ISCSI网络存储的简单介绍
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 initiator；storage 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。
1、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。
2、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sanmelody，falconstor 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。
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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。
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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 initiator；storage 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。
1、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。
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