ISCSI

iSCSI

Протокол iSCSI (Internet Small Computer System Interface) — это протокол, который базируется на TCP/IP и разработан для установления взаимодействия и управления системами хранения данных, серверами и клиентами.

iSCSI описывает:

• Транспортный протокол для SCSI, который работает поверх TCP.
• Новый механизм инкапсуляции SCSI команд в IP сети.
• Протокол для нового поколения систем хранения данных, которые будут использовать «родной» TCP/IP.

Протокол iSCSI является стандартизованным по RFC 3720. Существует много коммерческих и некоммерческих реализаций этого протокола.

Системы на основе iSCSI могут быть построены на любой достаточно быстрой физической основе, поддерживающей протокол IP, например Gigabit Ethernet или 10G Ethernet. Использование стандартного протокола позволяет применять стандартные средства контроля и управления потоком, а также существенно уменьшает стоимость оборудования по сравнению с сетями Fibre Channel.

Архитектура

ISCSI - клиент-серверная архитектура. Сервер (принимающий запросы) называется iSCSI target, клиент - iSCSI initiator.

Сервер (target) может быть реализован как программно, так и аппаратно. Программная реализация принимает запросы по сети, обрабатывает их, читает (записывает) нужные данные на носитель, отдаёт информацию (результат) обратно по сети. Так как эти операции при высокой интенсивности запросов занимают существенное время процессора, были созданы аппаратные iSCSI HBA (адаптеры), которые совмещают в себе сетевую карту Ethernet и SCSI-контроллер.

iSCSI работает на блочном уровне. Объектом, к которому предоставляется доступ, является область данных, интерпретируемая инициатором как блочное устройство (диск). Доступ является монопольным (за исключением специально рассчитанных на это файловых систем и файловых систем в режиме "только для чтения"). Обязанность создавать и обслуживать файловую систему возлагается на инициатора; сервер (цель, target) лишь обслуживает низкоуровневые запросы, аналогичные запросам, которые обслуживает драйвер диска при работе с локальными дисками.

Для адресации по сети и клиент и сервер имеют свои адреса, которые должны быть уникальными.

Адрес может иметь один из двух видов: iqn и eui.

• iqn-адрес (англ. iSCSI Qualified Name, квалифицированное iSCSI-имя) - ...
• eui (IEEE EUI-64 format)...

Для iqn используется (в теории, см ниже) следующий формат адреса имени:

iqn.2001-04.com.example:storage.tape1.sys1.xyz
 ~ ~~ ~
 1      2        3               4 

1. iqn - указание на тип
2. Дата регистрации доменного имени в формате год-месяц (ГГГГ-ММ)
3. Доменное имя в реверсивной форме (org.wikimedia.commons для commons.wikimedia.org)
4. Заданное (в пределах домена) имя ресурса в произвольной форме. Отделяется от первых трёх частей двоеточием.

Ben Rockwood в руководстве "A Quick Guide to iSCSI on Linux" пишет, что он не знает инициаторов, которые бы действительно использовали бы DNS для разрешения имени цели (target) из iqn; в большинстве случаев IP-адрес (доменное имя) сервера запрашивается отдельно, а весь iqn используется как единая строка идентификации ресурса^[1].

Для обнаружения списка доступных устройств на iSCSI цели (сервере) используется технология обнаружения (discovery, auto-discovery). Это сервис, слушающий на порте tcp (обычно, 3260) запросы клиентов и отдающий им список доступных целей. Такой сервис называют порталом (англ. portal).

Помимо порталов, для поиска доступных целей может так же использоваться iSNS (Internet storage name service).

Дополнительно, iSCSI поддерживает multipath.

Примеры реализаций

Инициаторы (клиенты)

• Для GNU/Linux (есть пакет в Debian GNU/Linux) — Open-iSCSI [1]

Присутствует в стандартной сборке Linux с версии 2.6.16.

• Microsoft iSCSI Software Initiator Version 2.08 (для Windows 2000/XP/2003 Server)
• Starport - бесплатный Windows инициатор от Starwind Software

Программный сервер (target)

• Реализация target для Linux (позволяет экспортировать устройство или файл как iSCSI target)
• Мощный бесплатный iSCSI target от Starwind Software

Также существует монолитный проект на основе BSD — OpenNAS,

На основе FreeBSD 7.2 сделан FreeNAS (может выступать как в качестве target, так и initiator). Сайт проекта FreeNAS

Аналог FreeNAS, но на основе Linux - проект Openfiler (также может выступать как в качестве target, так и initiator)

Преимущества

• Консолидация систем хранения данных
• Резервирование данных
• Кластеризация серверов
• Репликация
• Восстановление в аварийных ситуациях
• Географическое распределение SAN
• QoS
• Безопасность

Недостатки

…основным препятствием для распространения Ethernet как базовой технологии построения сетей хранения данных является относительно большое время задержки (близкое к 75 микросекундам), которое возникает из-за особенностей стека TCP/ІР. В High-End системах при одновременном обращении к тысячам файлов это может стать серьёзной проблемой.

Ссылки

• Статья на IXBT.com "iSCSI и другие"
• Storage Networking Industry Association

Источники

Linux iSCSI HOWTO

Ошибка цитирования Для существующего тега <ref> не найдено соответствующего тега <references/>