本文是微軟公司亞洲區(qū)存儲業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理邱伯毓先生在Windows Storage Server 2003產(chǎn)品上市發(fā)布會內(nèi)容之一，儲在線編輯部對原稿內(nèi)容進行了豐富和適當編輯。

    1.iSCSI介紹：架構(gòu)和標準

    iSCSI協(xié)議定義了在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、接收block（數(shù)據(jù)塊）級的存儲數(shù)據(jù)的規(guī)則和方法。Initiator(發(fā)送端)將SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中再通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，target(接收端)收到TCP/IP包之后，將其還原為SCSI命令和數(shù)據(jù)并執(zhí)行，完成之后將返回的SCSI命令和數(shù)據(jù)再封裝到TCP/IP包中再傳送回發(fā)送端。

    而整個過程在用戶看來，使用遠端的存儲設(shè)備就像訪問本地的SCSI設(shè)備一樣簡單。支持iSCSI技術(shù)的服務(wù)器和存儲設(shè)備能夠直接連接到現(xiàn)有的IP交換機和路由器上，因此iSCSI技術(shù)具有易于安裝、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、管理方便等優(yōu)勢。

    2. IP存儲解決方案

• 性能


• 安全


• 價格


• 互用性

    3. iSCSI initiator和target分析

    4. 結(jié)論

二、iSCSI介紹

    1. 2003年2月11日，IETF（Internet Engineering Task Force，國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）終于通過了iSCSI協(xié)議標準，并發(fā)布了其RFC(Request For Comments)草案。由于此次新標準的出臺勢必會對傳統(tǒng)光纖設(shè)備廠商產(chǎn)生相當?shù)挠绊懀瑸槠胶飧鞣嚼娴亩窢?，使得iSCSI姍姍來遲。

    2. 基于TCP協(xié)議的iSCSI發(fā)展及遠景

    早在2001年上半年，IBM就推出了IP Storage 200i，是市場上公認的第一款基于iSCSI協(xié)議的產(chǎn)品，這款產(chǎn)品的出現(xiàn)，對于身處信息爆炸時代卻無法承擔光纖通道SAN環(huán)境高成本的中小型用戶來說，具有巨大的吸引力；

    2001年10月，Cisco也推出了SN5420存儲路由器，基于IP標準和SAN（Storage Area Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）標準，可以提供與現(xiàn)有LAN（Local Area Network，局域網(wǎng)）、WAN（Wide Area Network，廣域網(wǎng)）、光纖和SAN設(shè)備之間的互操作，率先建立了IP網(wǎng)絡(luò)與SAN之間的橋梁。

    EMC公司將在其CLARiiON產(chǎn)品系列中支持iSCSI技術(shù)，據(jù)報道，一臺iSCSI接口的樣機正在EMC的測試實驗室中運行; HP公司、Dell公司宣稱將在幾個月內(nèi)，向客戶提供基于iSCSI技術(shù)的磁盤陣列產(chǎn)品；SpectraLogic、ADIC公司提供了支持iSCSI接口的磁帶庫產(chǎn)品;

    Nishan公司甚至可以提供專為存儲系統(tǒng)優(yōu)化的iSCSI交換設(shè)備; Emulex公司、Qlogic公司、JNI公司和Adaptec公司等傳統(tǒng)光纖通道適配器的廠商，都爭相發(fā)布專為iSCSI技術(shù)設(shè)計的新型主機通道適配器。而且Adaptec公司宣布其iSCSI ASICs和總線適配器全線產(chǎn)品在4月份上市; Intel公司依仗自己在網(wǎng)絡(luò)及芯片領(lǐng)域的霸主地位，推出了專用的IP存儲適配器; NetApp公司在網(wǎng)上提供免費下載的軟件包，以協(xié)助其客戶測試自己的網(wǎng)絡(luò)是否適合采用iSCSI技術(shù)。

    3. 在SCSI SAM-2文檔中重新定義的SCSI傳輸模式

    4. 引人注目的IP/以太網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)

