Μετατροπή ενός παλιού διακομιστή σε στόχο iSCSI χρησιμοποιώντας το Enterprise Storage OS (ESOS). Σύνδεση και διαμόρφωση iSCSI στον Windows Server Εκκίνηση και διαμόρφωση δίσκου iSCSI

Με την έλευση του Fiber Channel και των SAN που είναι χτισμένα σε αυτό, ο κόσμος αποθήκευσης έχει βάλει τα στοιχήματά του στην πρόσβαση δικτύου σε συστήματα αποθήκευσης. Σχεδόν όλοι δήλωσαν ομόφωνα ότι τα δίκτυα αποθήκευσης είναι το μέλλον. Για αρκετά χρόνια, η διεπαφή FC παρέμεινε το αδιαμφισβήτητο πρότυπο για την κατασκευή τους, αλλά σήμερα πολλοί καταλαβαίνουν ότι έρχεται η ώρα της αλλαγής. Υπάρχουν μερικά σοβαρά μειονεκτήματα σε ένα SAN που βασίζεται σε FC - η τιμή και τα προβλήματα πρόσβασης σε γεωγραφικά (σε απόσταση μεγαλύτερη των εκατοντάδων χιλιομέτρων) απομακρυσμένων συσκευών. Πρόσφατα, εμφανίστηκαν μια σειρά από πρωτοβουλίες που βρίσκονται στο στάδιο της τυποποίησης και έχουν σχεδιαστεί για να λύσουν ή να παρακάμψουν αυτά τα προβλήματα. Το πιο ενδιαφέρον από αυτά είναι το iSCSI.

Ο συνδυασμός γραμμάτων iSCSI εμφανίζεται όλο και περισσότερο στις σελίδες των εφημερίδων και στα ενημερωτικά δελτία κορυφαίων κατασκευαστών συστημάτων αποθήκευσης δεδομένων. Ρίξτε μια ματιά στους πόρους που είναι αφιερωμένοι στην αποθήκευση και σίγουρα θα το δείτε. Αλλά, κοιτάζοντας άρθρα και ειδήσεις, πιθανότατα θα βρείτε πολλές εντελώς αντίθετες δηλώσεις: κάποιοι παρουσιάζουν το iSCSI ως τον αναμφισβήτητο ηγέτη για τα δίκτυα αποθήκευσης στο εγγύς μέλλον, άλλοι το βάζουν τέλος ακόμη και πριν από τη γέννησή του.

Η Sun αντιτίθεται στο IP Storage

Η Sun έχει γίνει αντίθετη με το IP Storage. Η Sun Microsystems δεν θα απελευθερώσει συστήματα αποθήκευσης με πρόσβαση IP. Ο Mark Canepa, αντιπρόεδρος όλων των συστημάτων αποθήκευσης της Sun, δήλωσε πρόσφατα ότι το IP Storage ήταν απλώς ένα «όνειρο», αναφέρει το Byte and Switch.

Ο Κανέπα είπε ότι " Δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιήσετε το TCP/IP για την οργάνωση ενός SAN λόγω του υψηλότερου λανθάνοντος χρόνου σε τέτοια δίκτυα. Ακόμα κι αν υπάρχει μέλλον για δίκτυα αποθήκευσης που βασίζονται σε IP, θα είναι τρία έως πέντε χρόνια μακριά ή ίσως ποτέ. Η ροή αποθήκευσης δεν μπορεί να τρέξει πάνω από μια στοίβα πρωτοκόλλου γενικής χρήσης, έχει ειδικές ανάγκες. Οι τεχνολογικές προκλήσεις της υλοποίησης του TCP/IP είναι πολύ μεγαλύτερες από ό,τι νομίζουν πολλοί. Γι' αυτό εμείς στη Sun στοιχηματίζουμε στο Fiber Channel", αυτός είπε. Μέχρι τώρα, κανένας κατασκευαστής συστημάτων αποθήκευσης δεν έχει λάβει τόσο ξεκάθαρη στάση έναντι του IP Storage. Οι ανταγωνιστές της Sun, η Hewlett-Packard και η IBM, υποστηρίζουν λίγο πολύ ενεργά αυτές τις τεχνολογίες.

Η HP υπόσχεται υποστήριξη iSCSI

« Η τελική έκδοση της νέας τεχνολογίας θα εμφανιστεί το πρώτο τρίμηνο του 2002, δήλωσε ο Mark Thompson, επικεφαλής του τμήματος συστημάτων αποθήκευσης δικτύου της HP. Η εταιρεία σκοπεύει να εισαγάγει ένα ευρύ φάσμα προϊόντων που υποστηρίζουν το πρότυπο iSCSI, σχεδιασμένο για συνδυασμό συστημάτων αποθήκευσης σε δίκτυα IP...»

Η HP παραδέχεται ότι οι χρήστες συστημάτων Fiber Channel αισθάνονται αρκετά άνετα και έλκονται περισσότερο από την εκσυγχρονισμένη τεχνολογία FCIP παρά από το iSCSI. Αλλά ταυτόχρονα, η HP πιστεύει ότι η εμπειρία με λύσεις που βασίζονται σε IP, και ειδικά το Ethernet, θα κάνει τα προϊόντα iSCSI ελκυστικά σε πολλούς πελάτες.

Computerworld, #35/2001: «Ομοσπονδιακά συστήματα αποθήκευσης»

Η IBM κυκλοφορεί προϊόν που βασίζεται σε iSCSI

Το IBM TotalStorage IP Storage 200i παρέχει απευθείας σύνδεση με μονάδες Ethernet LAN. Αυτό το σύστημα αποθήκευσης υψηλής ταχύτητας υποστηρίζει το νέο βιομηχανικό πρότυπο iSCSI, το οποίο παρέχει πρωτόκολλο SCSI μέσω IP.

Λοιπόν, τέτοια αντιφατικά μηνύματα δεν μας αφήνουν άλλη επιλογή από το να το καταλάβουμε μόνοι μας και να ζυγίσουμε ανεξάρτητα τα υπέρ και τα κατά.

iSCSI

« Το iSCSI (Internet Small Computer System Interface) είναι ένα πρωτόκολλο που βασίζεται στο TCP/IP και έχει σχεδιαστεί για την επικοινωνία και τη διαχείριση συστημάτων αποθήκευσης, διακομιστών και πελατών.».

Το iSCSI περιγράφει:

• Πρωτόκολλο μεταφοράς για SCSI που εκτελείται πάνω από το TCP
• Νέος μηχανισμός ενθυλάκωσης εντολών SCSI σε δίκτυο IP
• Ένα πρωτόκολλο για μια νέα γενιά συστημάτων αποθήκευσης που θα χρησιμοποιούν εγγενές TCP/IP

Αμέσως υπάρχει αγανάκτηση, θέλετε να βάλετε τα πάντα σε χωριστούς σωρούς. Όπως είπε ένας από τους δασκάλους μου: «Οι κοτολέτες είναι ξεχωριστές, οι μύγες είναι ξεχωριστές». Το γεγονός είναι ότι οι κανόνες για την παράδοση πακέτων σε IP και SCSI είναι εντελώς αντίθετοι. Στην IP, τα πακέτα παραδίδονται στον παραλήπτη χωρίς να τηρείται μια αυστηρή σειρά και ανακτά επίσης τα δεδομένα, κάτι που απαιτεί συγκεκριμένους πόρους. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με την προδιαγραφή SCSI, ως διεπαφή καναλιού, όλα τα πακέτα πρέπει να μεταδίδονται το ένα μετά το άλλο χωρίς καθυστέρηση και η παραβίαση αυτής της σειράς οδηγεί σε απώλεια δεδομένων. Παρά το γεγονός ότι, σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς, αυτό το πρόβλημα εισάγει ασάφεια στην πρακτική χρήση της τεχνολογίας iSCSI, σήμερα έχουν ήδη εφαρμοστεί αρκετές συσκευές που επιβεβαιώνουν τη βιωσιμότητά της. Οι μηχανικοί που εργάστηκαν στο iSCSI μπόρεσαν να λύσουν αυτό το πρόβλημα με συγκεκριμένο τρόπο. Η προδιαγραφή iSCSI απαιτεί μεγαλύτερα μεγέθη κεφαλίδας πακέτων. Στην κεφαλίδα περιλαμβάνονται πρόσθετες πληροφορίες, οι οποίες επιταχύνουν σημαντικά τη συναρμολόγηση των πακέτων.

Σύμφωνα με έναν από τους οπαδούς του iSCSI, τον Haymore, ανώτερο μηχανικό συστημάτων στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα, το κύριο εμπόδιο στην εξάπλωση του Ethernet ως βασικής τεχνολογίας για την κατασκευή δικτύων αποθήκευσης είναι η σχετικά υψηλή καθυστέρηση (κοντά στα 75 μικροδευτερόλεπτα), η οποία προκύπτει λόγω των χαρακτηριστικών της στοίβας TCP/IP. Σε συστήματα προηγμένης τεχνολογίας, όταν έχετε πρόσβαση σε χιλιάδες αρχεία ταυτόχρονα, αυτό μπορεί να γίνει σοβαρό πρόβλημα.

Οι άνθρωποι που εργάζονται στο iSCSI κατανοούν τη σημασία του λανθάνοντος χρόνου. Και παρά το γεγονός ότι αναπτύσσονται πολλά εργαλεία για τη μείωση της επιρροής των παραμέτρων που προκαλούν καθυστερήσεις στην επεξεργασία των πακέτων IP, η τεχνολογία iSCSI είναι τοποθετημένη για την κατασκευή συστημάτων μεσαίου επιπέδου.

Το iSCSI εξελίσσεται πολύ γρήγορα. Η ανάγκη για ένα νέο πρότυπο έγινε τόσο έντονα αισθητή που κυριολεκτικά μέσα σε 14 μήνες από την πρόταση για τη δημιουργία iSCSI, η οποία έγινε από το IETF τον Φεβρουάριο του 2000, πολλές συσκευές εμφανίστηκαν να επιδεικνύουν τις δυνατότητες της αλληλεπίδρασής τους. Τον Ιούλιο του 2000 δημοσιεύτηκε το Προσχέδιο 0 για το iSCSI, το οποίο σηματοδότησε την έναρξη των εργασιών για την εφαρμογή της τεχνολογίας. Τον Ιανουάριο του 2001, στο πλαίσιο του SNIA (Storage Networking Industry Association), δημιουργήθηκε ένα φόρουμ IP Storage, το οποίο έξι μήνες αργότερα είχε ήδη 50 μέλη και τον Απρίλιο του ίδιου έτους, παρουσιάστηκε ένα προϊόν που σύντομα κέρδισε το «Enterprise Βραβείο Networking Product».

