IP网络存储iSCSI的概念与工作原理

本章主要介绍基于IP SAN的网络存储iSCSI。iSCSI技术以其低廉的构建成本和优秀的存储性能,博得了很多CIO和存储管理员的喜爱,目前陆续进入企业应用领域,推动了企业的存储环境向集中式转变。虽然,目前对于iSCSI应该在什么样的环境中使用还存在着诸多争议,但是iSCSI的前途是光明的,在未来的存储世界中,iSCSI一定会占据重要的席位。本章重点介绍iSCSI在Windows和Linux环境下的配置和使用。

存储的概念与术语

在存储的世界里,有各种各样的名词和术语,常见的有SCSI、FC、DAS、NAS、SAN等。本节重点介绍与存储相关的术语和知识。

1、SCSI介绍

SCSI是小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)的简称,SCSI作为输入/输出接口,主要用于硬盘、光盘、磁带机、扫描仪、打印机等设备。

2、FC介绍

FC是光纤通道(Fibre Channel)的简称,是一种适合于千兆数据传输的、成熟而安全的解决方案。与传统的SCSI技术相比,FC提供更高的数据传输速率,更远的传输距离,更乡的设备连接支持,更稳定的性能,更简易的安装。

3、DAS介绍

DAS是直连式存储(Direct-Attached Storage)的简称,是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。当服务器在地理上比较分散,很难通过远程进行互连时,DAS是比较好的解决方案。但是这种式存储只能通过与之连接的主机进行访问,不能实现数据与其他主机的共享,同时,DAS会占用服务器操作系统资源,例如CPU资源、IO资源等,并且数据量越大,占用操作系统资源就越严重。

4、NAS介绍

网络接入存储(Network-Attached Storage)简称NAS,它通过网络交换机连接存储系统和服务器,建立专门用于数据存储的私有网络,用户通过TCP/IP协议访问数据,采用业界标准的文件共享协议如NFS、HTTP、CIFS来实现基于文件级的数据共享。NAS存储使文件共享访问变得更方便和快捷,并且能很容易地增加存储容量。通过专业化的文件服务器与存储技术相结合,NAS为那些需要共享大量文件数据的企业提供了一个高效的、高可靠的、高性价比的解决方案。但是NAS也有一定的局限性,它会受到网络带宽和网络拥堵的影响,在一定程度上限制了NAS的网络传输能力。

5、SAN介绍

存储区域网络(Storage Area Network)简称SAN,它是一种通过光纤交换机、光纤路由器、光纤集线器等设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。

SAN由3个部分组成,分别是连接设备(如路由器、光纤交换机和Hub)、接口(如SCSI、FC)、通信协议(如IP和SCSI)。这3个部分再加上存储设备和服务器就构成了一个SAN系统。SAN捉供了一个灵活的、高性能的和高扩展性的存储网络环境,它可以更加有效地传输海量的数据块。由于采用了光纤接口,因此SAN还具有更高的带宽,同时,SAN也使统一管理和集中控制实现简化。现在SAN已经广泛应用于ISP和银行等,随着用户业务量的增大,SAN的应用前景将越来越光明。

iSCSI的概念

iSCSI,即internet SCSI,是IETF制订的一项标准,用于将SCSI数据块映射为以太网数据包。从根本上说,它是一种基于IP Storage理论的新型存储技术,该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。简单地说,iSCSI就是在IP网络上运行SCSI协议的一种网络存储技术。iSCSI技术最初由Cisco和IBM两家开发,并且得到了广大IP存储技术爱好者的大力支持,这几年得到迅速的发展壮大。

对于中小企业的存储网络来说,iSCSI是个非常好的选择。首先,从技术实现上来讲,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和TCP/IP协议的连接,这样用户就可以通过TCP/IP网络来构建SAN,只需要不多的投资,就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。但是,在iSCSI出现之前,构建SAN的唯一技术是利用光纤通道,这要花费很大的建设成本,一般中小企业无法承担。其次,iSCSI技术解决了传输效率、存储容量、兼容性、开放性、安全性等方面的诸多问题,在使用性能上绝对不输给商业的存储系统或光纤存储网络。

iSCSI的优势主要表现为:首先,iSCSI沿用TCP/IP协议,而TCP/IP是在网络方面最通用、最成熟的协议,且IP网络的基础建设非常完善,同时,SCSI技术是被磁盘和磁带等设备广泛采用的存储标准,这两点使iSCSI的建设费用和维护成本非常低廉;其次,iSCSI支持一般的以太网交换机而不是特殊的光纤通道交换机,从而减少了异构网络带来的麻烦;还有,iSCSI是通过IP封包传输存储命令,因此可以在整个Internet上传输数据,没有距离
的限制。

