2003年2月11日,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)通过了iSCSI(Internet SCSI)标准,这项由IBM、思科共同发起的技术标准,经过三年20个版本的不断完善,终于得到IETF的认可。这将吸引更多的厂商参与到相关产品的开发中,也会推动更多的用户采用iSCSI解决方案。 iSCSI(互联网小型计算机系统接口)是一种在Internet协议网络上,特别是以太网上进行数据块传输的标准,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议上层运行的SCSI指令集。简单地说,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。
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
iSCSI技术重要的贡献在于其对传统技术的继承和发展上: 其一,SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)技术是被磁盘、磁带等设备广泛采用的存储标准,从1986年诞生起到现在仍然保持着良好的发展势头; 其二,沿用TCP/IP协议,TCP/IP在网络方面是最通用、最成熟的协议,且IP网络的基础建设非常完善。这两点为iSCSI的无限扩展提供了坚实的基础。 而在iSCSI技术出现之前,构建存储区域网的唯一技术是利用光纤通道(Fiber Channel),该标准制定于20世纪90年代初期,但是其架构需要高昂的建设成本,远非一般企业所能够承受。iSCSI技术的出现对于以局域网为网络环境的用户来说,它只需要不多的投资,就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。
相对于以往的网络接入存储,iSCSI的出现解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题,其优越的性能使其自发布之日始便受到市场的关注与青睐。 ISCSI带来什么 基于iSCSI技术的IP存储主要用于解决远程存储问题。 一种是实现异地间的数据交换:许多公司利用光纤交换技术实施了自己的本地存储区域网(SAN),但如果企业有异地存储要求时,如何完成异地间的数据交换则成为问题。设想一下,一家公司在相隔很远的地方有分公司,而且两地各有自己的基于光纤的存储网络,那么,如何将两个网络连接起来?用光纤吗?工程巨大,就是采取租用形式,其费用也相当高昂。
我们知道,iSCSI是基于IP协议的,它能容纳所有IP协议网中的部件,如果将FC转换成IP协议下的数据,这些数据就可以通过传统IP协议网络传输,解决了远程传输的问题,而到达另一端时再将IP协议的数据转换到当地的基于FC的存储网络,这样通过iSCSI使两个光纤网络能够在低成本投入的前提下连接起来,实现异地间的数据交换。
另一种是实现异地间的数据备份及容灾:通过iSCSI,用户可以穿越标准的以太网线缆在任何地方创建实际的SAN网络,而不再必须要求专门的光纤通道网络在和存储设备之间传送数据。iSCSI让远程镜像和备份成为可能,因为没有了光纤通道的距离限制,使用标准的TCP/IP协议,数据可以在以太网上进行传输。而从数据传输的角度看,目前多数iSCSI的网络传输带宽为千兆即1Gbit,如果实现全双工能够达到2Gbit,第二代产品能够达到2Gbit带宽,在未来第三代通用iSCSI标准中,带宽将达到10Gb,也就是说,采用iSCSI构建远程异地容灾系统已不存在任何问题。
通过上面我们对iSCSI技术的剖析,对其工作原理进行分析,我们可以了解到,利用现有成熟的以太网络,通过稳定可靠的SCSI协议发展起来的iSCSI技术,来构建IP存储网络有如下优点:
1.实现远程数据管理 首先以太网络发展成熟,网络遍布世界各个角落,因此基于iSCSI技术的IP存储可以遍布各个具有以太网络的范围,用户可以在遥远的地方登陆Internet,通过Internet访问自己的存储系统,从而对数据、信息进行有效的管理,突破了地理位置的限制。