Τι είναι τόσο υπέροχο για το iSCSI που βρίσκει υποστήριξη μεταξύ των κολοσσών της βιομηχανίας υπολογιστών, ανεξάρτητα από τις αντιφάσεις που υπάρχουν στα πρότυπα.

Μερικές από τις πιο σημαντικές εργασίες και λειτουργίες εφαρμογής που υλοποιούνται χρησιμοποιώντας συστήματα αποθήκευσης δεδομένων είναι:

Εργασίες που υλοποιούνται αποτελεσματικά με σύγχρονες μεθόδους:

· Ενοποίηση συστημάτων αποθήκευσης δεδομένων · Δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων · Ομαδοποίηση διακομιστή · Αναπαραγωγή (διπλασιασμός) · Ανάκτηση καταστροφών

Νέες δυνατότητες που υλοποιούνται αποτελεσματικά με χρήση του IP Storage:

· Γεωγραφική κατανομή του SAN · QoS · Ασφάλεια

Ταυτόχρονα, νέα συστήματα αποθήκευσης δεδομένων για τα οποία το iSCSI θα είναι εγγενές πρωτόκολλο θα δημιουργήσουν πολλά πλεονεκτήματα:

· Παρέχει μια ενοποιημένη τεχνολογία για τη σύνδεση συστημάτων αποθήκευσης, διακομιστών και πελατών εντός LAN, WAN, SAN · Σημαντική εμπειρία στον κλάδο σε τεχνολογίες Ethernet και SCSI · Δυνατότητα σημαντικής γεωγραφικής απόστασης συστημάτων αποθήκευσης · ​​Δυνατότητα χρήσης εργαλείων διαχείρισης δικτύου TCP/IP

Επιπλέον, για να μεταφέρετε δεδομένα στο χώρο αποθήκευσης με μια διεπαφή iSCSI, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όχι μόνο μέσα, διακόπτες και δρομολογητές υπαρχόντων δικτύων LAN/WAN, αλλά και κανονικές κάρτες δικτύου στην πλευρά του πελάτη. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, σημαντικά γενικά έξοδα ισχύος επεξεργαστή προκύπτουν από την πλευρά του πελάτη που χρησιμοποιεί μια τέτοια κάρτα. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, η εφαρμογή λογισμικού του iSCSI μπορεί να φτάσει τις ταχύτητες του μέσου μετάδοσης δεδομένων Gigabit Ethernet με σημαντικό, έως και 100% φορτίο σε σύγχρονες CPU. Σε αυτό το πλαίσιο, συνιστάται η χρήση ειδικών καρτών δικτύου που θα υποστηρίζουν μηχανισμούς για την εκφόρτωση της CPU από την επεξεργασία της στοίβας TCP. Τη στιγμή της σύνταξης (Ιούνιος 2002), τέτοιες κάρτες κατασκευάζονταν από την Intel.

Ο προσαρμογέας αποθήκευσης IP Intel PRO/1000T προσφέρεται από την Intel στην τιμή των 700 USD ανά μονάδα. Αυτή η συσκευή περιέχει έναν ισχυρό επεξεργαστή Xscale, μνήμη 32M και μεταφέρει υπολογισμούς που σχετίζονται με τα πρωτόκολλα iSCSI και TCP/IP, καθώς και τον υπολογισμό των αθροισμάτων ελέγχου πλαισίου TCP, IP στον ενσωματωμένο επεξεργαστή. Η απόδοσή του, σύμφωνα με τις εσωτερικές δοκιμές της εταιρείας, μπορεί να φτάσει τα 500 Mbit/s σε 3-5% φορτίο CPU του συστήματος υποδοχής.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο iSCSI

Στο παράδειγμα που φαίνεται στην Εικόνα 1, κάθε διακομιστής, σταθμός εργασίας και μονάδα δίσκου υποστηρίζει μια διεπαφή Ethernet και μια στοίβα πρωτοκόλλου iSCSI. Οι δρομολογητές IP και οι μεταγωγείς Ethernet χρησιμοποιούνται για την οργάνωση των συνδέσεων δικτύου.

Με την εισαγωγή του SAN, μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε το πρωτόκολλο SCSI σε υποδομές δικτύου, παρέχοντας μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας σε επίπεδο μπλοκ μεταξύ πολλαπλών στοιχείων του δικτύου αποθήκευσης.

Η Διασύνδεση Συστήματος Μικρού Υπολογιστή Διαδικτύου παρέχει επίσης αποκλειστική πρόσβαση σε δεδομένα, αλλά όχι από μόνη της, αλλά πάνω από δίκτυα TCP/IP.

Η αρχιτεκτονική του συμβατικού SCSI βασίζεται σε ένα μοντέλο «πελάτη»/«διακομιστή». Ένας "πελάτης", όπως ένας διακομιστής ή ένας σταθμός εργασίας, εκκινεί αιτήματα για ανάγνωση ή εγγραφή δεδομένων από έναν εκτελεστή - έναν "διακομιστή", όπως ένα σύστημα αποθήκευσης. Οι εντολές που εκδίδονται από τον «πελάτη» και υποβάλλονται σε επεξεργασία από τον «διακομιστή» τοποθετούνται στο Μπλοκ Περιγραφέα Εντολών (CDB). Ο "διακομιστής" εκτελεί την εντολή και το τέλος της εκτέλεσής του υποδεικνύεται από ένα ειδικό σήμα. Η ενθυλάκωση και η αξιόπιστη παράδοση των συναλλαγών CDB μεταξύ εκκινητών και εκτελεστών μέσω ενός δικτύου TCP/IP είναι η κύρια εργασία του iSCSI και πρέπει να πραγματοποιηθεί σε ένα μη παραδοσιακό SCSI, δυνητικά αναξιόπιστο περιβάλλον δικτύων IP.

Εδώ είναι ένα μοντέλο των επιπέδων πρωτοκόλλου iSCSI, το οποίο καθιστά δυνατή την κατανόηση της σειράς ενθυλάκωσης των εντολών SCSI για τη μετάδοσή τους μέσω φυσικών μέσων.

Εικόνα 2. Μοντέλο των κατώτερων επιπέδων του πρωτοκόλλου iSCSI

Το πρωτόκολλο iSCSI παρακολουθεί τη μεταφορά των μπλοκ δεδομένων και παρέχει επιβεβαίωση της αυθεντικότητας της ολοκλήρωσης της λειτουργίας I/O. Το οποίο, με τη σειρά του, παρέχεται μέσω μιας ή περισσότερων συνδέσεων TCP.

Το iSCSI έχει τέσσερα στοιχεία:

• Διαχείριση ονομάτων και διευθύνσεων (iSCSI Address and Naming Conventions).
• Διαχείριση συνεδρίας (iSCSI Session Management).
• Διαχείριση σφαλμάτων (iSCSI Error Handling).
• Ασφάλεια (iSCSI Security).

Διαχειριστείτε ονόματα και διευθύνσεις

Εικόνα 3. Μοντέλο οντότητας δικτύου

Ένας κόμβος iSCSI είναι ένα αναγνωριστικό συσκευών SCSI (στην οντότητα δικτύου) προσβάσιμες μέσω του δικτύου. Κάθε κόμβος iSCSI έχει ένα μοναδικό όνομα iSCSI (μήκους έως 255 byte), το οποίο σχηματίζεται σύμφωνα με τους κανόνες που έχουν υιοθετηθεί για την ονομασία κόμβων στο Διαδίκτυο. Για παράδειγμα: "fqn.com.ustar.storage.itdepartment.161". Αυτό το όνομα έχει μια αναγνώσιμη από τον άνθρωπο μορφή και μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από έναν διακομιστή ονομάτων τομέα (DNS). Έτσι, το όνομα iSCSI διασφαλίζει τη σωστή αναγνώριση της συσκευής iSCSI, ανεξάρτητα από τη φυσική της θέση. Ταυτόχρονα, κατά τη διαδικασία παρακολούθησης και μετάδοσης δεδομένων μεταξύ συσκευών, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός διεύθυνσης IP και θύρας TCP, που παρέχονται από την πύλη δικτύου. Το πρωτόκολλο iSCSI, εκτός από τα ονόματα iSCSI, παρέχει υποστήριξη για ψευδώνυμα, τα οποία, κατά κανόνα, εμφανίζονται σε συστήματα διαχείρισης για ευκολία αναγνώρισης και διαχείρισης από τους διαχειριστές συστημάτων.

Διαχείριση συνεδρίας

Μια συνεδρία iSCSI αποτελείται από μια φάση ελέγχου ταυτότητας (Φάση σύνδεσης) και μια φάση ανταλλαγής (Φάση πλήρους δυνατότητας), η οποία ολοκληρώνεται με μια ειδική εντολή.

Η φάση ελέγχου ταυτότητας iSCSI είναι παρόμοια με τη διαδικασία σύνδεσης θύρας καναλιού οπτικών ινών (PLOGI). Χρησιμοποιείται για τη διαπραγμάτευση διαφόρων παραμέτρων μεταξύ δύο οντοτήτων δικτύου και την επιβεβαίωση των δικαιωμάτων πρόσβασης του εκκινητή. Εάν η φάση ελέγχου ταυτότητας iSCSI είναι επιτυχής, ο εκτελεστής επιβεβαιώνει τη σύνδεση στον εκκινητή, διαφορετικά η σύνδεση δεν επιβεβαιώνεται και η σύνδεση TCP κλείνει.

Μόλις επιβεβαιωθεί η σύνδεση, η περίοδος σύνδεσης iSCSI μεταβαίνει στη φάση ανταλλαγής. Εάν έχουν δημιουργηθεί περισσότερες από μία συνδέσεις TCP, το iSCSI απαιτεί κάθε ζεύγος εντολών/απόκρισης να διέρχεται από μία σύνδεση TCP. Αυτή η διαδικασία διασφαλίζει ότι κάθε μεμονωμένη εντολή ανάγνωσης ή εγγραφής θα εκτελεστεί χωρίς την ανάγκη επιπρόσθετης παρακολούθησης κάθε αιτήματος καθώς διέρχεται από διαφορετικά νήματα. Ωστόσο, διαφορετικές συναλλαγές μπορούν να μεταδοθούν ταυτόχρονα σε διαφορετικές συνδέσεις TCP μέσα στην ίδια περίοδο λειτουργίας.

