iSCSI介绍

       iSCSI技术是一种由IBM公司研究开发的,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集,这种指令集合可以实现在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。iSCSI技术是一种新储存技术,该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合,使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。

       相比直连存储,网络存储解决方案能够更加有效地共享,整合和管理资源。从服务器为中心的存储转向网络存储,一直依赖于数据传输技术的发展,速度要求与直连存储相当,甚至更高,同事需要克服并行SCSI固有的局限性。

iSCSI 存储系统四大架构:

控制器系统架构:
    iSCSI的核心处理单元采用与FC光纤存储设备相同的结构。即采用专用的数据传输芯片、专用的RAID数据校验芯片、专用的高性能cache缓存和专用的嵌入式系统平台。打开设备机箱时可以看到iSCSI设备内部采用无线缆的背板结构,所有部件与背板之间通过标准或非标准的插槽链接在一起,而不是普通PC中的多种不同型号和规格的线缆链接。

    控制器架构iSCSI存储内部基于无线缆的背板链接方式,完全消除了链接上的单点故障,因此系统更安全,性能更稳定。一般可用于对性能的稳定性和高可用性具有较高要求的在线存储系统,比如:中小型数据库系统,大型数据的库备份系统,远程容灾系统,网站、电力或非线性编辑制作网等。

连接桥系统架构:

    整个iSCSI存储系统架构分为两个部分,一个部分是前端协议转换设备,另一部分是后端存储。结构上类似NAS网关及其后端存储设备。

   前端协议转换部分一般为硬件设备,主机接口为千兆以太网接口,磁盘接口一般为SCSI接口或FC接口,可连接SCSI磁盘阵列和FC存储设备。通过千兆以太网主机接口对外提供iSCSI数据传输协议。后端存储一般采用SCSI磁盘阵列和FC存储设备,将SCSI磁盘阵列和FC存储设备的主机接口直接连接到iSCSI桥的磁盘接口上。iSCSI连接桥设备本身只有协议转换功能,没有RAID校验和快照、卷复制等功能。创建RAID组、创建LUN等操作必须在存储设备上完成,存储设备有什么功能,整个iSCSI设备就具有什么样的功能

PC系统架构:
    即选择一个普通的、性能优良的、可支持多块磁盘的PC(一般为PC服务器和工控服务器),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数据传输协议。
  在PC架构的iSCSI存储设备上,所有的RAID组校验、逻辑卷管理、iSCSI 运算、TCP/IP 运算等都是以纯软件方式实现,因此对PC的CPU和内存的性能要求较高。另外iSCSI存储设备的性能极容易收PC服务器运行状态的影响。 

PC+NIC系统架构
    PC+iSCSI target软件方式是一种低价低效比的iSCSI存储系统架构解决方案,另外还有一种基于PC+NIC的高阶高效性iSCSI存储系统架构方案。

    这款iSCSI存储系统架构方案是指在PC服务器中安装高性能的TOE智能NIC卡,将CPU资源较大的iSCSI运算、TCP/IP运算等数据传输操作转移到智能卡的硬件芯片上,由智能卡的专用硬件芯片来完成iSCSI运算、TCP/IP运算等,简化网络两端的内存数据交换程序,从而加速数据传输效率,降低PC的CPU占用,提高存储的性能。

       这几年来,iSCSI存储技术得到了快速发展。ISCSI的最大好处是能提供快速的网络环境,虽然目前其性能和带宽跟光纤网络还有一些差距,但能节省企业约30-40%的成本。ISCSI技术优点和成本优势的主要体现包括以下几个方面:
  硬件成本低:构建ISCSI存储网络,除了存储设备外,交换机、线缆、接口卡都是标准的以太网配件,价格相对来说比较低廉。同时,ISCSI还可以在现有的网络上直接安装,并不需要更改企业的网络体系,这样可以最大程度地节约投入。
  操作简单,维护方便:对I SCS I存储网络的管理,实际上就是对以太网设备的管理,只需花费少量的资金去培训ISCSI存储网络管理员。当ISCSI存储网络出现故障时,问题定位及解决也会因为以太网的普及而变得容易。
  扩充性强:对于已经构建的I SCS I存储网络来说,增加ISCSI存储设备和服务器都将变得简单且无需改变网络的体系结构。
  带宽和性能:iSCSI存储网络的访问带宽依赖以太网带宽。随着千兆以太网的普及和万兆以太网的应用,ISCSI存储网络会达到甚至超过FC(FiberChannel,光连通道)存储网络的带宽和性能。突破距离限制:I SCS I存储网络使用的是以太网,因而在服务器和存储设备的空间布局上的限制就会少了很多,甚至可以跨越地区和国家。
  在近几年,存储界最热门的技术就是ISCSI技术,各存储设备厂商都纷纷推出ISCSI设备(企业级别或家用级别),ISCSI存储设备的销量也在快速增长。
  iSCSI的局限性:
  但是,存储工程师在畅谈iSCSI 前景的时候,也需要实事求是地分析目前的形势和发展方向。实际上,到目前为止,还没有一个成熟的产品来展示iSCSI 的魅力,它还没有大面积商业化应用。而存储网络面临的诸多问题,iSCSI 并非都能迎刃而解,如距离和带宽之间的矛盾。虽然,iSCSI 满足了长距离连接的需求,方便了广域存储的连接,但是,IP 的带宽仍然是其无法解决的问题。虽然IP 网络发展迅速,1Gbps 的网络逐渐普及,但从广域网来说,带宽仍然相当昂贵。即便可以利用1Gbps 的带宽进行iSCSI 数据传输,速度仍不理想。而且,IP 网络的效率和延迟都是存储数据传输的巨大障碍。 

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