iSCSI存儲系統基礎知識（一）
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介紹
iSCSI是由Cisco和 IBM兩家發起的，2003年2月由IETF（互聯網工程任務組）認證通過，是一項比較成熟的技術。它將SCSI命令封裝在TCP/IP包裏，並使用一個iSCSI幀頭。它基於IP協議棧，假設以不可靠的網絡爲基礎，依靠TCP恢復丟失的數據包。
本些列作爲iSCSI系統的基礎讀物，覆蓋以下內容：1. 什麼是iSCSI？2. 它有哪些優點？3. 它的發展現狀如何？4. 它的架構和組件是怎樣的？5. 它的部署模式如何？
更多信息
背景:
相比直連存儲，網絡存儲解決方案能夠更加有效地共享，整合和管理資源。從服務器爲中心的存儲轉向網絡存儲，一直依賴於數據傳輸技術的發展，速度要求與直連存儲相當，甚至更高，同時需要客服並行SCSI固有的侷限性。
所有數據在沒有文件系統格式化的情況下，都以塊的形式存儲於磁盤之上。並行SCSI將數據以塊的形式傳送至存儲，但是，對於網絡它的用處相當有限，因爲線纜不能超過25米，而且最多隻能連接16個設備。
光纖通道是目前SAN的主導架構，它在專門的高速網絡上分離存儲資源。光纖通道協議與互聯技術起源於滿足高性能傳送塊數據的需求，同時克服直連存儲的連接和距離限制。通常光纖通道設備連接距離可達到10000米，甚至數十萬米，並且對於連接在SAN之上的設備沒有數量要求。
與SAN不同，NAS將數據以文件的形式傳輸並且可以直接連接至IP網絡。部署NAS設備傳送數據庫塊數據，使用基於SCSI的光纖通道協議比Server Message Block(SMB)協議更加高效。
什麼是iSCSI：
iSCSI是一種使用TCP/IP協議在現有IP網絡上傳輸SCSI塊命令的工業標準，它是一種在現有的IP網絡上無需安裝單獨的光纖網絡即可同時傳輸消息和塊數據的突破性技術。iSCSI基於應用非常廣泛的TCP/IP協議，將SCSI命令/數據塊封裝爲iSCSI包，再封裝至TCP 報文，然後封裝到IP 報文中。iSCSI通過TCP面向連接的協議來保護數據塊的可靠交付。由於iSCSI基於IP協議棧，因此可以在標準以太網設備上通過路由或交換機來傳輸。
iSCSI架構依然遵循典型的SCSI模式：隨着光纖通道的發明initiator和target之間的SCSI線纜已被光線線纜所代替。現在隨着iSCSI的出現光纖線纜又被價格低廉的網線和TCP/IP網絡所替代。
雖然現有的光纖存儲網絡具有高吞吐量的優勢，與其他廠商之間的互通性仍是一個短板。而基於成熟的TCP/IP協議的iSCSI網絡，不僅免於互通性限制而且在安全性等方面具備優勢。同時，由於千兆以太網的增量部署，iSCSI的吞吐量也會隨之增加，與光線通道匹敵甚至超越光線通道。
iSCSI的優勢：
iSCSI的優勢包括：
長距離連接：SAN網絡集中管理存儲資源，能夠覆蓋一個市區範圍。對於分佈在海外的組織則面臨一系列未連接的“SAN孤島”，當前的光纖通道連接受限於10km而無法橋接。有擴展的光纖通道連接可達數百公里，但這些方法既複雜又昂貴。廣域網iSCSI (wide area network, WAN)提供了一種經濟的長距離傳輸，可用於目前FC SAN或iSCSI SAN的橋接。
更低成本：不同於FC SAN解決方案需要部署全新的網絡基礎架構，並且需要專業技術知識，專門的硬件故障排查，iSCSI SAN解決方案充分利用了現有的局域網基礎設施，使之可廣泛應用於大多數組織。
簡化部署和實施：iSCSI解決方案僅需要在主機服務器上安裝iSCSI initiator，一個iSCSI target存儲設備，一個千兆比特以太網交換機以在IP網絡傳輸塊數據。諸如存儲配置，調配，備份這樣的管理操作可由系統管理員處理，與管理直連存儲方式相同。而像集羣這樣的解決方案使用iSCSI也比FC更爲簡易。
固有的安全性：光纖通道協議並沒有內嵌的安全保障。取而代之，通過對SAN的物理連接限制來保障安全。雖然對於被限制在加鎖的數據中心的SAN來說是有效的，但隨着FC協議變得更加廣爲人知以及SAN開始連接到IP網絡，這種安全方法已失去其功效。
相比之下，微軟實施的iSCSI協議使用質詢握手身份驗證協議（CHAP）進行驗證和Internet協議安全（IPSec）標準加密爲網絡上的設備提供安全保障。目前，iSCSI target實現了CHAP，但暫時沒有更加先進的方法。
iSCSI的現狀與挑戰：
iSCSI這幾年來得到了快速發展，近兩年iSCSI的熱度持續走高，各存儲設備廠商紛紛推出iSCSI設備，銷量也在快速增長。基於iSCSI的SAN現在已經相對成熟。10Gbps以太網的出現極大地改變了iSCSI的傳輸速率，大多數應用的響應能力完全可以適應用戶的需求。同時iSCSI產品的採購成本與維護成本都比FC要低。
但是，iSCSI仍受到幾個掣肘：iSCSI架構於IP協議之上，因此也繼承了IP協議本身的缺陷：區分不同流量優先等級，防止丟包的QoS與流量控制機制不足，而FCoE在這一點上，具備暫停幀需求和將高優先級流量先於低優先級流量傳輸的功能，無疑具有先天的優勢。即使帶寬提升到10Gb，TCP/IP協議管理方面的問題在仍會影響iSCSI的效率表現。 此外，以太網帶寬擴展到10Gb只是外部傳輸通道的增加，如果主機I/O處理能力、存儲陣列性能無法跟上，則存儲網絡整體性能同樣會受到影響。目前iSCSI在高I/O環境下的性能表現仍不如光纖通道。
應用於
網絡存儲技術