福建银瑞建设工程有限公司网站,兰州网站建设加q.479185700,vs做网站示例,建设外贸网站案例本章主要介绍基于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#xff0c;博得了很多CIO和存储管理员的喜爱#xff0c;目前陆续进入企业应用领域#xff0c;推动了企业的存储环境向集中式转变。虽然#xff0c;目前对于iSCSI应该在什么样的环境中… 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。 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。 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多的设备连接支持更稳定的性能更简易的安装。 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。 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。 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FC SAN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。 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。 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 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。 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
iSCSI Initiator或者iSCSI HBA
iSCSI Target
以太网交换机
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 InitiatorStorage 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。 iSCSI Initiator iSCSI Initiator是一个安装在计算机上的软件或硬件设备它负责与iSCSI存储设备进行通信。 iSCSI服务器与iSCSI存储设备之间的连接方式有两种 第一种是基于软件的方式即iSCSI Initiator软件。在iSCSI服务器上安装Initiator后Initiator软件可以将以太网卡虚拟为iSCSI卡进而接受和发送iSCSI数据报文从而实现主机和iSCSI存储设备之间的iSCSI协议和TCP/IP协议传输功能。这种方式只需以太网卡和以太网交换机无需其他设备因此成本是最低的。但是iSCSI报文和TCP/IP报文转换需要消耗iSCSI服务器的一部分CPU资源只有在低I/O和低带宽性能要求的应用环境中才能使用这种方式。 第二种是硬件iSCSI HBA (Host Bus Adapter)卡方式即iSCSI Initiator硬件。这种方式需要先购买iSCSI HBA卡然后将其安装在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。与第一种方式相比硬件iSCSIHBA卡方式不需要消耗iSCSI服务器的CPU资源同时硬件设备是专用的所以基于硬件的iSCSI Initiator可以提供更好的数据传输和存储性能。但是iSCSI HBA卡的价格比较昂贵因此用户要在性能和成本之间进行权衡。 iSCSI Initiator软件一般都是免费的Centos和RHEL对iSCSI Initiator的支持都非常不错现在的Linux发行版本都默认自带了iSCSI Initiator。 iSCSI Target 一个可以用于存储数据的iSCSI磁盘阵列或者具有iSCSI功能的设备都可以被称为“iSCSI Target”因为大多数操作系统都可以利用一些软件将系统转变为一个“iSCSI Target”。本章重点讲述如何构建一个PC构架的iSCSI存储系统。所谓PC构架就是选择一个普通的、性能优良的、可支持多块磁盘的PC一般为PC服务器再选择一款相对成熟稳定的iSCSI Target软件将iSCSI Target软件安装在PC服务器上使普通的PC服务器转变成一台iSCSI存储设备并通过PC服务器的以太网卡对外提供iSCSI数据传输服务。 目前大多数iSCSI Target软件都是收费的例如DataCorc Software的SANmelodyFalconStor Software的iSCSI Server for Windows等这些都是Windows平台支持的。不过也有一些Linux平台的开源iSCSI Target软件例如iSCSI Enterprise Target后面的内容会重点介绍这个软件。 利用iSCSI Target软件可以将服务器的存储空间分配给客户机使用客户机可以像使用本地硬盘一样使用iSCSI磁盘包括对其进行分区、格式化及读写等。而且每个客户端都可以向iSCSI磁盘写数据互不干扰并且不会破坏存储到服务器中的数据。同时iSCSITarget软件对用户权限控制非常灵活支持配置文件。 我们知道iSCSI是使用TCP/IP协议进行通信的因此将iSCSI两端连接起来仅仅需要一个以太网络就可以了。由此可知iSCSI的存储性能和这个以太网络有直接关系所以最好在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也就是说要为每个服务器配备高质量的千兆以太网交换机并提供两个连接。对于iSCSI Target应该为每个独立阵列中的两个独立端口配备交换机最后将交换机连接起来采用这种配置方式即使两个交换机中的一个出现了故障整个iSCSI存储系统仍然能够正常工作这保证了存储系统的不间断运行。 iSCSI的工作原理 要理解iSCSI的工作原理就必须知道iSCSI的层次结构。根据OSI模型iSCSI的协议自顶向下一共可以分为三层如图7-2所示。 图7-2 iSCSI的协议结构 下面对每个分层进行简单介绍。 SCSI层根据客户端发出的请求建立SCSI CDB命令描述块并传给iSCSI层。同时接收来自iSCSI层的CDB并向应用返回数据。 iSCSI层对SCSI CDB进行封装以便能够在基于TCP/IP协议的网络上进行传输完成SCSI到TCP/IP的协议映射。这一层是iSCSI协议的核心层。本章也主要针对这一层的配置和管理进行介绍。 TCP/IP层对IP报文进行路由和转发并且提供端到端的透明可靠的传输。 iSCSI协议定义了在TCP/IP网络发送、接收数据块存储数据的规则和方式。先发送端将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中然后通过IP网络转发接收端收到TCP/IP包之后将其还原为SCSI命令和数据并执行执行完成后将返回的SCSI命令和数据再封装到TCP/IP包中之后再传回发送端。这样就完成了数据传输的整个过程。 iSCSI的整个数据传输过程在用户看来是完全透明的用户使用远端的存储设备就像使用本地的硬盘设备一样。不过这只是理论状态实际上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。而且这种网络存储模式还有一个优点是安全性高这对于数据集中存储的iSCSI来说显然非常重要。