    SCSI-3發(fā)展藍圖

SCSI-3架構(gòu)RoadMap

    Layer和Session架構(gòu)

    Layer和Session內(nèi)容

    Layer模式概念

• SCSI層 – 建立和接收SCSI命令數(shù)據(jù)塊


• iSCSI層 – 建立和接收iSCSI PUDs


• TCP連接 – 從一個initiator到target的“Session”

三、iSCSI能做什么？

    作為IP存儲領(lǐng)域本身，還包括FCIP、iFCP和iSNS等幾個技術(shù)方向，iSCSI技術(shù)只是其中較早成熟的一個罷了。iSCSI最大的特點在于其對成熟的以太網(wǎng)的借用，這種借用體現(xiàn)在低成本實施和易管理維護，然而在性能方面是否能夠滿足存儲系統(tǒng)的需求，就很難講了。雖然有測試表明，在無網(wǎng)絡(luò)通訊干擾的情況下，iSCSI的性能已經(jīng)接近甚至達到了1Gb光纖通道技術(shù)的性能指數(shù)，但是在用戶的實際環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)通訊的干擾肯定是不可避免的，那么iSCSI的性能究竟如何，需要進一步驗證。   

• 為存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）提供一種低價位的傳輸模式


• 為中端服務(wù)器提供了良好的存儲解決方案


• 結(jié)合存儲管理解決方案，iSCSI能提供容災(zāi)、備份和中級存儲解決方案。

    iSCSI性能和價格：硬件和基于軟件的解決方案

    軟件：iSCSI initiator提供了最低價位的iSCSI解決方案。純粹用軟件來實現(xiàn)的iSCSI initiator使用標準的以太網(wǎng)網(wǎng)卡或者是TCP offload Engine（TOE）網(wǎng)卡，用來處理iSCSI指令和TCP/IP協(xié)議。對于使用2GHz CPU的工作站或者服務(wù)器來說，iSCSI協(xié)議在處理一般的客戶工作量時并不會對系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的負荷。舉個例子：微軟iSCSI initiator驅(qū)動。

    硬件：在使用較老的CPU以及服務(wù)器負荷量較大的情況下，擁有硬件支援的iSCSI initiator和iSCSI initiator主機總線適配器（HBA）對CPU的占用率幾乎相等。舉個例子Intel iSCSI HBA。

注：在多個連接的情況下，性能還能得以加強。

    測試配置

    英特爾iSCSI HBA -> 微軟iSCSI initiator(軟件) -> SAN/IP客戶端

四、iSCSI 安全性

• 光纖通道感覺上安全性比較高，然而它是工作在第二層的協(xié)議，原本并沒有建立安全機制。


• 在另一方面，iSCSI規(guī)范包含了initiator和目標驗證(使用CHAP, SRP, Kerberos, 和SPKM)來防止未經(jīng)授權(quán)的訪問同時只允許可信賴的節(jié)點訪問。作為補充，IPsec可以提供安全保證，防止偵聽。


• 而今這一解決方案已經(jīng)可以實現(xiàn)了。

    安全配置

    IPsec

• Peers必須在傳輸數(shù)據(jù)之前互相驗證,數(shù)據(jù)在傳輸過程中是加密的。


• 工作在IP層

    CHAP

• 單向驗證機制，但是可以在Initiator 和Target雙方都進行。


• 工作在iSCSI 協(xié)議層


• iSCSI CHAP和Ipsec依賴于peer知道驗證的“秘密”（Pre-shared或者私有密鑰）

    IPsec 配置

    每一對target 和 initiator都有相同的Pre-shared Key

• 提供管理程序的接口，用以制定Pre-shared Key和initiator上的通道地址


• 為Microsoft SW和主機總線適配器initiator提供密鑰緩存


• 在Microsoft SW initiator上提供Windows IPsec

五、iSCSI互用性

    操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序供應(yīng)商經(jīng)常會有一個通過驗證的硬件解決方案目錄。在微軟的Windows操作系統(tǒng)上通過驗證的iSCSI硬件設(shè)備列表。在2003年年底，至少14家主要的存儲供應(yīng)商的iSCSI硬件產(chǎn)品已經(jīng)通過了微軟Windows系列操作系統(tǒng)的驗證。

