iSCSI存储的新理念

　【IT168 专稿】CIO Update专栏作家Jim McKinstry写道：你是否不想多花钱就可以扩大你的网络存储容量？iSCSI将帮你实现这个愿望。

　　在90年代初期，开放式系统存储环境主要是由内部存储（服务器内部自带磁盘）或通过SCSI接口直接连接存储（direct attached storage，以下简称DAS）设备来控制。随着时间的流逝，企业开始制定了网络附加存储（network attached storage，以下简称NAS）和存储区域网络（storage area network，以下简称SAN）的解决方案来更有效地利用存储设备。

　　今天，还有一种为工作站和服务器部署存储的方法，那就是iSCSI。

　　一、什么是iSCSI？

　　小型计算机系统接口（small computer systems interface，以下简称SCSI）自1986年被认可成为第一个SCSI标准（SCSI-1）以来，用于计算机存储已经20年时间，到现在为止，其标准已经是SCSI-3。

　　iSCSI协议——RFC 3720，在2003年初期被批准认可。iSCSI是一项描述怎样传送SCSI数据到TCP/IP网络的协议。这就意味着，SCSI命令将在有效载荷的TCP/IP信息包中被压缩。在Gig-E（一个支持1000Mb/sec带宽的以太网）网络上的每一个信息包都有1500字节的默认有效载荷。如果是一个大信息包，那么可以有9000字节的默认有效载荷。

　　因为大部分文件系统的默认值都是4KB，所以信息包也可以有效地传送数据。通过利用现有的网络基础设施，企业可以面向大部分偏僻地区所使用的LANs利用iSCSI来建立低成本的存储中心。

　　二、为什么不使用NAS？

　　NAS可以应用在任何网络环境中，并且需要在使用者和服务器之间共享数据。同时，它通过文件存取形式进行数据传输，并需要可靠的TCP/IP以及良好性能来更有效地执行应用软件。然而，iSCSI的性能更类似SAN而不是NAS，因此它有时候还被称为IP-SAN。

　　iSCSI提供了“块级”数据传送，类似光纤渠道（Fibre Channel，以下简称FC），因此可以比NAS更有效地使用TCP/IP网络，而NAS是以文件存取形式进行数据传送。

　　执行iSCSI的设备要比NAS运行时间更短，因此它要比使用NAS更快速，特别是对随机性的IO（例如数据库、MS交换等）。通常来说，数据库可以配合NAS设备进行有效地工作，但是通过执行iSCSI，它们往往会工作得更好，并且占据更少的带宽。

　　因此，如果你不需要共享数据，并且也不要求象FC SAN一样的性能和可靠性，那么iSCSI将成为你的一个选择。

　　三、企业级特征

　　iSCSI厂商在很短的一段时间内制定了许多完善的解决方案。比如，对于SAN和NAS设备，一些iSCSI设备提供了快照技术、文件复制以及备份方案。快照技术可以用来“零影响”备份；文件复制可以用来测试、开发等；备份方案可以在灾难性恢复时使用。

　　另一个重要特征就是从iSCSI设备上引导程序的能力。这使得IT部门可以对每一个办公区配置无盘系统工作站。如果把一家大型企业（拥有上百或上千台式计算机）的每一个工作站都配置成无盘系统，就可以在工作站、电力、制冷等方面节省大笔资金。

　　四、执行/构造

　　iSCSI解决方案一般通过以下两种方法来执行：

　　1、存储

　　执行iSCSI解决方案的一种方法是直接在磁盘子系统中使用iSCSI协议。可以在磁盘中的一些阵列使用iSCSI协议，其它阵列仍然以NAS或iSCSI方式运行。当然，也可以是iSCSI和FC或者iSCSI、FC和NAS共用。

　　这些解决方案很有效，但是还不够完善。举个例子说，存储设备在FC上安装的大型Oracle和大型Microsoft Exchange server不应该按iSCSI LUNs（逻辑单位数量）进行存储，因为iSCSI设备会从FC设备中获取大量的数据。

　　同时，我们将很难找到一个可以替代支持多重协议的设备。一个可以允许五个或十个设备进行传输的FC设备也将很难被取代；如果再额外加上50、100或更多iSCSI设备，那么取代这个FC设备所涉及的工作量是无法估计的。

　　在资料处理中心拥有一个iSCSI设备似乎不符合逻辑。因为它需要被人管理，并且很可能只具备有限的可量测性和性能。一个iSCSI设备可以对超过RAID容量和性能特征的范围轻松地进行测量。

　　2、设备

　　正如虚拟的磁带库、NAS和一些其它存储型的解决方案，iSCSI也可以看作是一个设备来执行。ISCSI设备是一个小型的服务器或刀片服务器，它从SAN中获取了LUNs，然后以ISCSI LUNs形式重新分配到LAN。

　　与存储型的解决方案只能解决存储设备所出现的问题不同，iSCSI设备处理了所有相关的TCP/IP。同时，这些存储设备可以单独使用，也可以聚集起来实现更高的实用性，并且iSCSI设备还管理了所有先进的技术（比如文件复制、快照技术和备份方案）。

　　同时，iSCSI设备可以通过在设备中重新部署“过时”的存储来延长这些“退休资产”的使用期。理论上来说，一个4Gb FC端口可以全速运行3-4 个Gig-E端口的工作量。

　　即使是执行最好的SAN方案，也会有一些没有被利用到的存储。这些没有被使用的存储可以规划到 iSCSI设备中去，并且在LAN上进行使用，提高SAN的有效性和ROI。

　　同时，使用iSCSI设备可以取代后台存储设备。iSCSI设备可以对后台存储阵列进行重新部署来规划出新的阵列，也可以把数据备份到另一个新设备的存储中。当它能够规划出新的阵列并同时备份到另一个新设备的存储中时，旧的存储就可以被删除了。设备服务器将不会牵扯于这项操作中。

　　五、iSCSI适合于哪种存储？

　　iSCSI不能取代SAN或NAS的解决方案。这就意味着，如果要增强一个集团的全面存储解决方案，就不要取代任何一个方案。iSCSI将不会取代NAS，是因为它没有本地化文件的共享能力；iSCSI也不能取代FC，是因为它没有其相同的性能特点。iSCSI适合于那些需要“块级”数据传输的服务器，而不适合于那些需要可靠性、卓越性能、额外成本的SAN存储。

　　通过使用Gig-E网络和服务器中的TCP卸载引擎（TCP offload engine，以下简称TOE）卡，iSCSI可以与1Gb FC的相同速度运行，这是大部分设备理想的运行速度。

　　看起来在企业内部，存储需求的增长似乎不会减速。同时，随着存储需求的增长，更复杂和更昂贵的解决方案也要随之到来。

　　建立一个大型的、快速的、稳定的SAN并在SAN中增加NAS和iSCSI设备是一个理想的存储解决方案，它可以满足公司所有使用者的需求。NAS致力于共享文件需求，SAN致力于高性能、高可靠性需求，而iSCSI致力于这两者以外的需求。