Εικόνα 4. Παράδειγμα Γράψτε iSCSI

Στο τέλος της συναλλαγής, ο εκκινητής στέλνει/λαμβάνει τα πιο πρόσφατα δεδομένα και ο εκτελεστής στέλνει μια απάντηση που επιβεβαιώνει την επιτυχή μεταφορά των δεδομένων.

Εάν είναι απαραίτητο να κλείσετε μια συνεδρία, χρησιμοποιείται η εντολή αποσύνδεσης iSCSI, η οποία μεταδίδει πληροφορίες σχετικά με τους λόγους τερματισμού της συνεδρίας. Μπορεί επίσης να μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με το ποια σύνδεση πρέπει να κλείσει σε περίπτωση σφάλματος σύνδεσης, για να κλείσει προβληματικές συνδέσεις TCP.

Σφάλμα επεξεργασίας

Λόγω της μεγάλης πιθανότητας εμφάνισης σφαλμάτων κατά τη μετάδοση δεδομένων σε ορισμένους τύπους δικτύων IP, ειδικά σε εφαρμογές WAN στις οποίες μπορεί να λειτουργήσει το iSCSI, το πρωτόκολλο προβλέπει πολλά μέτρα διαχείρισης σφαλμάτων.

Προκειμένου ο χειρισμός σφαλμάτων και η ανάκτηση αποτυχίας να λειτουργήσουν σωστά, τόσο ο εκκινητής όσο και ο εκτελεστής πρέπει να μπορούν να αποθηκεύουν εντολές προσωρινής αποθήκευσης μέχρι να επιβεβαιωθούν. Κάθε τελική συσκευή πρέπει να μπορεί να ανακτήσει επιλεκτικά ένα χαμένο ή κατεστραμμένο PDU ως μέρος μιας συναλλαγής για την αποκατάσταση της μετάδοσης δεδομένων.

Η ιεραρχία διαχείρισης και ανάκτησης σφαλμάτων iSCSI περιλαμβάνει:

1. Στο χαμηλότερο επίπεδο, ανίχνευση σφαλμάτων και ανάκτηση δεδομένων σε επίπεδο εργασιών SCSI, για παράδειγμα, αναμετάδοση ενός χαμένου ή κατεστραμμένου PDU.
2. Στο επόμενο επίπεδο, ενδέχεται να παρουσιαστεί σφάλμα στη σύνδεση TCP που μεταδίδει την εργασία SCSI, δηλαδή, η σύνδεση TCP μπορεί να καταστραφεί. Σε αυτή την περίπτωση, γίνεται προσπάθεια επαναφοράς της σύνδεσης.
3. Και τέλος, η ίδια η συνεδρία iSCSI μπορεί να καταστραφεί. Ο τερματισμός και η αποκατάσταση της συνεδρίας συνήθως δεν απαιτούνται εάν η αποκατάσταση γίνεται σωστά σε άλλα επίπεδα, αλλά μπορεί να συμβεί το αντίθετο. Αυτή η κατάσταση απαιτεί το κλείσιμο όλων των συνδέσεων TCP, την ολοκλήρωση όλων των εργασιών, τις μη ολοκληρωμένες εντολές SCSI και την επανεκκίνηση της συνεδρίας με επανασύνδεση.

Ασφάλεια

Λόγω της χρήσης του iSCSI σε δίκτυα όπου είναι δυνατή η μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε δεδομένα, η προδιαγραφή επιτρέπει τη χρήση ποικίλων μεθόδων για τη βελτίωση της ασφάλειας. Τα εργαλεία κρυπτογράφησης όπως το IPSec, που χρησιμοποιούν χαμηλότερα επίπεδα, δεν απαιτούν πρόσθετη διαπραγμάτευση, καθώς είναι διαφανή στα ανώτερα επίπεδα, συμπεριλαμβανομένου του iSCSI. Για τον έλεγχο ταυτότητας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες λύσεις, για παράδειγμα, το Kerberos ή ένας διακομιστής iSNS μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αποθήκη κλειδιών.

Άλλα (iFCP, FCIP)

Ως μέρος των εργασιών για τις τεχνολογίες αποθήκευσης δεδομένων δικτύου, η Ομάδα Εργασίας Μηχανικής Διαδικτύου (IETF) δημιούργησε μια ομάδα εργασίας για την αποθήκευση IP (IPS) στους ακόλουθους τομείς:

• iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface)
• FCIP (Κανάλι Fibre μέσω TCP/IP)
• iFCP (Πρωτόκολλο καναλιού ινών Διαδικτύου)
• iSNS (Υπηρεσία ονόματος αποθήκευσης στο Διαδίκτυο)

Και επίσης, όπως ήδη σημειώθηκε, τον Ιανουάριο του 2001, οργανώθηκε ένα φόρουμ IP Storage στο πλαίσιο του SNIA (Storage Networking Industry Association). Σήμερα το φόρουμ περιλαμβάνει τρεις υποομάδες: FCIP, iFCP, iSCSI. Καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει ένα πρωτόκολλο που τελεί υπό την προστασία του IETF.

FCIP- ένα πρωτόκολλο σήραγγας που δημιουργήθηκε με βάση το TCP/IP, η λειτουργία του οποίου είναι να συνδέει γεωγραφικά απομακρυσμένα FC SAN χωρίς καμία επίδραση στα πρωτόκολλα FC και IP.

iFCP- ένα πρωτόκολλο που δημιουργήθηκε με βάση το TCP/IP για τη σύνδεση συστημάτων αποθήκευσης δεδομένων FC με δίκτυα αποθήκευσης δεδομένων FC, χρησιμοποιώντας υποδομή IP μαζί με ή αντί για στοιχεία μεταγωγής και δρομολόγησης FC.

iSCSI- συζητήθηκε παραπάνω...

Για να κατανοήσουμε καλύτερα την τοποθέτηση αυτών των τριών πρωτοκόλλων, παρουσιάζουμε ένα μπλοκ διάγραμμα δικτύων που έχουν κατασκευαστεί με τη χρήση τους.

Εικόνα 5. Μπλοκ διάγραμμα δικτύων αποθήκευσης IP

Κανάλι οπτικών ινών μέσω IP

Το λιγότερο επαναστατικό από τα τρία προαναφερθέντα είναι το Fiber Channel over IP πρωτόκολλο. Δεν κάνει ουσιαστικά καμία αλλαγή στη δομή του SAN ή στην οργάνωση των ίδιων των συστημάτων αποθήκευσης δεδομένων. Η κύρια ιδέα αυτού του πρωτοκόλλου είναι να εφαρμόσει τη δυνατότητα συνδυασμού γεωγραφικά απομακρυσμένων δικτύων αποθήκευσης δεδομένων.

Έτσι φαίνεται η στοίβα πρωτοκόλλου FCIP:

Εικόνα 6. Κατώτερα επίπεδα του πρωτοκόλλου FCIP

Το FCIP βοηθά στην αποτελεσματική επίλυση του προβλήματος της εδαφικής κατανομής και της συγκέντρωσης SAN σε μεγάλες αποστάσεις. Τα κύρια πλεονεκτήματά του είναι ότι αυτό το πρωτόκολλο είναι απολύτως διαφανές στα υπάρχοντα δίκτυα FC SAN και επικεντρώνεται στη χρήση της υποδομής των σύγχρονων δικτύων MAN/WAN. Έτσι, για να παρέχουν νέα λειτουργικότητα, οι χρήστες που αναζητούν ευκαιρίες για σύνδεση γεωγραφικά απομακρυσμένων FC SAN θα χρειαστούν μόνο μια πύλη FCIP και μια σύνδεση στο δίκτυο MAN/WAN. Ένα γεωγραφικά κατανεμημένο SAN που έχει κατασκευαστεί με χρήση FCIP γίνεται αντιληπτό από τις συσκευές SAN ως ένα κανονικό δίκτυο FC και για το δίκτυο MAN/WAN στο οποίο είναι συνδεδεμένο, αντιπροσωπεύει την κανονική κίνηση IP.

Το Πρότυπο IETF IPS - FCIP Working Group ορίζει:

• κανόνες για την ενθυλάκωση πλαισίων FC για μετάδοση μέσω TCP/IP.
• κανόνες για τη χρήση της ενθυλάκωσης για τη δημιουργία εικονικής σύνδεσης μεταξύ συσκευών FC και στοιχείων δικτύου FC·
• Περιβάλλον TCP/IP για υποστήριξη της δημιουργίας εικονικής επικοινωνίας και παροχής διοχέτευσης της κυκλοφορίας FC μέσω του δικτύου IP, συμπεριλαμβανομένων ζητημάτων ασφάλειας, ακεραιότητας δεδομένων και ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων.

Μεταξύ των εφαρμοζόμενων εργασιών που μπορούν να επιλυθούν αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο FCIP είναι: η απομακρυσμένη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας, η ανάκτηση δεδομένων και η γενική πρόσβαση στα δεδομένα. Όταν χρησιμοποιείτε επικοινωνίες MAN/WAN υψηλής ταχύτητας, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε με επιτυχία: σύγχρονη αντιγραφή δεδομένων και κοινόχρηστη κατανεμημένη πρόσβαση σε συστήματα αποθήκευσης δεδομένων.

iFCP

Internet Fiber Channel Protocol είναι ένα πρωτόκολλο που παρέχει μετάδοση κίνησης FC μέσω μεταφοράς TCP/IP μεταξύ των πυλών iFCP. Σε αυτό το πρωτόκολλο, το επίπεδο μεταφοράς FC αντικαθίσταται από μεταφορά δικτύου IP, η κίνηση μεταξύ συσκευών FC δρομολογείται και αλλάζει χρησιμοποιώντας TCP/IP. Το πρωτόκολλο iFCP παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης υπαρχόντων συστημάτων αποθήκευσης FC σε ένα δίκτυο IP με υποστήριξη για τις υπηρεσίες δικτύου που απαιτούν αυτές οι συσκευές.