FC SAN与IP SAN

在iSCSI技术出现后,通过IP技术搭建的存储网络也应运而生,SAN技术也就出现了两种不同的实现方式,即FC SAN与IP SAN。简单来说,以光纤搭建的存储网络就是FCSAN.以iSCSI技术搭建的存储网络叫做IP SAN。

作为SAN的两种实现方式,FC SAN与IP SAN各有优劣,下面从几个方面分别阐述。
    口在数据传输方式上,FC SAN与IP SAN都采用块协议方式来完成。这是它们的相同点。
    口在传输速度上,就目前的传输速率而言,FC SAN(2Gbit/s)最快,iSCSI(lGbit/s)次之,口在传输距离上,FC SAN理论上可以达到100公里,而事实上,传输超过50公里后,就会出现瓶颈。而通过IP网络的iSCSI技术在理论上没有距离的限制,即iSCSI可以进行没有距离限制的数据传输。
    口往管理及维护成本上,架设FC SAN网络需要投入很多硬件成本,并且需要特定的工具软件进行操作管理,而IP SAN构建成本低廉,由于iSCSI是通过IP网络来传输数据和分配存储资源的,因此只要在现有的网络上进行管理和使用即可,这样就可以省下大笔的管理费用及培训成本。

其实IP SAN也面临着一些不可回避的困扰: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存储需要专门的驱动和设备,幸运的是,一些传统的光纤适配器厂商都发布了iSCSI HBA设备,同时Inter也推出了专用的IP存储适配器,而Microsoft、HP、Novell、SUN、AIX、Linux也具有iSCSI Initiator软件,并且免费供用户使
用:还有,在安全方面,IP SAN虽然有一套规范的安全机制,但是尚未得到用户的认可。

这些问题和困扰虽然会妨碍iSCSI的发展,但是相信在未来的网络存储世界里,IP SAN绝对金拥有一席之地。

iSCSI的组成

一个简单的iSCSI系统大致由以下部分组成:

口iSCSI Initiator或者iSCSI HBA
口iSCSI Target
口以太网交换机
口一台或者多台服务器

一个完整的iSCSI系统的拓扑结构如图7-1所示。

图7-1  完整的iSCSI系统拓扑结构

在图7-1中,iSCSI服务器用来安装iSCSI驱动程序,即安装iSCSI Initiator;Storage Router可以是以太网交换机或者路由器;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。下面详细介绍一下iSCSI Initiator与iSCSI Target的含义。

时间: 2024-09-24 12:38:19

IP网络存储iSCSI的概念与工作原理的相关文章

Ceph对象存储网关中的索引工作原理<转>

Ceph 对象存储网关允许你通过 Swift 及 S3 API 访问 Ceph .它将这些 API 请求转化为 librados 请求.Librados 是一个非常出色的对象存储(库)但是它无法高效的列举对象.对象存储网关维护自有索引来提升列举对象的响应性能并维护了其他的一些元信息.有关对象存储网关索引工作原理的文章很少,所以我写了这篇博文,权当抛砖迎玉. 我们先来看看一个已存在的 bucket 这个 bucket 的对象列表存储在一个单独的 rados 对象中.这个对象的名字是 .dir. 加

iscsi网络存储介绍及客户端配置操作

本文不介绍iSCSI服务端的搭建过程,不然就会很累赘.主题就是怎么去完成iscsi网络存储的挂载过程,并顺带介绍一些必要的概念. 1. iscsi介绍与initiator安装 1.1 iSCSI介绍 iSCSI简单来说,就是把SCSI指令通过TCP/IP协议封装起来,在以太网中传输.iSCSI 可以实现在IP网络上传递和运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行数据存取,实现了数据的网际传递和管理.基于iSCSI建立的存储区域网(SAN)与基于光纤的FC-SAN相比,具有很好的性价比.

