基于iscsi的ip网络存储技术研究

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1、基于iSCSI的IP网络存储技术研究余以胜（广东女子职业技术学院计算机系，广东广州511450）摘要：IP网络存储技术是存储区域网络(SAN)中的重要支撑技术之一。详细论述了IP网络存储协议标准、iSCSI协议机制、iSCSI存储系统实现技术等内容。关键词：IP网络存储；iSCSI协议；网络存储系统一、引言近年来，随着Internet的广泛应用，企业数据存储容量和复杂性迅速增加。对存储系统提出越来越高的要求，如海量数据存储、数据复制、远程备份和恢复等。按照与主机的耦合方式，存储系统可以分为直接存储DAS（directattachedstorage）、网络附加存储NAS（netwo

2、rkattachedstorage）和存储区域网SAN（storageareanetwork）等3种，DAS是传统的主机存储模式，其系统可用性、可伸缩性和可扩展性等都存在很多缺陷。NAS和SAN都是近年来发展起来的网络存储技术，其中NAS是基于文件传输的网络存储系统。比较适合用作网络文件服务器。SAN是以数据块进行传送和存储的，对高档数据库的支持能力强，比较适合用作网络服务器的后端存储器。目前，SAN主要采用光纤通道FC（fiberchannel）技术和IP技术来构架。虽然FC技术仍占主导地位，但在产品价格和兼容性上存在一些问题，使SAN应用受到一定的限制。基于IP的SAN技术主

3、要采用千兆位以太网和iSCSI（InternetSCSI）技术来构架，在产品价格和兼容性上具有一定的优势，有利于SAN技术的推广应用，代表了未来网络存储技术的发展方向。二、IP网络存储协议标准近几年，在IP网络存储技术的研究上取得很大进展，相继提出了一些IP网络存储技术和协议标准，典型的有FCIP（fiberchanneloverIP）、iFCP（Internetfiberchannelprotocol）和iSCSI（InternetSCSI）等协议，它们可以分成两大类：FC-IP网络存储结构和SCSI-IP网络存储结构。（一）FC-IP网络存储结构在FC-IP网络存储结构中，本

4、地SAN采用FC技术来构架，本地SAN与远程SAN之间采用IP网络连接。FC命令和数据被封装在IP数据包中进行传输，形成一个FC传输通道。其目的是利用已有的IP网络基础设施来实现SAN的远程传输，有利于降低通信系统费用。而FC技术只能提供最长10km的传输距离，并且需要附设专用的光纤，系统造价很高。FCIP和iFCP协议都是基于这种网络存储结构，只是在实现技术上有所不同。（二）SCSI-IP网络存储结构在SCSI-IP6网络存储结构中，网络存储设备采用SCSI接口来驱动磁盘，并通过LAN/WAN链路、LAN交换机/路由器以及IP协议连接到网络上，构成本地或远程SAN。SCSI命令

5、和数据被封装在TCP数据包中进行传输。这种网络存储结构的优点是利用成熟的LAN/WAN技术和IP技术构架SAN，可以大大降低SAN组网费用。iSCSI协议则是基于这种网络存储结构，其系统模型如图1所示。在该模型中，SCSI存储设备通过iSCSI协议连接到网络上，iSCSI定义了两个关键功能组件：iSCSI发起器（主机方）和iSCSI目标器（存储设备方），启动器驻留在主机上，应用程序通过文件系统产生的SCSI命令和数据被封装成TCP包，然后通过IP网络传输给目标器，目标器收到这个TCP包后解析出SCSI命令和数据，再通过SCSI驱动器传送给SCSI存储设备。iSCSI协议最初是由I

6、BM，Cisco等公司提出的，由IETF和存储网络工业协会（SNIA）制定了iSCSI规范，作为行业标准。Initiator应用程序操作系统iSCSI启动器TCP/IP协议栈TargetSCSI子系统SCSI启动器SCSIHBATCP/IP协议栈SCSI盘IP网络图1iSCSI系统模型三、ISCSI协议机制iSCSI是由IETF开发的一种基于存储网络的新的Internet协议，其基本工作原理是：当发起端（Initiator）用户或应用程序发送一个请求后，操作系统对这个请求进行处理并生成一个适当的SCSI命令和数据请求，这些命令通过iSCSI封装，再加上TCP/IP协议包头，形成i

7、SCSI协议数据单元，数据包可以在局域网或Internet上传送。目标端（Target）在收到该数据包后，将按照相反的方向进行解包，解析出原SCSI命令和数据请求，操作系统将SCSI命令再发送给SCSI设备驱动程序，从而可以通过HBA访问SCSI存储设备。由于IP网络的灵活性，iSCSI可以在局域网（LAN）、广域网（WAN）或Internet上传输数据。iSCSI[1]采用TCP协议进行数据传输，其工作过程分为建立连接、数据传输、断开连接等3个阶段。（一）建立连接在iSCSI协