Η στοίβα πρωτοκόλλου iFCP μοιάζει με αυτό:

Εικόνα 7. Κατώτερα επίπεδα του πρωτοκόλλου iFCP

iFCP, σύμφωνα με τις προδιαγραφές:

• επικαλύπτει πλαίσια FC για μεταφορά σε μια προκαθορισμένη σύνδεση TCP.
• Οι υπηρεσίες ανταλλαγής μηνυμάτων και δρομολόγησης FC επικαλύπτονται στη συσκευή πύλης iFCP, επομένως, οι δομές και τα στοιχεία του δικτύου FC δεν συγχωνεύονται σε ένα κοινό FC SAN, αλλά διαχειρίζονται από εργαλεία TCP/IP.
• δημιουργεί δυναμικά IP tunnels για πλαίσια FC

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του iFCP είναι ότι παρέχει επικοινωνία FC από συσκευή σε συσκευή μέσω ενός δικτύου IP, το οποίο είναι πολύ πιο ευέλικτο από την επικοινωνία SAN-to-SAN. Έτσι, για παράδειγμα, εάν το iFCP έχει μια σύνδεση TCP μεταξύ ζευγών N_Port δύο συσκευών FC, αυτή η σύνδεση μπορεί να έχει το δικό της επίπεδο QoS, το οποίο θα είναι διαφορετικό από το επίπεδο QoS του άλλου ζεύγους συσκευών FC.

συμπέρασμα

Συνοψίζοντας, θα ήθελα να εκφράσω τη σταθερή μου πεποίθηση ότι το Fiber Channel δεν θα εξαφανιστεί πουθενά στο εγγύς μέλλον, η αγορά FC SAN θα αναπτυχθεί και θα αναπτυχθεί. Ταυτόχρονα, τα πρωτόκολλα IP Storage θα παρέχουν την ευκαιρία αποτελεσματικής χρήσης δικτύων αποθήκευσης σε εκείνες τις εργασίες εφαρμογών για τις οποίες το FC δεν μπορεί να παρέχει αποτελεσματική υλοποίηση. Χρησιμοποιώντας τα πρωτόκολλα FCIP και iFCP, τα δίκτυα αποθήκευσης θα κατανεμηθούν γεωγραφικά. Και η εισαγωγή του iSCSI, με τη σειρά του, θα καταστήσει δυνατή τη χρήση των πλεονεκτημάτων του SAN σε τομείς που παραμένουν ακόμη απραγματοποίητοι ή εφαρμόζονται αναποτελεσματικά στο πλαίσιο των κοινών τεχνολογιών σήμερα.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.

Η ταχεία ανάπτυξη των δικτύων αποθήκευσης δεδομένων έγινε η βάση για τη διαμόρφωση της ιδέας του Παγκόσμιου Δικτύου Περιοχής Αποθηκευτικής Περιοχής. Το WWSAN είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο αποθήκευσης και προβλέπει τη δημιουργία μιας υποδομής που θα παρέχει πρόσβαση υψηλής ταχύτητας και αποθήκευση δεδομένων που διανέμονται σε όλο τον κόσμο. Το concept είναι πολύ κοντά στο WWW που υπάρχει σήμερα, αλλά βασίζεται σε άλλες υπηρεσίες. Ένα από τα πρωτότυπα παραδείγματα είναι η υπηρεσία ενός «manager» που ταξιδεύει σε όλο τον κόσμο με παρουσιάσεις. Το WWWSAN προβλέπει τη διαφανή διακίνηση δεδομένων «κινητών» μετά την προσωπική μετακίνηση του κατόχου του σε όλο τον κόσμο. Έτσι, ανεξάρτητα από το πού βρίσκεται ο «διαχειριστής», θα έχει πάντα την ευκαιρία να έχει πρόσβαση υψηλής ταχύτητας στα δεδομένα που χρειάζεται, η εργασία με τα οποία δεν θα απαιτεί πολύπλοκο, μερικές φορές πολύ αναποτελεσματικό συγχρονισμό μέσω του WWW.

Είναι ασφαλές να πούμε ότι η ιδέα της δημιουργίας ενός παγκόσμιου δικτύου αποθήκευσης δεδομένων ταιριάζει απόλυτα στην ανάπτυξη των σύγχρονων τεχνολογιών αποθήκευσης IP.

Όροι και συντομογραφίες:

• SAN - Δίκτυο περιοχής αποθήκευσης
• CDB - μπλοκ περιγραφέα εντολών, πρωτόκολλο περιγραφής εντολών (περιγραφή).
• PDU - Μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου, μονάδα ανταλλαγής πρωτοκόλλου, μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου.
• QoS - συντομ. από το Quality of Service, την ποιότητα και την κατηγορία των παρεχόμενων υπηρεσιών μετάδοσης δεδομένων (συνήθως περιγράφει το δίκτυο από την άποψη της καθυστέρησης και του εύρους ζώνης σήματος).
• SNIA - Storage Networking Industry Association, ένωση της βιομηχανίας συστημάτων αποθήκευσης δικτύου.
• DNS - Διακομιστής ονομάτων τομέα, διακομιστής ονομάτων τομέα.
• PLOGI - Είσοδος θύρας καναλιού οπτικών ινών.
• iSCSI - Διασύνδεση μικρών συστημάτων υπολογιστών στο Διαδίκτυο
• FCIP - Κανάλι οπτικών ινών μέσω TCP/IP
• iFCP - Πρωτόκολλο καναλιού ινών Internet
• iSNS - Υπηρεσία ονομάτων αποθήκευσης στο Διαδίκτυο
• WWSAN - World Wide Storage Area Network, ένα παγκόσμιο δίκτυο αποθήκευσης δεδομένων

Βιβλιογραφία:

• "SAN after Fiber Channel" - Lucas Merian. 02/12/2002: Computerworld, #05/2002;
• Εκμάθηση αποθήκευσης IP, - SNIA;
• iSCSI Τεχνική Λευκή Βίβλος, - SNIA;
• Internet Fiber Channel Protocol (iFCP) - A Technical Overview, - SNIA;
• Storage Forum, - HP EMEA, 12-13 Ιουνίου 2002.

Μετά από πέντε χρόνια εργασίας με τα δίκτυα χώρου αποθήκευσης καναλιών οπτικών ινών (SAN), ήμουν πολύ μπερδεμένος με την εμφάνιση του iSCSI: τι κάνει το πρωτόκολλο και, πιο σημαντικό, πώς λειτουργεί και πώς το iSCSI μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων για χρήστες. Έτσι, μετά από αρκετούς έντονους μήνες συνομιλίας με πολλούς ειδικούς σε αυτό το θέμα, παρουσιάζω σε αυτό το άρθρο μερικές από τις δικές μου απόψεις για το iSCSI.

Τι ακριβώς είναι το iSCSI;

Άλλα πρωτόκολλα: FCIP - στέλνει μπλοκ Fiber Channel μέσω IP, επεκτείνοντας ουσιαστικά τις συνδέσεις Fiber Channel. δεν έχει καμία σχέση με το SCSI. Από την άλλη πλευρά, το iFCP παρέχει αντιστοίχιση του FCP (σειριακό SCSI μέσω καναλιού οπτικών ινών) προς και από IP. Με άλλα λόγια, προσφέρει ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης Fiber Channel (fabric) που επιτρέπει τη συνδεσιμότητα μέσω IP.

Με άλλα λόγια, το iSCSI είναι ένα πρωτόκολλο SCSI μέσω IP που συνδέει τον διακομιστή με την αποθήκευση δεδομένων. Άλλα πρωτόκολλα παρέχουν συνδέσεις Fiber Channel σε Fiber Channel με διάφορους βαθμούς ευφυΐας.

Πώς βρίσκουν η μία την άλλη οι συσκευές iSCSI;

Υπάρχουν επί του παρόντος δύο μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την ανακάλυψη συσκευών iSCSI στον κόσμο της IP. Το πρώτο είναι το SLP (service locator protocol) - ένα πρωτόκολλο της οικογένειας TCP/IP που επιτρέπει την αυτόματη ρύθμιση παραμέτρων διαφόρων πόρων. Αυτό το πρωτόκολλο ανακάλυψης υπηρεσίας υπάρχει ήδη στον κόσμο της IP εδώ και αρκετό καιρό. Ωστόσο, πρόσφατα πολλοί κατασκευαστές, συμπεριλαμβανομένης της Microsoft, άρχισαν να αναπτύσσουν ένα νέο πρωτόκολλο - Internet Simple Name Server. Με απλά λόγια, ακολούθησε τις αρχές ενός απλού διακομιστή ονομάτων τομέα για το Fiber Channel και στη συνέχεια τον κλιμάκωσε για να χειριστεί το μέγεθος των δικτύων IP χωρίς να χάσει τις δυνατότητες αποθήκευσης του SLP.

Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το iSCSI;

1. Ένας εξειδικευμένος διακομιστής iSCSI που έχει πρόσβαση σε εξειδικευμένο χώρο αποθήκευσης iSCSI.
2. Ένας εξειδικευμένος διακομιστής iSCSI που έχει πρόσβαση στον χώρο αποθήκευσης που συνδέεται με το Fiber Channel μέσω ενός δρομολογητή iSCSI-to-Fiber Channel.
3. Ο διακομιστής Fiber Channel έχει πρόσβαση στον χώρο αποθήκευσης iSCSI μέσω ενός δρομολογητή Fiber-Channel-to-iSCSI.

Τι είναι λοιπόν πιο πιθανό και/ή πρακτικό να χρησιμοποιηθεί; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει να κάνουμε ένα βήμα πίσω και να θυμόμαστε ότι η δικτυωμένη αποθήκευση απαιτεί ευελιξία, χρησιμοποιώντας προϊόντα με διαφορετικούς τρόπους. Σήμερα, η χρήση του iSCSI σε διακομιστές είναι σχετικά νέα, αλλά εύκολη, δεδομένης της υποστήριξης της Microsoft για Windows Server 2000 και 2003.

Για αυτόν τον λόγο, ένας τρόπος χρήσης του iSCSI είναι να χρησιμοποιήσετε διακομιστές iSCSI συνδεδεμένους σε υπάρχοντα χώρο αποθήκευσης καναλιού οπτικών ινών μέσω ενός δρομολογητή καναλιού iSCSI-to-Fiber, πιθανότατα σε ένα Fiber Channel SAN. Αυτό σημαίνει ότι οι ίδιες θύρες στις ίδιες συστοιχίες αποθήκευσης μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες αποθήκευσης και στους διακομιστές Fiber Channel και iSCSI. Επομένως, αυτό σας επιτρέπει να λαμβάνετε περισσότερα οφέλη από τη χρήση του χώρου αποθήκευσης SAN και Fiber Channel από όσα έχετε ήδη και μπορείτε να το κάνετε τώρα - η αγορά προσφέρει όλα τα απαραίτητα προϊόντα.

