IPSAN系统设计.doc

?第九章 IP SAN 系统设计 ????9.1 iSCSI 技术与应用 ????九十年代以前，存储产品大多作为服务器的组成部分之一，这种形式的存储被称为SAS（Server Attached Storage，服务器附属存储）或DAS（Direct Attached Storage，直接附属存储）。随着技术发展，进入九十年代以后，人们逐渐意识到IT 系统的数据集中和共享成为一个亟待解决的问题。于是，网络化存储的概念被提出并得到了迅速发展。从架构上来分，今天的网络化存储系统主要包括SAN（Storage Area Network，存储区域网）和NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）两大类。 ????目前，许多网络存储提供商致力于将SAN 中使用的光纤通道（FC）设定为一种实用标准，但是其架构需要高昂的建设成本，远非一般企业所能够承受。与之相比，NAS 技术虽然成本低廉，但是却受到带宽消耗的限制，无法完成大容量存储的应用，而且系统难以满足开放性的要求。iSCSI 在避开了传统NAS/SAN 差别之后的以网络为中心的新存储方案（开放存储网络）中同时享受到NAS 和SAN 拓扑结构的优势。“iSCSI”（互联网小型计算机接口）标准把存储设备和服务器与应用普通互联网协议建立起来的网络结合在了一起，而不是使用速度更快但是价格更昂贵、更复杂的光纤通道技术，为众多中小企业对经济合理和便于管理的存储设备提供了直接访问的能力。 ????9.1.1 iSCSI 的概念 ????iSCSI（互联网小型计算机系统接口）是一种在Internet 协议网络上，特别是以太网上进行数据块传输的标准。它是由Cisco 和IBM 两家发起的，并且得到了IP 存储技术拥护者的大力支持。是一个供硬件设备使用的可以在IP 协议上层运行的SCSI 指令集。简单地说，iSCSI 可以实现在IP 网络上运行SCSI 协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。 ????SCSI（小型计算机系统接口）是以一种广泛使用的连接硬盘和计算机的技术标准，iSCSI 这种技术则是将该技术应用到网络连接上，对于中小企业的存储网络而言，iSCSI 技术的性价比要高于基于光纤的产品。iSCSI 是基于IP 协议的技术标准，是允许网络在TCP/IP 协议上传输SCSI 命令的新协议，实现了SCSI 和TCP/IP 协议的连接，该技术允许用户通过TCP/IP 网络来构建存储区域网（SAN）。而在iSCSI 技术出现之前，构建存储区域网的唯一技术是利用光纤通道（Fiber Channel），该标准制定于20 世纪90 年代初期，但是其架构需要高昂的建设成本，远非一般企业所能够承受。iSCSI 技术的出现对于以局域网为网络环境的用户来说，它只需要不多的投资，就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。相对于以往的网络接入存储，iSCSI 的出现解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其自发布之日始便受到市场的关注与青睐。 ????9.1.2 iSCSI 的工作流程 ????iSCSI 协议就是一个在网络上封包和解包的过程，在网络的一端，数据包被封装成包括TCP/IP 头、iSCSI 识别包和SCSI 数据三部分内容，传输到网络另一端时，这三部分内容分别被顺序地解开。 ????iSCSI 系统由一块SCSI 卡发出一个SCSI 命令，命令被封装到第四层的信息包中并发送。接收方从信息包中抽取SCSI 命令并执行，然后把返回的SCSI 命令和数据封装到IP 信息包中，并将它们发回到发送方。系统抽取数据或命令，并把它们传回SCSI 子系统。所有这一切的完成都无需用户干预，而且对终端用户是完全透明的。 ????为了保证安全，iSCSI 有自己的上网登录操作顺序。在它们首次运行的时候，启动器（initiator）设备将登录到目标设备中。任何一个接收到没有执行登录过程的启动器的iSCSI PDU （iSCSI Protocol Data Units，iSCSI 协议数据单元）目标设备都将生成一个协议错误，而且目标设备也会关闭连接。在关闭会话之前，目标设备可能发送回一个被驳回的iSCSI PDU。这种安全性是基本的，因为它只保护了通信的启动，却没有在每个信息包的基础上提供安全性。还有其他的安全方法，包括利用IPsec。在控制和数据两种信息包中，IPsec 可以提供整体性，实施再次（replay）保护和确认证明，它也为各个信息包提供加密。 ????9.1.3 iSCSI 标准的制定情况 ????建立符合行业标准的通过IP 网络传输存储信息的需求和机会同时存在，但问题是如何建立这个标准并且使之成为行业的统一标准。 ????