3.iSCSI技術(shù)

 

    相比于上述兩種IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，iSCSI是一種純粹意義上的IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它不包含任何FC的內(nèi)容，iSCSI存儲(chǔ)端設(shè)備支持TCP/IP協(xié)議棧，直接接入IP網(wǎng)絡(luò)。iSCSI為通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行塊數(shù)據(jù)傳輸定義了自己的串行SCSI實(shí)現(xiàn)。

    在SCSICDB(CommandDescriptorBlock)前加入iSCSI頭，幫助接收端解釋SCSI命令。iSCSI頭和SCSICDB組成iSCSI協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并封裝進(jìn)TCP中，在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

    在iSCSI構(gòu)建的IP存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)主機(jī)和存儲(chǔ)資源都支持吉比特以太網(wǎng)接口和iSCSI協(xié)議棧，設(shè)備能夠直接連接到吉比特以太網(wǎng)交換機(jī)或IP路由器上，iSCSI端節(jié)點(diǎn)顯示為一個(gè)IP實(shí)體。iSCSI使用TCP保證在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)TCP連接在引發(fā)器和目標(biāo)之間支持一個(gè)iSCSI會(huì)話，TCP連接確保iSCSIPDU順序發(fā)送，其中PDU封裝了標(biāo)準(zhǔn)的SCSICDB用于傳送命令和數(shù)據(jù)。iSCSI層為操作系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的SCSI訪問(wèn)方法命令組的接口。iSCSI還允許提供IPSec數(shù)據(jù)加密功能，保證數(shù)據(jù)的安全性。協(xié)議還規(guī)定了可選的數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)控制機(jī)制，確保iSCSI數(shù)據(jù)和命令的有序接收。

    每個(gè)iSCSI節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)標(biāo)識(shí)，一個(gè)是iSCSI節(jié)點(diǎn)名，一個(gè)是IP地址和TCP端口號(hào)的結(jié)合。iSCSI節(jié)點(diǎn)名和iSCSI地址的分離能夠保障存儲(chǔ)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中具有一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)，即使iSCSI節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的位置發(fā)生改變，該設(shè)備仍能夠被重新發(fā)現(xiàn)。

    在開(kāi)始工作前，引發(fā)器和目標(biāo)之間首先建立TCP連接，連接正確建立后，開(kāi)始iSCSI會(huì)話。引發(fā)器和目標(biāo)之間的iSCSI會(huì)話必須通過(guò)一個(gè)iSCSI登錄進(jìn)程(LoginPhase)來(lái)啟動(dòng)，該過(guò)程用來(lái)協(xié)商雙方的變量參數(shù)，如果成功，目標(biāo)將向引發(fā)器發(fā)出一個(gè)登錄接受信息；否則，登錄被拒絕，連接中斷。iSCSI登錄交換使用文本字段協(xié)商引發(fā)器和目標(biāo)之間的參數(shù)，這些字段和一些關(guān)鍵字相關(guān)，這些關(guān)鍵字后面是協(xié)商得來(lái)的值，如果一個(gè)引發(fā)器所提供的范圍和目標(biāo)所提供的不一樣，將使用二者之間的較小值。

    登錄完成以后，iSCSI會(huì)話進(jìn)入完全特性階段，即正常的SCSI事務(wù)階段。如果該會(huì)話建立了多個(gè)TCP連接，單獨(dú)的命令/響應(yīng)對(duì)必須在相同的TCP連接上傳輸。ISCSIPDU用來(lái)傳送命令、狀態(tài)和數(shù)據(jù)，R2T(Ready-to-Transmit)PDU在目標(biāo)和引發(fā)器之間扮演了高層SCSI流量控制的角色。

    iSCSI錯(cuò)誤處理和恢復(fù)最主要的要求是：引發(fā)器和目標(biāo)必須都具有緩沖命令和響應(yīng)的能力，直到它們得到確認(rèn)為止。例如，在一個(gè)寫操作中，引發(fā)器必須將剛發(fā)送的數(shù)據(jù)保存到緩沖區(qū)中，直到它收到一個(gè)來(lái)自目標(biāo)的R2T，表明先前發(fā)送數(shù)據(jù)已經(jīng)收到。iSCSI通過(guò)序列號(hào)確認(rèn)(或SNACK)PDU來(lái)恢復(fù)丟失PDU。SNACK會(huì)指出丟失的PDU數(shù)目，并且計(jì)算接收到的上一個(gè)可用PDU。