Σύμφωνα με τις υποθέσεις μου, παρόμοια γεγονότα θα συμβούν στην αγορά NAS, στην πραγματικότητα ήδη συμβαίνουν. Δεδομένου ότι οι συσκευές NAS συνδέουν ήδη μονάδες δίσκου σε δίκτυα IP, μοιράζονται υπηρεσίες μέσω συστήματος αρχείων δικτύου (NFS) ή/και Κοινού Πρωτοκόλλου Πρόσβασης Αρχείων Διαδικτύου (CIFS), είναι εύκολο για το NAS να μεταφέρει δεδομένα σε επίπεδο μπλοκ μέσω των ίδιων θυρών χρησιμοποιώντας το iSCSI, ξανά επιτρέποντάς σας να χρησιμοποιείτε υπάρχουσες λύσεις αποθήκευσης με νέους τρόπους.

Υπάρχουν πολλές άλλες ενδιαφέρουσες και μη τυποποιημένες λύσεις που περιμένουν την εμφάνιση αποκλειστικής αποθήκευσης μόνο iSCSI, η οποία μπορεί να λειτουργήσει τέλεια σε μια νέα τοποθεσία όπου η ενοποίηση αποθήκευσης δεν έχει ακόμη πραγματοποιηθεί και υπάρχουν μόνο προϊόντα μιας λύσης.

Ποιος θα χρησιμοποιήσει το iSCSI;

Έτσι, το iSCSI μπορεί να λειτουργήσει για οποιονδήποτε, αλλά ίσως η μεγαλύτερη πιθανή αγορά είναι στους διακομιστές Intel και στους διακομιστές υψηλής πυκνότητας και εξαιρετικά λεπτούς (Intel ή άλλον). Επιπλέον, το iSCSI μπορεί μερικές φορές να χρησιμοποιηθεί για διακομιστές υψηλής απόδοσης, στην περίπτωση απομακρυσμένων γραφείων για πρόσβαση σε κεντρικό κέντρο δεδομένων μέσω SAN, και σε άλλες περιπτώσεις όπου είναι πολύ νωρίς για χρήση του Fiber Channel, τελικά, υπάρχουν ακόμα πολλοί διακομιστές και χώροι αποθήκευσης δεν είναι συνδεδεμένοι στα δεδομένα δικτύου.

NIC, TOE και HBA: Πότε πρέπει να χρησιμοποιούνται;

1. Κάρτα τυπικής διασύνδεσης (NIC) με πρόγραμμα οδήγησης iSCSI
2. TOE (TCP Offload Engine) NIC με πρόγραμμα οδήγησης iSCSI
3. HBA (Host Bus Adapter) που δημιουργήθηκαν για iSCSI από παραδοσιακούς κατασκευαστές προσαρμογέων Fiber Channel.

Το βασικό σημείο εδώ είναι ότι, σε αντίθεση με τους προσαρμογείς Fiber Channel, η τιμολόγηση iSCSI κυμαίνεται από χαμηλή (δωρεάν) έως υψηλή απόδοση (επιταχυντές) και επομένως μπορεί να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις της εφαρμογής. Επίσης, η χωρητικότητα φόρτωσης εξόδου (fan-out ή υπερσυνδρομή) επιτρέπει τη χρήση πιο οικονομικά αποδοτικών θυρών Ethernet (τόσο γρήγορες όσο και GE) αντί για τις θύρες εξειδικευμένων μεταγωγέων FC, γεγονός που μειώνει περαιτέρω το κόστος. Με τις κάρτες iSCSI TOE που κοστίζουν 300 $ ή λιγότερο, τα έξοδα προσάρτησης κεντρικού υπολογιστή είναι σημαντικά χαμηλότερα από ό,τι με το FC, ακόμη και για την απόδοση TOE.

Δεδομένου ότι το FC μπορεί να τρέχει στα 2 Gbps, η χρήση του Fiber Channel είναι προτιμότερη για διακομιστές υψηλής τεχνολογίας (2G Ethernet δεν υπάρχει), αν και για να είμαστε δίκαιοι, δεν υπάρχουν πολλοί διακομιστές που χρησιμοποιούν αυτό το είδος εύρους ζώνης, ακόμη και στο Fiber Channel. Φυσικά, από άποψη αποθήκευσης, τα 2Gbps είναι πιο πιθανά μέχρι να δούμε 10Gb FC ή ακόμα και 10Gb Ethernet/iSCSI θύρες. Το iSCSI ανοίγει την πόρτα σε εκατοντάδες ή χιλιάδες διακομιστές, ειδικά συστήματα Intel, πολλά από τα οποία μπορεί να είναι λιγότερο απαιτητικά και πολλοί από τους οποίους δεν έχουν ακόμη επωφεληθεί από την αποθήκευση που συνδέεται με το δίκτυο.

Μόνο ο χρόνος θα δείξει τι ακριβώς θα συμβεί, αν και ένα είναι σίγουρο - θα είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα χρονιά για την αποθήκευση δικτύου και το iSCSI.

Εάν έχετε ποτέ διαχειριστεί διακομιστές ή εταιρικό δίκτυο υπολογιστών, πιθανότατα έχετε αντιμετωπίσει το πρόβλημα της διαφανούς αύξησης της χωρητικότητας της υπάρχουσας υποδομής σας. Και παρόλο που τέτοιες λύσεις, κατ' αρχήν, υπάρχουν, συνήθως χαρακτηρίζονται από υψηλές τιμές και χαμηλή ευελιξία.

Τα συστήματα 19" συνήθως δεν έχουν αρκετό χώρο για να φιλοξενήσουν επιπλέον σκληρούς δίσκους. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται η μόνη εναλλακτική: σύνδεση μεμονωμένων συσκευών αποθήκευσης 19″ στον διακομιστή μέσω διεπαφής SCSI ή Fiber Channel. Ωστόσο, ταυτόχρονα, εξακολουθούμε να συνδυάζουμε εργασίες διακομιστή και λειτουργίες αποθήκευσης δεδομένων.

Και οι μεγάλες θήκες διακομιστών με πρόσθετες θέσεις για σκληρούς δίσκους δεν είναι επίσης ιδανική λύση - και πάλι, έχουμε ένα μείγμα εργασιών.

Συμφωνήστε ότι η ιδανική αποθήκευση πρέπει να είναι πολύ ευέλικτη. Για να μπορεί να αναπτυχθεί εύκολα, να χρησιμοποιηθεί από πολλά σημεία του δικτύου, από διαφορετικά λειτουργικά συστήματα και, φυσικά, να επεκταθεί εύκολα. Και η απόδοση δεν πρέπει να παραβλέπεται. Η απάντηση σε όλες τις ερωτήσεις που τίθενται μπορεί να ονομαστεί iSCSI - Internet SCSI. Αυτή η λύση συσκευάζει το πρωτόκολλο SCSI σε πακέτα TCP/IP, με αποτέλεσμα μια καθολική διεπαφή αποθήκευσης για ολόκληρη την υποδομή δικτύου. Επιπλέον, το iSCSI σάς επιτρέπει να ενοποιήσετε τα τρέχοντα συστήματα αποθήκευσης.

Πώς λειτουργεί το iSCSI;

Το διάγραμμα δείχνει πώς λειτουργεί το iSCSI. Τα υποσυστήματα αποθήκευσης πρέπει να χρησιμοποιούν υπάρχουσα υποδομή δικτύου, ανεξάρτητα από διακομιστές. Η ενοποίηση αποθήκευσης που αναφέραμε παραπάνω σημαίνει απλώς ότι ο χώρος αποθήκευσης πρέπει να είναι προσβάσιμος από οποιονδήποτε διακομιστή, ελαχιστοποιώντας το κόστος διαχείρισης. Επιπλέον, μπορεί να προστεθεί επιπλέον χωρητικότητα στα υπάρχοντα συστήματα.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης είναι πολλά και είναι αρκετά προφανή. Πολλές εταιρείες διαθέτουν ήδη μια αποτελεσματική υποδομή δικτύου, χρησιμοποιώντας συχνά τεχνολογίες δοκιμασμένες στο χρόνο, όπως το Ethernet. Δεν χρειάζεται να εφαρμόσετε ή να δοκιμάσετε νέες τεχνολογίες για τη χρήση του iSCSI ή άλλων συστημάτων όπως το SAN (Storage Area Networks). Φυσικά, εδώ μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα σε ακριβούς ειδικούς υλοποίησης.

Γενικά, οποιοσδήποτε διαχειριστής δικτύου μπορεί να διαχειριστεί πελάτες και διακομιστές iSCSI με λίγη εκπαίδευση. Εξάλλου, το iSCSI αναπτύσσεται στην υπάρχουσα υποδομή. Επιπλέον, το iSCSI είναι πολύ διαθέσιμο επειδή οι διακομιστές iSCSI μπορούν να συνδεθούν σε πολλαπλούς μεταγωγείς ή τμήματα δικτύου. Τέλος, η αρχιτεκτονική είναι εγγενώς εξαιρετικά επεκτάσιμη χάρη στις τεχνολογίες μεταγωγής Ethernet.

Κατ' αρχήν, ένας διακομιστής iSCSI μπορεί να υλοποιηθεί είτε σε λογισμικό είτε σε υλικό. Αλλά λόγω του υψηλού φορτίου της λύσης λογισμικού στον επεξεργαστή, είναι προτιμότερο να παραμείνετε στην τελευταία επιλογή. Το κύριο βάρος σε έναν διακομιστή iSCSI είναι η ενθυλάκωση πακέτων SCSI σε πακέτα TCP/IP, τα οποία πρέπει να γίνονται σε πραγματικό χρόνο. Είναι σαφές ότι σε έναν διακομιστή λογισμικού όλες αυτές οι εργασίες θα εκτελούνται από τον κεντρικό επεξεργαστή και σε μια λύση υλικού - ειδικούς κινητήρες TCP/IP και SCSI.

