Introduction of cloud computing cloud storage (2)

Cloud computing storage

1. Storage Agreement

1.1 SCSI protocol

SCSI (Small Computer System Interface, Small Computer System Interface) is a high performance computer external interface for connection between the host and external devices, the main function is to send commands between the host and the storage device, state and block data

SCSI Bus: connect the various parts of the computer system, so that they can communicate with each other

SCSI commands: to achieve point to point connection

SCSI terminator: located at the end of the SCSI bus, used to reduce the mutual influence of the signal, a constant voltage is maintained on the SCSI chain

SCSI ID: ID SCSI device, system, each SCSI device must have its own unique SCSI ID

1.1.1 SCSI communication model

SCSI Transfer Protocol service process
Initiator after a SCSI application layer encapsulated CDB (Command Descriptor Block), SCSI transport protocol interface call
=
after Target application layer receives SCSI CDB, CDB corresponding processing according to content, in response to a SCSI after packaging, SCSI transport protocol interface call

SCSI restrictions
Transmission distance: single-ended SCSI transmission distance of 6 m, 25 m transmission distance differential SCSI
connected devices: SCSI bus address only 8 or 16

1.2 ISCSI—Internet SCSI

(1) iscsi initiator - target model

iSCSI（ internet SCSI ）协议通过TCP/IP协议来封装SCSI命令，并在IP网络上传输

SCSI层：根据应用发出的请求建立SCSI CDB(命令描 述块)，并传给iSCSI层；同时接受来自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
TCP层：提供端到端的透明可靠传输
IP层：对IP报文进行路由和转发
Link层：提供点到点的无差错传输

（2） iSCSI 工作流程

Initiator
Initiator向Target发送的SCSI请求CDB将进一步的被封装成PDU（Protocol Data Unit协议数据单元），再经过TCP/IP的封装，最后通过IP网络传输到Target端

Target
接收iSCSI PDU，并进行反向解包，将 SCSI命令送到执行单元，最后将反馈信息发送给Initiator

(3) iscsi的报文封装格式

iSCSI的报文封装
iSCSI建立于可靠的传输层协议TCP上，它提供了有序无错的数据传输
协议数据单元（Protocal data units，PDUs） 是主机和存储设备间交互信息的基本单位
每一个PDU中包含了SCSI命令（CDB）以及 终端设备的LUN
每一个PDU都封装在TCP分组中，并逐层封 装后在以太网中进行传输

1.3 FC—Fiber Channel

FC（Fiber Channel）在逻辑上是一个双向的、点对点的、为实现高性能而构架的串行数据通道，FC可以通过构建帧来传输SCSI的指令、数据和状态信息单元，光纤信道协议实际上可以看成是SCSI over FC

(1) FC协议介绍

FC-0(物理接口层)
FC-0层定义了连接的物理端口特性， 主要由传输介质、发送端、接收端以 及它们之间的接口组成
FC-1(字节编码层)
定义了包括串行解码、编码及差错控 制的传输协议，并具备一定的链路控 制功能
FC-2（数据分发层）
规定了具体的传输机制，包括帧格式， 节点间的信息交换
FC-3（通用服务层）
提供高级特性的公共服务，即端口间 的结构协议和流动控制  
FC-4(高层协议映射) 
定义了FC底层和高层之间的协议映射 关系。比如将光纤通道性能映射为IP, SCSI或ATM等协议 

（2） FC地址

固定地址

光纤通道（FC:Fibre Channel）是通过 World Wide Name (WWN)来标识一个唯一的设备
固定地址 (64-位)
每个fabric设备 (HBA, 交换机, 存储)都拥有一个(或多个)WWN地址
该地址主要用来做身份识别和安全控制

动态地址

动态地址 (8/24-位)
本地生成 (类似于家庭住址)
注册到光纤通道网络时动态获得
FC-SW = 24-位 = 16,000,000 Fabric地址
该地址出现在报文头部中，交换机用来寻址

(3) FC端口类型

节点端口（服务器或存储设备）
N_Port: 和Fabric直连的端口

交换机端口
F_Port：Fabric端口，和N_Port相联
E_Port: 扩展端口（交换机到交换机）
U_Port：通用端口(可以转变为E或F)

(4) FC协议通信过程

1.4 PCoE协议

（1） PCoE协议介绍

FCoE就是把FC帧直接映射到以太网上进行承载，FC数据流和其他数据流共享以太网链路
由于没有使用TCP，故需要无损的以太网（DCE/CEE/DCB）保证不丢包
FCoE 保留N_Port、F_Port、E_Port的结构
FCoE保留了FC的管理模式，保护了原有投资

（2）FC FCoE 协议层的映射关系

FCoE将FC-2以上的协议层不做改动，直接封装到以太网报文中
这种映射对操作系统透明，因此原有FC网络的管理和配置方式没有变化
FCoE实现了LAN、SAN无缝互通，保护了用户投资

1.5 存储协议的比较

	SCSI协议	FC协议	iSCSI协议	FCo3E协议
接口技术	SCSI	光纤通道	Ethernet	Ethernet
Interface Type	parallel	Serial	Serial	Serial
adapter	SCSI card	FC HBA	iSCSI HBA or Ethernet card	FCoE HBA
switch	no	FC switch	Ethernet switches, routers	FCo3E switch
Currently the maximum rate	320MB/s	16Gb/s	20Gb/s	20Gb/s
compatibility	it is good	difference	it is good	difference