在iSCSI協(xié)議中允許使用多種安全機(jī)制，如IPSec和登錄認(rèn)證等。iSCSI的會(huì)話始于iSCSI登錄進(jìn)程，在登錄進(jìn)程中能夠調(diào)用一個(gè)安全例程來(lái)對(duì)可允許的連接進(jìn)行認(rèn)證，并且iSCSI登錄過(guò)程也為兩個(gè)端設(shè)備協(xié)    商二者都支持的安全性類型提供了文本字段。同時(shí)，iSCSI的登錄進(jìn)程也能夠借用IP技術(shù)中的接入認(rèn)證技術(shù)。iSCSI協(xié)議也支持位于iSCSI層下的多種加密方案，能夠?qū)崿F(xiàn)端到端的認(rèn)證和加密。iSCSI技術(shù)也能夠使用主流的IP網(wǎng)絡(luò)通用的安全機(jī)制，如ACL，VLAN和VPN技術(shù)。

iSCSI協(xié)議本身沒(méi)有定義對(duì)QoS的支持，可以利用IPQoS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的支持。

 

4.技術(shù)比較

以上介紹的三種IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)IP存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，協(xié)議棧、技術(shù)細(xì)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及實(shí)施難度等方面有著明顯的區(qū)別，各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用環(huán)境。

 

三、IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程

 

    IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作仍在進(jìn)行中，主要的IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織有SNIA和IETF。SNIA由制造商組成的，主要從事存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，在整個(gè)存儲(chǔ)行業(yè)中具有較大的影響力。而IETF是傳統(tǒng)的Internet標(biāo)準(zhǔn)制定的組織，在IP存儲(chǔ)領(lǐng)域也具有較大的影響力。兩者都對(duì)目前主要的三種IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行研究和標(biāo)準(zhǔn)化制定，但各自又有所側(cè)重。

    SNIA(網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)工業(yè)協(xié)會(huì)，StorageNetworkIndustryAssociation)是由計(jì)算機(jī)廠商、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)廠商和數(shù)據(jù)管理廠商等組成的一個(gè)非官方組織，致力于驅(qū)動(dòng)未來(lái)的存儲(chǔ)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施和教育等。SNIA由其下設(shè)的IP存儲(chǔ)論壇(IPSF，IPStorageForum)負(fù)責(zé)IP存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)解決方案的標(biāo)準(zhǔn)制定及技術(shù)研究。因此，SNIA制定的標(biāo)準(zhǔn)中除了技術(shù)細(xì)節(jié)外，更關(guān)注的是對(duì)IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。目前SNIA發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中主要包含的文檔有：《iFCP技術(shù)概述》、《iFCP過(guò)渡技術(shù)》、《存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的iSCSI》、《iSCSI技術(shù)白皮書》、《iSCSI技術(shù)下的光纖通道和IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的集成》和《FCIP技術(shù)白皮書》。

    IETF(Internet工程任務(wù)組，InternetEngineeringTaskForce)成立了IPS(IPStorage)工作組，進(jìn)行IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。IPS跟蹤和研究封裝SCSI和FC協(xié)議在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膶?shí)際方法以及與此相關(guān)的其他主體，包括安全、命名、發(fā)現(xiàn)和配置等。

    目前，IPS工作組已經(jīng)發(fā)布了12個(gè)RFC(請(qǐng)求注釋，RequestforComment)和12個(gè)草案(Draft)。IETF的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容更多的覆蓋了IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的定義說(shuō)明比較少。IETF將FCIP和iSCSI技術(shù)作為IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的重點(diǎn)，已經(jīng)有RFC支持，而iFCP技術(shù)仍然出于草案階段。主要的標(biāo)準(zhǔn)或草案包括RFC3347，RFC3720，RFC3721，RFC3783，RFC3980，RFC3643.RFC3821和RFC3822和Draft-ietf-ips-ifcp-xx等。

    IPS工作組還對(duì)與IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的的其他協(xié)議進(jìn)行了研究。如SLP(服務(wù)定位協(xié)議，ServiceLocationProtocol)協(xié)議和iSNS(InternetStorageNameService)協(xié)議。

為適應(yīng)IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)已于2004年開(kāi)始了IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的立項(xiàng)研究工作。到目前為止，《IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備技術(shù)要求》、《IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備測(cè)試方法》、《支持存儲(chǔ)的路由器技術(shù)要求》和《支持存儲(chǔ)的路由器測(cè)試方法》正在起草中，計(jì)劃于2005年底完成征求意見(jiàn)稿。