Χάρη στον υπολογιστή-πελάτη iSCSI, οι πόροι αποθήκευσης ενός διακομιστή iSCSI μπορούν να ενσωματωθούν στο σύστημα πελάτη με τη μορφή μιας συσκευής παρόμοιας σε νόημα με έναν τοπικό σκληρό δίσκο. Εδώ, το μεγάλο πλεονέκτημα σε σύγκριση με τους συνηθισμένους κοινόχρηστους φακέλους δικτύου (κοινοποιήσεις) θα είναι η υψηλή ασφάλεια. Εξάλλου, το iSCSI δίνει έμφαση στον σωστό έλεγχο ταυτότητας των πακέτων iSCSI και μεταδίδονται μέσω του δικτύου σε κρυπτογραφημένη μορφή.

Φυσικά, θα έχετε ελαφρώς μικρότερη απόδοση από τα τοπικά συστήματα SCSI - επειδή το δίκτυο εισάγει τις δικές του καθυστερήσεις. Ωστόσο, τα σύγχρονα δίκτυα με εύρος ζώνης έως και 1 Gbit/s (128 MB/s) παρέχουν ήδη επαρκή ταχύτητα, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της δεν χρησιμοποιείται ποτέ.

Σε κάθε κόμβο iSCSI εκχωρείται το δικό του όνομα (μέγιστο μήκος έως 255 byte) και ένα ψευδώνυμο (σύντομο όνομα), που δεν εξαρτώνται από τη διεύθυνση IP. Έτσι, η πρόσβαση στο χώρο αποθήκευσης θα διασφαλίζεται ακόμη και μετά τη μεταφορά του σε άλλο υποδίκτυο.

Το iSCSI σε δράση

Φυσικά, εκτός από το δίκτυο, βασική προϋπόθεση για την υλοποίηση του iSCSI είναι η οργάνωση ενός διακομιστή iSCSI. Δοκιμάσαμε πολλές λύσεις, τόσο λογισμικού όσο και υλικού.

Και οι δύο τύποι λύσεων ικανοποιούν όλες τις απαιτήσεις iSCSI, παρέχοντας πρόσβαση αποθήκευσης σε υπολογιστές-πελάτες. Το σύστημα πελάτη μπορεί να εξοπλιστεί με έναν προσαρμογέα iSCSI, ο οποίος θα μειώσει το φορτίο στον κεντρικό επεξεργαστή (πολύ βολικό για σταθμούς εργασίας).

Κατ 'αρχήν, το iSCSI μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δίκτυο 100 Mbit/s, αλλά στη συνέχεια, σε σύγκριση με τοπικούς δίσκους, θα αντιμετωπίσετε σημαντική επιβράδυνση. Φυσικά, το Gigabit Ethernet είναι μια πολύ πιο αποτελεσματική λύση - το εύρος ζώνης είναι απίθανο να γίνει εμπόδιο ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται πολλές συστοιχίες RAID 5.

Εάν απευθυνθείτε στον πελάτη, τότε χρειάζεται ένας εκκινητής iSCSI. Έχουν κυκλοφορήσει για όλα σχεδόν τα λειτουργικά συστήματα. Μια αναζήτηση στο Google για τον συνδυασμό "Microsoft", "iSCSI" και "Initiator" είναι ένα καλό παράδειγμα αυτού.

Στη συνέχεια, στο πρόγραμμα εκκίνησης, πρέπει να διαμορφώσετε μια σύνδεση με τον διακομιστή. Οι συνδεδεμένες μονάδες διακομιστή θα εμφανίζονται στον υπολογιστή ως σκληροί δίσκοι και μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως οι κανονικοί δίσκοι.

Το πρωτόκολλο iSCSI παρέχει κρυπτογράφηση πακέτων που βασίζεται σε IPsec, αν και δεν απαιτείται. Για παράδειγμα, δεν έχει πάντα νόημα η κρυπτογράφηση πακέτων μέσα σε ένα εταιρικό δίκτυο. Αυτή η επιλογή θα είναι πιο ενδιαφέρουσα για το WAN.

Πρόσθετες Εφαρμογές

Το iSCSI είναι επίσης ένα εξαιρετικό μέσο δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων, επειδή οι πληροφορίες μπορούν εύκολα να αντιγραφούν σε άλλο σκληρό δίσκο. Συμπεριλαμβανομένης, ακόμη και διαδικτυακά, με τη χρήση της λειτουργίας σκιώδους αντιγραφής των Windows. Το iSCSI μπορεί να συνδεθεί ακόμη και μέσω σύνδεσης DSL, αλλά εδώ ο περιοριστικός παράγοντας θα είναι η ταχύτητα γραμμής. Ωστόσο, όλα εξαρτώνται από τη φύση της εφαρμογής.

Το μεγάλο πλεονέκτημα του iSCSI είναι ότι ο κλασικός πλεονασμός δεν περιορίζεται πλέον σε μία τοποθεσία - και αυτό δεν πρέπει να υποτιμάται. Για παράδειγμα, συσκευές όπως μονάδες κασετών μπορούν πλέον να εγκατασταθούν οπουδήποτε στο δίκτυο. Ακόμα κι αν συμβεί το χειρότερο, τα δεδομένα iSCSI μπορούν να ανακτηθούν σε ελάχιστο χρόνο.

Εάν η λύση iSCSI υλοποιηθεί σε λογισμικό, τότε ο προσαρμογέας δικτύου θα πρέπει να μεταφέρει πολλά δεδομένα. Δεδομένου ότι οι συμβατικοί προσαρμογείς δικτύου δεν χρησιμοποιούν πάντα διάφορες τεχνολογίες επιτάχυνσης υλικού, μέρος του φορτίου μπορεί να μεταφερθεί στον κεντρικό επεξεργαστή. Το SCSI είναι ένα πρωτόκολλο μπλοκ, ενώ το Ethernet είναι ένα πρωτόκολλο πακέτων. Δηλαδή, μεγάλο μέρος του φόρτου εργασίας θα σχετίζεται με την ενθυλάκωση και την εξαγωγή πληροφοριών SCSI από πακέτα TCP/IP. Μια τέτοια εργασία μπορεί να φορτώσει ακόμη και έναν σύγχρονο επεξεργαστή σε χωρητικότητα.

Για την επίλυση του προβλήματος αναπτύχθηκαν ειδικοί κινητήρες TOE (TCP/IP Offload Engines), οι οποίοι φροντίζουν όλες τις πολύπλοκες λειτουργίες iSCSI αμέσως μετά τον προσαρμογέα δικτύου. Ως αποτέλεσμα, το φορτίο στον επεξεργαστή συστήματος μειώνεται και οι χρήστες και το σύστημα μπορούν να συνεχίσουν να λειτουργούν κανονικά.

Ελπίζω ότι τώρα έχει γίνει λίγο πιο ξεκάθαρο τι είναι η αποθήκευση δικτύου στο iSCSI και πώς λειτουργούν.

σι Έχω από καιρό γίνει εξαρτώμενος από τις πληροφορίες. Μπορεί να χάσετε εξοπλισμό, υπαλλήλους, χρήματα και πολλά άλλα, αλλά αυτοί οι πόροι μπορούν να αποκατασταθούν (ακόμη και μακροπρόθεσμα). Αλλά η απώλεια εταιρικών δεδομένων είναι συνήθως μη αναστρέψιμη. Σύμφωνα με αναλυτικά πρακτορεία, εάν μια εταιρεία έχει χάσει το 80% των εταιρικών δεδομένων, θα πάψει να υπάρχει σε 2-3 χρόνια. Δεδομένου ότι η ασφάλεια των επιχειρήσεων είναι ένας από τους πυλώνες της ασφάλειας μιας χώρας, η ΕΕ και οι ΗΠΑ έχουν ήδη νόμους που υποχρεώνουν τις εμπορικές εταιρείες, καθώς και τις κρατικές υπηρεσίες, να εφαρμόζουν μέσα προστασίας των πληροφοριών από καταστροφές. Αυτή η κατάσταση πραγμάτων οδηγεί σε αυξημένη ανάγκη για λύσεις που στοχεύουν στην πρόληψη της απώλειας δεδομένων. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω βλάβης εξοπλισμού, επίθεσης ιού ή χάκερ, ανθρώπινου λάθους, φυσικής ή ανθρωπογενούς καταστροφής, πυρκαγιάς κ.λπ. Για την προστασία από αυτούς τους παράγοντες, είναι απαραίτητο να οργανωθεί η αποθήκευση δεδομένων αντιγράφων ασφαλείας, στις περισσότερες περιπτώσεις απομακρυσμένη. Το θέμα των συστημάτων αποθήκευσης αντιγράφων ασφαλείας έχει ήδη καλυφθεί σε προηγούμενα τεύχη του περιοδικού. Επομένως, εδώ δεν θα περιγράψουμε γενικές έννοιες, αλλά θα προχωρήσουμε αμέσως σε μια λεπτομερή εξέταση μιας από τις πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες - iSCSI. Σύμφωνα με αναλυτικές εταιρείες, τα προϊόντα που χρησιμοποιούν iSCSI σήμερα αντιπροσωπεύουν το 25% της αγοράς για συστήματα αποθήκευσης δεδομένων αρχικού επιπέδου και μέχρι το 2010 το iSCSI θα κυριαρχεί σχεδόν στο τμήμα αποθήκευσης μικρών επιχειρήσεων, καταλαμβάνοντας το 50% της αγοράς στο μέσο επιχειρηματικό τμήμα και 20-25% στον τομέα των μεγάλων επιχειρήσεων.

Τι είναι το iSCSI;

Το iSCSI είναι ένα πρωτόκολλο από άκρο σε άκρο για τη μεταφορά μπλοκ δεδομένων μέσω δικτύων IP. Αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιείται σε διακομιστές (με την ορολογία iSCSI - "initiators"), συσκευές αποθήκευσης ("στόχοι") και συσκευές μεταφοράς πρωτοκόλλου ("gateways"). Το iSCSI χρησιμοποιεί κανονικούς διακόπτες και δρομολογητές δικτύου Ether για τη μεταφορά μπλοκ δεδομένων από τον διακομιστή στον χώρο αποθήκευσης. Σας επιτρέπει επίσης να χρησιμοποιήσετε την υπάρχουσα υποδομή IP για να οργανώσετε δίκτυα περιοχών αποθήκευσης (SAN) χωρίς περιορισμούς απόστασης.

