争相发布专为iSCSI 技术设计的新型主机通道适配器。而且Adaptec 公司宣布其iSCSI ASICs和总线适配器全线产品在4月份上市 ; Inte

6、l公司依仗自己在网络及芯片领域的霸主地位，推出了专用的IP 存储适配器 ; NetApp公司在网上提供免费下载的软件包，以协助其客户测试自己的网络是否适合采用 iSCSI 技术。3.在 SCSI SAM-2文档中重新定义的SCSI 传输模式4. 引人注目的 IP/ 以太网基础架构SCSI-3 发展蓝图SCSI-3 架构 RoadMapLayer 和 Session 架构Layer和 Session 内容Layer 模式概念SCSI 层 -建立和接收SCSI 命令数据块iSCSI 层 -建立和接收iSCSI PUDsTCP连接 -从一个 initiator到 target的“ Session ”

7、三、 iSCSI 能做什么？作为 IP 存储领域本身， 还包括 FCIP、iFCP 和 iSNS 等几个技术方向，iSCSI 技术只是其中较早成熟的一个罢了。 iSCSI 最大的特点在于其对成熟的以太网的借用，这种借用体现在低成本实施和易管理维护，然而在性能方面是否能够满足存储系统的需求，就很难讲了。虽然有测试表明，在无网络通讯干扰的情况下，iSCSI 的性能已经接近甚至达到了 1Gb 光纤通道技术的性能指数，但是在用户的实际环境中，网络通讯的干扰肯定是不可避免的，那么iSCSI 的性能究竟如何，需要进一步验证。为存储区域网络（SAN）提供一种低价位的传输模式为中端服务器提供了良好的存储解决方

8、案结合存储管理解决方案，iSCSI 能提供容灾、备份和中级存储解决方案。iSCSI 性能和价格：硬件和基于软件的解决方案软件： iSCSI initiator提供了最低价位的iSCSI 解决方案。纯粹用软件来实现的iSCSI initiator使用标准的以太网网卡或者是 TCP offload Engine（TOE）网卡，用来处理iSCSI 指令和 TCP/IP 协议。对于使用 2GHz CPU的工作站或者服务器来说， iSCSI 协议在处理一般的客户工作量时并不会对系统产生明显的负荷。举个例子：微软iSCSI initiator驱动。硬件：在使用较老的CPU以及服务器负荷量较大的情况下，拥有

9、硬件支援的iSCSI initiator和 iSCSI initiator主机总线适配器（ HBA）对 CPU的占用率几乎相等。 举个例子 Intel iSCSI HBA。注：在多个连接的情况下，性能还能得以加强。测试配置英特尔 iSCSI HBA ->微软 iSCSI initiator(客户端四、 iSCSI安全性软件 ) -> SAN/IP光纤通道感觉上安全性比较高，然而它是工作在第二层的协议，原本并没有建立安全机制。在另一方面， iSCSI 规范包含了initiator和目标验证 ( 使用CHAP, SRP, Kerberos,和 SPKM)来防止未经授权的访问同时只允许可

10、信赖的节点访问。作为补充， IPsec 可以提供安全保证，防止侦听。而今这一解决方案已经可以实现了。安全配置IPsecPeers必须在传输数据之前互相验证, 数据在传输过程中是加密的。工作在IP层CHAP单向验证机制，但是可以在工作在 iSCSI 协议层Initiator和Target双方都进行。iSCSI CHAP 和 Ipsec 依赖于 peer 知道验证的“秘密”（Pre-shared 或者私有密钥）IPsec配置每一对 target和 initiator都有相同的Pre-shared Key提供管理程序的接口，用以制定Pre-sharedKey 和 initiator上的通道地址为 M

11、icrosoft SW和主机总线适配器initiator提供密钥缓存在 Microsoft SW initiator上提供 Windows IPsec五、 iSCSI 互用性操作系统及应用程序供应商经常会有一个通过验证的硬件解决方案目录。在微软的 Windows 操作系统上通过验证的 iSCSI 硬件设备列表。在 2003年年底，至少 14家主要的存储供应商的 iSCSI 硬件产品已经通过了微软 Windows 系列操作系统的验证。光纤通道的互用性问题主要由两点原因造成：首先，供应商所使用的 SCSI3指令各不相同； 其次光纤通道缺乏内置网络能力。在 iSCSI 方面，互用性的问题得以大大改善

12、，同时 SNIA，SNW和其他实验室还在不断的研究互用性的问题。六、 IDC 的预测IDC 预期在 2003年 iSCSI 在亚太地区的大部分国家处于发展的起步阶段， 将在 2004年中得以大大发展。 在很多情况下， iSCSI 将作为现存的光纤通道 SAN的补充。IDC 认为 iSCSI 将在一下两方面得以广泛应用：在没有网络存储的小型企业中，和TCP/IP 类似。在大型企业中，用iSCSI 连接光纤通道SAN。（ Graham Penn, IDC 亚太区存储研究总监）七、微软的 iSCSI initiator和示例微软 iSCSI Software Initiator1.0版本已于 6月

13、25 日在网上发布。微软 iSCSI software initiator可以在 IP SAN 上让使用 Windows 的电脑作为 iSCSIinitiator来连接 iSCSI target 。所有的 iSCSI 设备在 Windows 中都显示为本地设备，可以像其它本地设备一样在 Disk Administrator中管理。下载微软 iSCSI Software Initiator 1.0版：http:/www.microsoftcom/downloads/details.aspx?FamilyID=12cb3c1a-15d6-4585-b385-befd1319f825&Dis

14、playLang=en示例微软 iSCSI Initiator使用 Initiator命名设置，加入Target入口Target的名字将会自动显示（或者刷新后显示）登录后 target将会自动连接八、 iSCSI 应用和结论iSCSI 可以如下领域获得广泛应用：通过 IP 合并存储成本提供 SAN所具有的功能，例如存储虚拟化， Capacity-on-Demand 镜像、 TimeMark/TimeView （磁盘日志）、复制、备份和恢复、Storage Vaulting无盘刀片式服务器按需 / 效率计算的存储架构结论等等iSCSI技术的应用，将本身协议完全不同的IP SAN和FC SAN加以整合，促进了存储资源利用率的增长，并具有创新意义。随着 iSCSI 技术的完善，数据块级的存储应用将变得更为普遍，存储资源的通用性、数据共享能力都将大大增强，并且更加易于管理。随着千兆以太网的成熟以及万兆以太网络的开发， IP 存储必然会以其性价比、