2.降低数据管理成本 其次管理费用方面,用户对已有的Internet投资得到了保护,而且充分利用现有的投资,发展了IP存储,为用户重新部署FC存储网络节省了很大一部分资金投入;在IT网络管理方面,因为不需要专门的人员经过复杂的光纤网络使用管理的培训,因此在人员管理方面为用户节省了部分资金投入。
iSCSI普及尚有障碍
iSCSI尽管有显而易见的优点,但在用户层面却始终遭遇玻璃天花板,其原因包括:
1.性能提升有限 在当前IP存储中,性能一直是用户怀疑和关注的一方面,目前现有的IP网卡接口一般是百兆或千兆网卡接口,同时由于在IP网络上传输的IP包在传输过程中次序已经打乱,需要在接收端重新调整,才能发给TCP层的下一层,这种调整需要占用主机端大量CPU的资源,如果增加TOE(TCP Off-loading Engine)不仅增加了成本而且增加了管理的复杂度。
2.产品兼容性不足 其次是产品的兼容互连性。由于各厂商采用的技术不同,在主机端的操作系统会影响产品的连接性,从而直接影响了产品的推广。 3.用户接受度不高 用户对IP存储认识没有FC网络存储深刻,对IP存储和FC网络存储的应用定位、市场定位不明确,也是IP存储的很大劣势所在。IP存储从当前目标来看,不仅仅是渗透FC网络存储的中低端存储市场,而是在某些具体应用方面譬如大数据量传输,远程容灾系统,对存储性能要求不是很高的用户方面在性价比方面较FC网络存储有较好的优势,而在高IO传输,存储性能要求很高的环境下,FC网络存储无可比拟。
10Gb iSCSI未来新希望
iSCSI从最初的标准推出到现在为大多数人所知道,经过了漫长的一段时间。尽管各大厂商都推出了其iSCSI产品,但由于其技术的不成熟,导致普及存在障碍。然而10Gb iSCSI标准的面世则给iSCSI带来新的希望。 对于iSCSI的未来发展,业界各大厂商都认为SAN与NAS的整合会是一大趋势,融合NAS和SAN的解决方案也日渐成熟。展望未来,iSCSI厂商莫不期盼新一代10G以太网的到来。在iSCSI 10Gb标准推动下,iSCSI的理论带宽将会攀升到10Gb的高水平,那么即使未来FC提升到新一代的4Gb,仍然不是iSCSI的对手。如此截然不同的情势逆转,难怪让不少厂商面露既兴奋又憧憬的表情。
2005年10月18日,世仰科技Accusys即联合美国iSCSI知名厂商iStor向业界率先发布了基于10Gigabit以太网iSCSI技术的IP-SAN存储解决方案。其后,Adaptec也宣布与ServerEngines LLC.——一家以开发标准I/O硅接口为主的新兴创业公司——建立合作伙伴关系,并将目标锁定10 GB iSCSI的研发进程,使其提前投放市场。除此以外,各厂商都在10Gb iSCSI的研发路途上争先恐后,希望早日推出新品,抢占市场。 10Gb标准推出后,IP存储市场正逐渐变得火热,但是也有传统的光纤存储厂商对此表示质疑:他们怀疑iSCSI 10Gb标准在使用中是否真能够使存储网络性能得到大幅提升,他们表示,网络性能需要整体性能来体现,当带宽拓展为10Gb后,如果主机I/O处理性能不能跟上,则会成为整体存储网络的瓶颈,拖慢整体速度。然而,相同的瓶颈对于光纤存储产品也同样存在。
此外,如果iSCSI真正从推广走向应用,还需要用户层面的支持。iSCSI从一开始一直是存储业界的宠儿,在用户层面却始终无法普及推广。原因在于,光纤存储网络经过多年的发展,已经日趋成熟,客户不愿意冒风险再去尝试新的技术。但10Gb推广后,iSCSI的低成本与高性能的诱惑则有可能会吸引相当一部分对成本较为关注的客户。 iSCSI如果要彻底突破宣传概念的层面,则必然需要从厂商到用户的整体的支持,各大厂商对iSCSI目前给予足够的关注, IP存储的市场前途显示了勃勃生机。然而iSCSI存储是否能突破用户推广层面的天花板,还有待时间检验。
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