Το iSCSI βασίζεται στα δύο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα: SCSI - ένα πρωτόκολλο για την ανταλλαγή μπλοκ δεδομένων μεταξύ υπολογιστή και αποθήκευσης, και IP - ένα πρωτόκολλο μεταφοράς δικτύου που χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα σε εταιρικά δίκτυα Ethernet.

Στο Σχ. Το Σχήμα 1 δείχνει σχηματικά το σύνολο των πρωτοκόλλων που εμπλέκονται κατά τη χρήση του iSCSI. Η χρήση ενός τυπικού συνόλου εντολών SCSI απλοποιεί τη συμβατότητα με υπάρχοντα λειτουργικά συστήματα και εφαρμογές. Η χρήση του TCP/IP επιτρέπει τις εντολές SCSI να μεταδίδονται παγκοσμίως.

Η αρχιτεκτονική του συμβατικού SCSI βασίζεται σε ένα μοντέλο πελάτη-διακομιστή. Ο "πελάτης", που μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ένας φυσικός διακομιστής ή σταθμός εργασίας, εκκινεί αιτήματα για ανάγνωση ή εγγραφή δεδομένων από τον εκτελεστή - τον "διακομιστή", ο οποίος, κατά κανόνα, είναι ένα σύστημα αποθήκευσης. Οι εντολές που εκδίδονται από τον «πελάτη» και επεξεργάζονται από τον «διακομιστή» τοποθετούνται σε ένα Μπλοκ Περιγραφέα Εντολών (CDB).

Ένα CDB είναι μια δομή μέσω της οποίας μια εφαρμογή πελάτη στέλνει εντολές σε μια συσκευή διακομιστή. Ο "διακομιστής" εκτελεί την εντολή και το τέλος της εκτέλεσής του υποδεικνύεται από ένα ειδικό σήμα. Η ενθυλάκωση και η αξιόπιστη παράδοση των συναλλαγών CDB μεταξύ εκκινητή και εκτελεστών μέσω δικτύου TCP/IP είναι η κύρια εργασία του iSCSI και πρέπει να εκτελείται σε ένα μη παραδοσιακό SCSI, δυνητικά αναξιόπιστο περιβάλλον δικτύων IP.

Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει ένα μοντέλο των επιπέδων πρωτοκόλλου iSCSI, το οποίο σας επιτρέπει να κατανοήσετε τη σειρά με την οποία ενθυλακώνονται οι εντολές SCSI για μετάδοση μέσω φυσικών μέσων.

Το πρωτόκολλο iSCSI παρακολουθεί τη μεταφορά των μπλοκ δεδομένων και παρέχει επιβεβαίωση της εγκυρότητας της ολοκλήρωσης της λειτουργίας I/O, η οποία με τη σειρά της παρέχεται μέσω μιας ή περισσότερων συνδέσεων TCP.

Ρύζι. 2. Μοντέλο κατώτερων επιπέδων πρωτοκόλλου iSCSI

Ρύζι. 3 . Μοντέλο "οντοτήτων δικτύου"

Το iSCSI έχει τέσσερα στοιχεία:

Διαχείριση ονομάτων και διευθύνσεων (iSCSI Address and Naming Conventions).

Διαχείριση συνεδρίας (iSCSI Ses sion Management);

χειρισμός σφαλμάτων (iSCSI Error Handling).

Ασφάλεια (iSCSI Security).

Διαχειριστείτε ονόματα και διευθύνσεις

Εφόσον οι συσκευές iSCSI είναι μέλη ενός δικτύου IP, έχουν μεμονωμένες «Οντότητες Δικτύου». Κάθε ένα από αυτά μπορεί να περιέχει έναν ή περισσότερους κόμβους iSCSI (Εικ. 3).

Ένας κόμβος iSCSI είναι ένα αναγνωριστικό για συσκευές SCSI που είναι προσβάσιμες μέσω του δικτύου. Κάθε κόμβος iSCSI έχει ένα μοναδικό όνομα (μήκους έως 255 byte), το οποίο σχηματίζεται σύμφωνα με τους κανόνες που έχουν υιοθετηθεί για την ονομασία κόμβων στο Διαδίκτυο (για παράδειγμα, fqn.com.ustar.storage.itdepartment.161). Αυτό το όνομα έχει μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο και μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από διακομιστή ονομάτων τομέα (DNS). Έτσι, το όνομα iSCSI διασφαλίζει τη σωστή αναγνώριση της συσκευής iSCSI, ανεξάρτητα από τη φυσική της θέση.

Ταυτόχρονα, κατά τη διαδικασία παρακολούθησης και μεταφοράς δεδομένων μεταξύ συσκευών, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός διεύθυνσης IP και θύρας TCP, που παρέχονται από την πύλη δικτύου. Το πρωτόκολλο iSCSI, εκτός από τα ονόματα iSCSI, παρέχει υποστήριξη για ψευδώνυμα, τα οποία εμφανίζονται συνήθως σε συστήματα διαχείρισης για ευκολία αναγνώρισης και διαχείρισης από τους διαχειριστές συστημάτων.

Διαχείριση συνεδρίας

Μια περίοδος λειτουργίας iSCSI αποτελείται από μια φάση ελέγχου ταυτότητας (Φάση σύνδεσης) και μια φάση ανταλλαγής (Φάση πλήρους δυνατότητας), η οποία τελειώνει με μια ειδική εντολή.

Η φάση ελέγχου ταυτότητας χρησιμοποιείται για τη διαπραγμάτευση διαφόρων παραμέτρων μεταξύ δύο «οντοτήτων δικτύου» και την επιβεβαίωση των δικαιωμάτων πρόσβασης του εκκινητή. Μετά τη διαδικασία ελέγχου ταυτότητας, η συνεδρία iSCSI προχωρά στη φάση ανταλλαγής. Εάν έχουν δημιουργηθεί περισσότερες από μία συνδέσεις TCP, το iSCSI απαιτεί κάθε ζεύγος εντολών/απόκρισης να περνά και από μία σύνδεση TCP. Αυτή η διαδικασία διασφαλίζει ότι κάθε μεμονωμένη εντολή ανάγνωσης ή εγγραφής θα εκτελεστεί χωρίς την ανάγκη επιπρόσθετης παρακολούθησης κάθε αιτήματος καθώς διασχίζει διαφορετικά νήματα. Ωστόσο, διαφορετικές συναλλαγές μπορούν να μεταδοθούν ταυτόχρονα σε διαφορετικές συνδέσεις TCP μέσα στην ίδια περίοδο λειτουργίας.

Στο τέλος της συναλλαγής, ο εκκινητής στέλνει και λαμβάνει τα πιο πρόσφατα δεδομένα και ο εκτελεστής στέλνει μια απάντηση που επιβεβαιώνει την επιτυχή μεταφορά των δεδομένων.

Εάν είναι απαραίτητο να κλείσετε μια περίοδο λειτουργίας, χρησιμοποιείται η εντολή αποσύνδεσης iSCSI, η οποία μεταδίδει πληροφορίες σχετικά με τους λόγους τερματισμού. Μπορεί επίσης να μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με τη σύνδεση να κλείσει εάν παρουσιαστεί σφάλμα σύνδεσης, για να κλείσει προβληματικές συνδέσεις TCP.

Σφάλμα επεξεργασίας

Λόγω της μεγάλης πιθανότητας εμφάνισης σφαλμάτων κατά τη μετάδοση δεδομένων σε ορισμένους τύπους δικτύων IP, ειδικά σε υλοποιήσεις WAN (όπου μπορεί επίσης να λειτουργήσει το iSCSI), το πρωτόκολλο παρέχει μια σειρά μέτρων διαχείρισης σφαλμάτων.

Για να λειτουργήσει σωστά ο χειρισμός σφαλμάτων και η ανάκτηση αποτυχίας, τόσο ο εκκινητής όσο και ο εκτελεστής πρέπει να μπορούν να αποθηκεύουν εντολές προσωρινής αποθήκευσης μέχρι να επιβεβαιωθούν. Κάθε τελική συσκευή πρέπει να μπορεί να ανακτήσει επιλεκτικά ένα χαμένο ή κατεστραμμένο PDU ως μέρος μιας συναλλαγής για την αποκατάσταση της μετάδοσης δεδομένων.

Η ιεραρχία διαχείρισης και ανάκτησης σφαλμάτων iSCSI περιλαμβάνει:

1. Στο χαμηλότερο επίπεδο - ανίχνευση σφαλμάτων και ανάκτηση δεδομένων σε επίπεδο εργασιών SCSI, για παράδειγμα, αναμετάδοση ενός χαμένου ή κατεστραμμένου PDU.

2. Στο επόμενο επίπεδο, ενδέχεται να παρουσιαστεί σφάλμα στη σύνδεση TCP που μεταδίδει την εργασία SCSI, π.χ. Η σύνδεση TCP μπορεί να καταστραφεί. Σε αυτή την περίπτωση, γίνεται προσπάθεια επαναφοράς της σύνδεσης.

3. Και τέλος, η ίδια η περίοδος λειτουργίας iSCSI μπορεί να καταστραφεί. Ο τερματισμός και η αποκατάσταση της συνεδρίας συνήθως δεν απαιτούνται εάν η αποκατάσταση γίνεται σωστά σε άλλα επίπεδα, αλλά μπορεί να συμβεί το αντίθετο. Αυτή η κατάσταση απαιτεί το κλείσιμο όλων των συνδέσεων TCP, τον τερματισμό όλων των εργασιών, τις εκκρεμείς εντολές SCSI και την επανεκκίνηση της συνεδρίας με επαναληπτικό έλεγχο ταυτότητας.

Ασφάλεια

Λόγω της χρήσης του iSCSI σε δίκτυα όπου είναι δυνατή η μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε δεδομένα, η προδιαγραφή επιτρέπει τη χρήση ποικίλων μεθόδων για τη βελτίωση της ασφάλειας. Τα εργαλεία κρυπτογράφησης όπως το IPSec, που χρησιμοποιούν χαμηλότερα επίπεδα, δεν απαιτούν πρόσθετη διαπραγμάτευση, καθώς είναι διαφανή στα ανώτερα επίπεδα, συμπεριλαμβανομένου του iSCSI. Μια ποικιλία λύσεων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο ταυτότητας, όπως Kerberos ή ανταλλαγή ιδιωτικού κλειδιού. Ένας διακομιστής iSNS μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αποθήκη κλειδιών.

