什么是iscsi存储_ISCSI网络存储的简单介绍

ISCSI，即Internet SCSI，是IETF制定的标准，用于将SCSI数据块映射成以太网数据包。从根本上说，它是一种基于IP存储理论的新型存储技术，将存储行业广泛应用的SCSI接口技术与IP网络技术相结合，可以在IP网络上构建SAN。简单来说，iSCSI是一种在IP网络上运行SCSI协议的网络存储技术。ISCSI技术最初由思科和IBM开发，得到了IP存储技术爱好者的大力支持，近年来发展迅速。

ISCSI是中小型企业存储网络非常好的选择。首先，在技术实现上，iSCSI是基于IP协议的技术标准，它允许网络在TCP/IP协议上传输SCSI命令，实现SCSI与TCP/IP协议的连接，使用户可以通过TCP/IP网络构建一个SAN，可以方便快捷地交互传输和管理信息和数据，投资很少。然而，在iSCSI出现之前，构建SAN的唯一技术是使用光纤通道，这将花费大量的建设成本，这是普通中小企业无法承受的。其次，iSCSI技术解决了传输效率、存储容量、兼容性、开放性、安全性等诸多问题，性能绝对不输于商用存储系统或光纤存储网络。

iSCSI的优势在于：首先，iSCSI遵循TCP/IP协议，这是网络中最常用、最成熟的协议，IP网络的基础设施非常完善。同时，SCSI技术是磁盘、磁带等设备广泛使用的存储标准，使得iSCSI的建设成本和维护成本非常低；其次，iSCSI支持通用以太网交换机，而不是专用光纤通道交换机，减少了异构网络带来的麻烦；此外，iSCSI通过IP包传输存储命令，因此它可以在整个互联网上传输数据，没有距离限制。

iSCSI技术之后出现了FC SAN和IP SAN，IP技术构建的存储网络也是如此，SAN技术有两种不同的实现方式，分别是FC SAN和IP SAN。简单来说，光纤搭建的存储网络就是FC SAN。而iSCSI科技搭建的存储网络是IP SAN。

FC SAN和IP SAN作为SAN的两种实现方式，各有优缺点，从几个方面进行阐述。

在数据传输方面，FC SAN和IP SAN都采用block协议。这是他们的相似之处。

就传输速度而言，光纤通道SAN(2gb/秒)最快，其次是iSCSI(1gb/秒)。

在传输距离上，FC SAN理论上可以达到100公里，但实际上传输超过50公里后，就会出现瓶颈。而通过IP网络的iSCSI技术理论上是没有距离限制的，即iSCSI可以不受距离限制的传输数据。

在管理和维护成本方面，组建FC SAN网络需要大量的硬件成本和专门的工具和软件进行运维，而IP SAN的建设成本较低。由于iSCSI通过IP网络传输数据和分配存储资源，可以在现有网络上进行管理和使用，可以节省大量的管理费用和培训成本。

事实上，IP SAN也面临着一些无法回避的烦恼：首先，基于IP SAN的网络存储还没有得到用户的充分肯定；其次，IP SAN存储需要特殊的驱动程序和设备。幸运的是，一些传统的光纤适配器制造商已经发布了iSCSI HBA设备，Inter也推出了专用的IP存储适配器，而微软、惠普、Novell、SUN、AIX和Linux也有iSCSI启动器软件，供用户免费使用。

用法：还有，在安全性方面，虽然IP SAN有一套标准化的安全机制，但是并没有得到用户的认可。

虽然这些问题和麻烦会阻碍iSCSI的发展，但我相信IP SAN一定会在未来的网络存储世界中占有一席之地。

iSCSI的组成一个简单的iSCSI系统大致由以下几部分组成：

ISCSI发起方或iSCSI HBA iSCSI目标以太网交换机一台或多台服务器

完整的iSCSI系统的拓扑结构如图7-1所示。

图7-1完整的iSCSI系统拓扑图7-1中，iSCSI服务器用于安装iSCSI驱动，即安装iSCSI启动器；存储路由器可以是以太网交换机或路由器；ISCSI存储设备可以是iSCSI磁盘阵列，也可以是具有存储功能的PC服务器。下面详细说明iSCSI启动器和iSCSI目标的含义。

1、 iSCSI启动器iSCSI启动器是安装在计算机上的软件或硬件设备，负责与iSCSI存储设备进行通信。

有两种方法可以连接iSCSI服务器和iSCSI存储设备：

第一种是基于软件的方法，即iSCSI启动器软件。在iSCSI服务器上安装启动器后，启动器软件可以将以太网卡虚拟成iSCSI卡，然后接收和发送iSCSI数据报文，从而实现主机和iSCSI存储设备之间iSCSI协议和TCP/IP协议的传输功能。这种方式只需要以太网卡和以太网交换机，不需要其他设备，所以成本最低。但是iSCSI报文和TCP/IP报文的转换需要消耗iSCSI服务器的部分CPU资源，只能用于I/O和带宽性能要求不高的应用环境。

