iSCSI 技术介绍汇总

1. iSCSI介绍

（iSCSI = internet Small Computer System Interface ）是由IIETF开发的网络存储标准，目的是为了用IP协议将存储设备连接在一起。通过在IP网上传送SCSI命令和数据，ISCSI推动了数据在网际之间的传递，同时也促进了数据的远距离管理。由于其出色的数据传输能力，ISCSI协议被认为是促进存储区域网（SAN）市场快速发展的关键因素之一。因为IP网络的广泛应用， ISCSI能够在LAN、WAN甚至internet上进行数据传送，使得数据的存储不再受地域的现在。

iSCSI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。用户可使用标准的千兆级以太网传输协议，通过Cat5线缆和任意的交换机产品，将服务器与磁盘阵列连接在一起，并且能够提供接近FC SAN的性能。

iSCSI集SCSI、以太网和TCP/IP等技术于一身，支持iSCSI技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的IP交换机和路由器上，具有低廉、开放、大容量、传输速度高、安全等诸多优点，最适合需要在网络上存储和传输大量数据的应用环境，比如广电视频制作和媒资系统，视频监控系统，IPTV系统，数据备份系统，以及许多的对IOPS和带宽性能要求不是还很高的数据库存储系统、大容量文件存储系统。

企业存储技术发展日新月异，早期大型服务器的 DAS 技术（Direct Attached Storage，直接附加存储，又称直连存储），后来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率，因而有了 SAN（Storage Area Network，存储局域网络）技术的诞生，SAN可说是 DAS 网络化发展趋势下的产物。早先的 SAN采用的是光纤通道（FC，Fiber Channel）技术，所以在 iSCSI出现以前， SAN多半单指FC而言。一直到iSCSI问世， 为了方便区别，业界才分别以FC-SAN及 iSCSI-SAN 的称呼加以分辨。

存储技术的进步并不仅仅只体现在一个 iSCSI 概念上，传统 ATA 技术的发展产生了SATA，传统 SCSI 技术的发展产生了 SAS，存储管理技术的发展产生了虚拟存储和内容存储技术。即便是 IP 存储领域本身，也还包括 FCIP、iFCP 和 iSNS 等几个方向，iSCSI 技术只是其中较早成熟的一个罢了。iSCSI 最大的特点就是在于其对成熟的以太网络的借用，这种借用体现在实施成本和管理维护的难度方面。

1. 两大推波助澜的关键促因

SNIA（存储网络产业协会；The Storage Networking Industry Associate）于2003年 2 月正式制定通过了 iSCSI 标准。业界莫将此标准化视为 iSCSI发展历程中的最关键因素，自此开始，有愈来愈多的厂商开始进一步开发合乎业界标准的相关产品。

在 iSCSI 的发展过程中，除了正式标准化具有重大意义外，微软紧接着在 2003 年 5 月宣布在 WinServer 2003  中，正式支持 iSCSI 技术，并提供 iSCSI Initiator驱动程序的下载。

微软这项作法，带动了整个 iSCSI 业界的发展。

对于 iSCSI 的未来发展，诸多厂商都认为 SAN与 NAS 的整合会是一大趋势。此外随着40G Ethernet的到来，iSCSI的理论带宽将会攀升到 40Gb 的极速，那么即使未来 FC 提升到16Gb，速度上也仍然不是 iSCSI 的对手。

1. iSCSI产品介绍

iSCSI产品从功能上可以分为三个类别：起始端产品、连接件产品和目标端产品。

1. 1. 起始端产品

是指主机中的总线适配器和协议转换软件，这些产品的作用就是提供主机端的 iSCSI 连接功能。一般情况下，iSCSI技术可以通过安装协议转换软件，在主机端实现。

即在主机上安装普通的以太网络适配器，并安装驱动程序，然后再安装协议转换软件，这样这片普通的以太网络适配器就可以支持 iSCSI协议了。目前比较流行的此类协议转换软件主要来自 IBM 公司和 Cisco 公司。当然，纯软件的 iSCSI 协议转换效率比较低，而且占用了主机的 CPU 资源。所以在一些性能要求比较高的环境中，可以选择带有 iSCSI 协处理功能的专用 iSCSI 适配器。几乎所有的传统 FC 适配器厂商，都可以提供这种类型的 iSCSI 适配器。此外，一些传统以太网络适配器的厂商也在进入这个产品领域，Intel 公司就已经推出了自己的 IP存储专用适配器，其性能与 FC 适配器厂商的产品已经不相上下了。