    光纖通道的互用性問題主要由兩點原因造成：首先，供應(yīng)商所使用的SCSI3指令各不相同；其次光纖通道缺乏內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)能力。

    在iSCSI方面，互用性的問題得以大大改善，同時SNIA，SNW和其他實驗室還在不斷的研究互用性的問題。

六、IDC的預(yù)測

    IDC預(yù)期在2003年iSCSI在亞太地區(qū)的大部分國家處于發(fā)展的起步階段，將在2004年中得以大大發(fā)展。在很多情況下，iSCSI將作為現(xiàn)存的光纖通道SAN的補充。

    IDC認為iSCSI將在一下兩方面得以廣泛應(yīng)用：

• 在沒有網(wǎng)絡(luò)存儲的小型企業(yè)中，和TCP/IP類似。


• 在大型企業(yè)中，用iSCSI連接光纖通道SAN。

    （Graham Penn, IDC亞太區(qū)存儲研究總監(jiān)）

七、微軟的iSCSI initiator 和示例

    微軟 iSCSI Software Initiator 1.0版本已于6月 25日在網(wǎng)上發(fā)布。微軟iSCSI software initiator可以在IP SAN上讓使用Windows的電腦作為iSCSI initiator來連接iSCSI target。

    所有的iSCSI 設(shè)備在Windows中都顯示為本地設(shè)備，可以像其它本地設(shè)備一樣在Disk Administrator中管理。

    下載微軟 iSCSI Software Initiator 1.0版：
http://www.microsoftcom/downloads/details.aspx?FamilyID=12cb3c1a-15d6-4585-b385-befd1319f825&DisplayLang=en

    示例

    微軟 iSCSI Initiator

    使用Initiator命名設(shè)置，加入Target入口

• Target的名字將會自動顯示（或者刷新后顯示）


• 登錄后target將會自動連接

八、iSCSI應(yīng)用和結(jié)論

    iSCSI可以如下領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用：

• 通過IP合并存儲
  
• 成本提供SAN所具有的功能，例如存儲虛擬化，Capacity-on-Demand鏡像、TimeMark/TimeView（磁盤日志）、復(fù)制、備份和恢復(fù)、Storage Vaulting等等
  
• 無盤刀片式服務(wù)器
  
• 按需/效率計算的存儲架構(gòu)

    結(jié)論

    iSCSI技術(shù)的應(yīng)用，將本身協(xié)議完全不同的IP SAN和FC SAN加以整合，促進了存儲資源利用率的增長，并具有創(chuàng)新意義。隨著iSCSI技術(shù)的完善，數(shù)據(jù)塊級的存儲應(yīng)用將變得更為普遍，存儲資源的通用性、數(shù)據(jù)共享能力都將大大增強，并且更加易于管理。隨著千兆以太網(wǎng)的成熟以及萬兆以太網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，IP存儲必然會以其性價比、通用性、無地理限制等優(yōu)勢飛速發(fā)展，iSCSI技術(shù)將聯(lián)合SCSI、TCP/IP，共同開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)存儲的新局面！

    總的來說，iSCSI就是在低成本的以太網(wǎng)上提供網(wǎng)絡(luò)存儲。iSCSI提供簡單而又低成本的網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案。在無盤服務(wù)器、工作站、刀片式服務(wù)器以及按需/效率計算上方便的應(yīng)用。作為杠桿，為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和存儲公司提供機會。iSCSI和IP存儲的時代已經(jīng)到來，將會改變?nèi)藗儗τ嬎愕恼J識。iSCSI將成為存儲管理是通往成功的鑰匙。

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