网络存储技术:HyperSCSI vs iSCSI

数据传输协议iSCSI虽然已经成为业内认可的低成本存储网络解决方案之一,但是它不是唯一的方案 ,另外一种传输协议:HyperSCSI也可以提供低成本的基于以太网的SAN解决方案. HyperSCSI协议,最早是于2000年由新加坡数据存储研究所(DSI)所开发,被设计用来通过RAW以太网来传输SCSI数据及指令.它允许用户通过网络远程使用SCSI或者基于SCSI的设备,就像在本地使用那 样方便.DSI是新加坡国立科技研究所(A*STAR)和新加坡国立大学(NUS)共同出资组建的研究机构. 与Hy

三个姑娘:NAS网络存储与SAN和DAS的区别

   这个月,笔者写了几篇管与NAS网络存储的文章,也受到很多反馈,其中不少人对NAS网络存储与SAN.DAS之间的区别不甚了解,所以今天新开一篇,为大家解读NAS网络存储与SAN.DAS之间的异同. NAS网络存储.SAN和DAS三组词可以说是失之毫厘,谬以千里.这就像是一个姑娘找你修电脑,修电脑的这个目的是一致的,但是他们的初衷却不相同,达成方法也不尽相同,最后的结果也会存在很大差异,比如有人可能抱得美人归,也有人可能没发现姑娘的美意,当然也可能人家真的只是找你来修电脑的. 通过这个例子,我

教育信息化:网络存储一体化的解决方案

       目前,教育行业信息化正在不断深入当中,中国教育科研网建设.现代远程教育工程.中小学信息技术教育."校校通"工程.教育政务信息化工程.教育网格工程先后启动,中国教育行业正在实现跨越式发展. 各大高校.中小学校的校园计算机网络的建设.普及和应用如火如荼,数据存储的矛盾日渐突出. 首先,整体数据量和原先大量陈旧的数据难以存储管理,跨网段.多平台和异构性导致数据难以共享和管理,数据量和并发用户的快速增长导致数据存储的负载和实时性差,同时,多媒体教育的普及对数据的网络存储提出了更高

一文看懂:NAS网络存储与SAN、DAS的区别

这个月,笔者写了几篇管与NAS网络存储的文章,也受到很多反馈,其中不少人对NAS网络存储与SAN.DAS之间的区别不甚了解,所以今天新开一篇,为大家解读NAS网络存储与SAN.DAS之间的异同. NAS网络存储.SAN和DAS三组词可以说是失之毫厘,谬以千里.这就像是一个姑娘找你修电脑,修电脑的这个目的是一致的,但是他们的初衷却不相同,达成方法也不尽相同,最后的结果也会存在很大差异,比如有人可能抱得美人归,也有人可能没发现姑娘的美意,当然也可能人家真的只是找你来修电脑的. 通过这个例子,我们来看

中小企业网络存储技术探究

0 引言 随着信息化社会的到来,如何才能让中小企业用户也能够在数据存储方面投入少量资金而获得更大的存储空间和数据管理?网络存储是较好的解决方案,iSCSI技术的出现,拉近了中小企业与SAN(存储区域网)之间的距离.iSCSI存储技术充分利用现有IP网络的普及性优势,允许用户通过TCP/IP网络来构建SAN,提高了众多中小企业对存储设备直接访问的能力.使中小企业也能组建自己的数据存储系统,并且在投入少量资金的情况下获得更好的资源共享.资源管理应用. 1 网络存储发展历程 到目前存储的发展经历了三代

网络存储技术初探

1 IP技术介绍 IP存储涉及到了一系列的技术,它可以使块级存储的数据存基于IP的网路中传输,这里面有两个技术需要阐明:IP技术的利用和块级存储.网络中块级存储的数据传输不是新技术,今天的存储区域网络SAN即便采用是光纤通道FC技术业仍旧如此.然而,新的IP存储协议则可将多个SAN通过IP如以太网的结构建立起来,并且完全互联.通用互联网文件系统CIFS和网络文件系统NFS是将文件级的请求发送到拥有这些文件系统的服务器上,这些请求得到那些文件服务器或网络存储NAS设备的响应,并发送到网络上的主机.

Heartbeat 3.x的概念组成及工作原理

一.Heartbeat的概念组成以及工作原理 1. heartbeat的概念 Heartbeat是Linux-HA项目中的一个组件,也是目前开源HA项目中最成功的一个例子, Linux-HA的全称是High-Availability Linux,这个开源项目的目标是:通过社区开发者的共同努力,提供一个增强linux可靠性(reliability).可用性(availability)和可服务性(serviceability)(RAS)的群集解决方案. Heartbeat提供了所有 HA 软件所需要