1. 1. 连接件产品

是指连接主机到存储设备的设备。这类产品又分做两种：提供 iSCSI 到iSCSI连接的设备，以及提供 iSCSI到 SCSI 或者 FC 的连接设备。目前 iSCSI 到 iSCSI的连接设备相对较少，这是因为，毕竟 iSCSI技术刚刚正式问世，其产品的覆盖范围有限，而且就基本技术原理而言，iSCSI 到 iSCSI 的连接，在通常情况下都可以通过普通的以太网络交换机实现。真正需要专业化的 iSCSI到 iSCSI 连接设备的，恐怕只有性能和安全性要求非常高的超大型数据中心了。

iSCSI 到 SCSI 或 FC 的连接设备其意义则完全不同，这种设备提供了新老技术的互通。一个已经购买了 SCSI 或 FC 存储设备的用户，如果希望能够搭建基于 iSCSI 的 IP-SAN，而又不浪费现有设备，那么 iSCSI 到 SCSI 或 FC 的连接设备就是其最好的选择。需要留意的是，连接类产品正处在更新换代的过程中，其更新的内容主要是内嵌的虚拟存储功能。所以用户在选择这类产品的时候，应该适当注意其中的虚拟存储功能的强弱。

1. 1. 目标端产品

指磁盘阵列、磁带库等存储数据的设备，这部分是存储系统中的核心所在，通常也是整个存储系统的投资重点。

1. 工作原理

iSCSI 协议定义了在 TCP/IP 网络发送、接收 block（数据块）级的存储数据的规则和方法。发送端将 SCSI 命令和数据封装到 TCP/IP 包中再通过网络转发，接收端收到 TCP/IP 包之后，将其还原为 SCSI 命令和数据并执行，完成之后将返回的 SCSI 命令和数据再封装到

TCP/IP 包中再传送回发送端。而整个过程在用户看来，使用远端的存储设备就象访问本地的 SCSI 设备一样简单。支持 iSCSI技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的 IP交换机和路由器上，因此 iSCSI 技术具有易于安装、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、管理方便等优势。

1. 1. 两个概念：

initiator和 target。Initiator 即典型的主机系统，发出读、写数据请求；target 即磁盘

阵列之类的存储资源，响应客户端的请求。这两个概念也就是上文提到的发送端及接受端。

使用 iSCSI  HBA（Host  Bus  Adapter，主机总线适配卡）连接服务器和交换机，iSCSI  HBA包括网卡的功能，还需要支持 OSI 网络协议堆栈以实现协议转换的功能。在 IP SAN 中还可以将基于 iSCSI 技术的磁带库直接连接到交换机上，通过存储管理软件实现简单、快速的数据备份。

1. 工作流程

iSCSI 协议就是一个在网络上封包和解包的过程，在网络的一端，数据包被封装成包括TCP/IP 头、iSCSI 识别包和 SCSI 数据三部分内容，传输到网络另一端时，这三部分内容分别被顺序地解开。iSCSI的工作流程如图一所示： 

1. iSCSI、SAN 及NAS 的比较

FC 与 iSCSI 做一比较，基本两者同属于走 Block 协议的 SAN 架构，只不过前者通过光纤，后者由 IP 传输数据罢了，而两者在管理及应用上也大同小异。

SAN 与NAS 的差异，SAN与 NAS 是完全不同架构的存储方案，前者支持 Block 协议，

后者则支持 File 协议，所以拿两个完全不同协议及架构的标准相比，是不太适宜的。如果硬要从中做个区别的话，那就是 SAN 的精髓在于分享存储配备（Sharing Storages） ；NAS则在于分享数据（Sharing Data） 。