第二种是硬件iSCSI HBA(主机总线适配器)卡模式，即iSCSI启动器硬件。这种方法需要先购买iSCSI HBA卡，然后安装在iSCSI服务器上，从而实现iSCSI服务器与交换机之间、iSCSI服务器与存储设备之间的高效数据传输。与第一种方法相比，硬件iSCSIHBA卡方法不需要消耗iSCSI服务器的CPU资源，硬件设备专用，因此基于硬件的iSCSI启动器可以提供更好的数据传输和存储性能。然而，iSCSI HBA卡价格昂贵，因此用户必须在性能和成本之间进行权衡。

ISCSI Initiator软件一般是免费的，Centos和RHEL对iSCSI Initiator的支持非常好。现在Linux发行版默认带有iSCSI启动器。

2、 SCSI目标可用于存储数据的iSCSI磁盘阵列或具有iSCSI功能的设备可以称为“iSCSI目标”，因为大多数操作系统可以使用某些软件将系统转换为“iSCSI目标”。本章重点介绍如何构建一个基于PC的iSCSI存储系统。所谓PC架构，就是选择一台性能优异、能够支持多磁盘的普通PC(一般是PC服务器)，然后选择一款相对成熟稳定的iSCSI目标软件，在PC服务器上安装iSCSI目标软件，这样普通PC服务器就可以改造成iSCSI存储设备，通过PC服务器的以太网卡向外界提供iSCSI数据传输服务。

目前大部分iSCSI目标软件都是收费的，如DataCorc软件的SANmelody，飞康软件的Windows iSCSI服务器等。受Windows平台支持。不过Linux平台上也有一些开源的iSCSI目标软件，比如iSCSI企业目标，后面会重点介绍。

通过iSCSI目标软件，可以将服务器的存储空间分配给客户端，客户端可以像使用本地硬盘一样使用iSCSI磁盘，包括分区、格式化、读写等。此外，每个客户端都可以将数据写入iSCSI磁盘，而不会受到干扰，也不会破坏存储在服务器中的数据。同时，iSCSITarget软件在控制用户权限方面非常灵活，支持配置文件。

我们知道，iSCSI使用TCP/IP协议进行通信。因此，只需要一个以太网来连接iSCSI的两端。因此，iSCSI的存储性能直接关系到这个以太网，所以最好在iSCSI网络中使用千兆以太网交换机。劣质的网络设备会严重影响存储系统的性能，即每台服务器都要配备高质量的千兆以太网交换机，并提供两个连接。对于iSCSI目标，每个独立阵列中的两个独立端口应配备交换机，最后连接交换机。通过这种配置，即使两台交换机中的一台出现故障，整个iSCSI存储系统仍然可以正常工作，保证了存储系统的不间断运行。

iSCSI的工作原理要理解iSCSI的工作原理，我们必须知道iSCSI的等级制度。根据OSI模型，iSCSI协议从上到下可以分为三层，如图7-2所示。

图7-2 iSCSI的协议结构下面是对每一层的简要介绍。

SCSI层：根据客户端发送的请求建立SCSI CDB(命令描述块),并发送给iSCSI层。同时，它从iSCSI层接收CDB并将数据返回给应用程序。

ISCSI层：封装SCSI CDB，使其可以在基于TCP/IP协议的网络上传输，完成SCSI到TCP/IP的协议映射。这一层是iSCSI的核心层。本章还主要介绍了这一层的配置和管理。

TCP/IP层：路由和转发IP消息，并提供端到端的透明和可靠的传输。

ISCSI协议定义了在TCP/IP网络中发送和接收存储在块中的数据的规则和方法。首先，发送方将SCSI命令和数据封装到TCP/IP数据包中，然后通过IP网络转发。接收到TCP/IP数据包后，接收器将它们还原为SCSI命令和数据并执行它们。执行完成后，返回的SCSI命令和数据被封装到TCP/IP包中，然后返回给发送方。这样就完成了整个数据传输的过程。

iSCSI的整个数据传输过程对用户完全透明，用户使用远程存储设备就像使用本地硬盘设备一样。然而，这只是一种理论状态。事实上，iSCSI的数据传输速率并不能完全达到本地硬盘的数据传输速率，但差别并不明显。而且这种网络存储方式还具有安全性高的优点，这对于数据集中存储的iSCSI来说显然是非常重要的。