Ρύζι. 4. Δίκτυο IP με χρήση συσκευών iSCSI

Πρακτικές Εφαρμογές του iSCSI

Υπάρχουν τρεις τρόποι για την εφαρμογή λύσεων που βασίζονται σε δίκτυα αποθήκευσης iSCSI σε συστήματα πληροφορικής. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, τα οποία θα προσπαθήσουμε να εξετάσουμε.

Ο απλούστερος τρόπος για να υλοποιήσετε ένα iSCSI SAN είναι να χρησιμοποιήσετε χώρο αποθήκευσης με δυνατότητα iSCSI. Η αποθήκευση μπορεί να είναι μια συστοιχία δίσκων, μονάδα κασετών, CD, DVD, PDD, βιβλιοθήκη UDO.

Στο παράδειγμα που φαίνεται στο Σχ. 4, Κάθε διακομιστής, σταθμός εργασίας και μονάδα δίσκου υποστηρίζει μια διεπαφή Ethernet και μια στοίβα πρωτοκόλλου iSCSI. Για την οργάνωση των συνδέσεων δικτύου, χρησιμοποιούνται συνηθισμένοι δρομολογητές IP και συνηθισμένοι μεταγωγείς Ethernet.

Εάν όλα είναι ξεκάθαρα με την αποθήκευση - εδώ το πρωτόκολλο iSCSI υποστηρίζεται σε επίπεδο κώδικα μικροεπεξεργαστή "ενσύρματου", τότε με διακομιστές και σταθμούς εργασίας ("κεντρικούς υπολογιστές") προκύπτει μια μικρή απόχρωση. Προκειμένου ένας κεντρικός υπολογιστής να συνδεθεί με τον χώρο αποθήκευσης iSCSI, πρέπει να εγκατασταθεί ένας εκκινητής iSCSI υλικού ή λογισμικού.

Έχοντας μια κάρτα δικτύου Gigabit Ethernet στον κεντρικό υπολογιστή και φορτώνοντας έναν εκκινητή λογισμικού iSCSI (πρόγραμμα οδήγησης), ο κεντρικός υπολογιστής μπορεί να συνδεθεί σε ένα δίκτυο αποθήκευσης SAN χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο IP. Για να συνδυαστούν οι λειτουργίες του ελεγκτή δικτύου και του ελεγκτή διεπαφής αποθήκευσης, το αίτημα μπλοκ και το ίδιο το μπλοκ δεδομένων πρέπει να τοποθετηθούν μέσα σε ένα πακέτο TCP/IP. Αυτή η λειτουργία εκχωρείται στον(τους) επεξεργαστή(ες) του ίδιου του κεντρικού υπολογιστή, ο οποίος απαιτεί μεγάλη υπολογιστική ισχύ και μειώνει σημαντικά την απόδοση του διακομιστή. Για να μειωθεί το υπολογιστικό κόστος δημιουργίας και επεξεργασίας της στοίβας πρωτοκόλλου TCP/IP για τη μετάδοση εντολών SCSI, δημιουργήθηκε η μηχανή εκφόρτωσης TCP/IP (TOE). Η TOE φροντίζει για όλες τις εργασίες επεξεργασίας για τη στοίβα TCP/IP και ελευθερώνει τον κεντρικό επεξεργαστή. Με άλλα λόγια, το TOE δεν είναι τίποτα άλλο από μια υλοποίηση υλικού της στοίβας TCP/IP σε έναν προσαρμογέα δικτύου Ethernet.

Οι προσαρμογείς Ethernet με TOE μπορούν να χρησιμεύσουν ως εκκινητές για το iSCSI SAN. Ωστόσο, για την επίτευξη της καλύτερης απόδοσης κεντρικού υπολογιστή, συνιστάται η χρήση προσαρμογέων iSCSI που, εκτός από το TOE, εφαρμόζουν επίσης το επίπεδο iSCSI σε υλικό, για παράδειγμα, QLogic iSCSI HBAs QLA4010 ή Adaptec iSCSI HBA 7211.

Αυτοί οι προσαρμογείς διαθέτουν ειδικά τσιπ iSCSI και TCP/IP, που επιτρέπουν υψηλές ταχύτητες επεξεργασίας πακέτων iSCSI και μέγιστη εκφόρτωση του κεντρικού επεξεργαστή.

Τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης αποθήκευσης με υποστήριξη iSCSI είναι η ευκολία εγκατάστασης του συστήματος και η απουσία πιθανότητας αστοχιών λογισμικού. Το λογισμικό iSCSI είναι ενσωματωμένο στο τσιπ και δεν μπορεί να καταστραφεί από ιούς ή επιθέσεις χάκερ. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι περισσότερες εταιρείες έχουν ήδη επενδύσει στην αγορά αποθήκευσης SCSI και η υλοποίηση δικτύων αποθήκευσης iSCSI τους φαίνεται αδικαιολόγητη σπατάλη χρημάτων.

Η δεύτερη μέθοδος εφαρμογής iSCSI σάς επιτρέπει να παρακάμψετε αυτήν την παγίδα. Σε αυτήν την περίπτωση, μια λεγόμενη γέφυρα iSCSI εμφανίζεται κοντά στην παραδοσιακή αποθήκευση, η οποία στην πραγματικότητα ενσωματώνει μπλοκ SCSI σε πακέτα Ethernet (Εικ. 5).

Ρύζι. 5. Σύνδεση SCSI σε δίκτυο IP χρησιμοποιώντας μια γέφυρα iSCSI

Τα πλεονεκτήματα της δεύτερης επιλογής (στις γέφυρες iSCSI) περιλαμβάνουν την ευκολία εγκατάστασης του συστήματος, την εξάλειψη αστοχιών λογισμικού, την ευκολία μετάβασης από μεμονωμένα συστήματα αποθήκευσης δεδομένων στο SAN χωρίς την ανάγκη σημαντικών επενδύσεων κ.λπ. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την περιορισμένη λειτουργικότητα των απλών γεφυρών, την τιμή των γεφυρών υψηλού επιπέδου και τη δυσκολία (ή ακόμα και την αδυναμία) κλιμάκωσης της λύσης σε επίπεδο μεγάλων iSCSI SAN.

Η τρίτη επιλογή για τη δημιουργία μιας λύσης iSCSI είναι η χρήση διακομιστών αποθήκευσης iSCSI. Η Hitachi, η Fal-conStor και άλλοι παίκτες στην αγορά πληροφορικής έχουν παρόμοια προϊόντα. Η ουσία της επιλογής είναι ότι, με βάση έναν τυπικό διακομιστή με λειτουργικό σύστημα Windows Server ή Unix, δημιουργείται ένας ειδικός διακομιστής αποθήκευσης, ο οποίος συνδέεται σε ένα δίκτυο IP και παρέχει στους κεντρικούς υπολογιστές συνδεδεμένους στο ίδιο δίκτυο πρόσβαση σε συστοιχίες δίσκων και συσκευές ταινίας (Εικ. 6).

Ρύζι. 6. Δημιουργία δικτύου αποθήκευσης χρησιμοποιώντας διακομιστές αποθήκευσης iSCSI

Οι συσκευές αποθήκευσης μπορούν να συνδεθούν στον διακομιστή χρησιμοποιώντας διάφορα πρωτόκολλα - SCSI, FC ή iSCSI. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί η χωρητικότητα του τοπικού δίσκου του διακομιστή αποθήκευσης.

Για να αποκτήσετε πρόσβαση σε πόρους διακομιστή αποθήκευσης μέσω iSCSI, οι κεντρικοί υπολογιστές πρέπει να είναι συνδεδεμένοι σε ένα δίκτυο IP και να έχουν εγκατεστημένο έναν εκκινητή iSCSI, ο οποίος μετατρέπει τα αιτήματα του λειτουργικού συστήματος για πόρους αποθήκευσης σε πακέτα iSCSI Παρέχοντας πρόσβαση σε συσκευές αποθήκευσης σε δίκτυα IP Ο διακομιστής παρέχει ένα πλήρες φάσμα σχετικών υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένων:

Σύγχρονος και ασύγχρονος κατοπτρισμός.

Αντιγραφή σε επίπεδα αρχείου και μπλοκ.

Λειτουργία "Στιγμιότυπα".

Αντιγραφή διακομιστή κ.λπ.

Το μειονέκτημα της επιλογής χρήσης διακομιστών αποθήκευσης iSCSI είναι κάποια πολυπλοκότητα στη ρύθμισή τους, η οποία όμως εξαφανίζεται με την εμπειρία, καθώς και η πιθανότητα αποτυχιών λόγω λανθασμένης λειτουργίας του λογισμικού (ανθρώπινος παράγοντας). Μεταξύ των πλεονεκτημάτων της προσέγγισης είναι η ευκολία κλιμάκωσης για μεγάλα συστήματα πληροφορικής, η δυνατότητα παρακολούθησης και διαχείρισης μεγάλου αριθμού δεικτών και αυξημένη αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων.

Οφέλη του iSCSI

Εν κατακλείδι, θα ήθελα να σημειώσω τα πλεονεκτήματα του iSCSI έναντι άλλων τεχνολογιών για την οργάνωση απομακρυσμένης αποθήκευσης δεδομένων (για παράδειγμα, FC, SCSI, κ.λπ.). Πρώτον, είναι η υψηλή διαθεσιμότητα επιχειρηματικών εφαρμογών. Πολλαπλές διαδρομές για τη μετάδοση πακέτων IP μεταξύ διακομιστών και εγκαταστάσεων αποθήκευσης διασφαλίζουν μια σταθερή σύνδεση, ακόμη και αν ένα από τα στοιχεία του δικτύου αποτύχει. Δεύτερον, ασφάλεια δεδομένων - με χαμηλές αρχικές επενδύσεις, μπορείτε να δημιουργήσετε εφεδρικό χώρο αποθήκευσης σε σημαντική απόσταση από το κύριο σύστημα. Επιπλέον, το iSCSI σάς επιτρέπει να αυξήσετε τη χωρητικότητα αποθήκευσης ή την υπολογιστική ισχύ των διακομιστών χωρίς να σταματήσετε τις εφαρμογές.

Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι η δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης πόρων με το συνδυασμό ανόμοιων δίσκων και συστοιχιών δίσκων σε ένα δίκτυο Ethernet σε ένα ενιαίο χώρο συγκέντρωσης δίσκων. Χρησιμοποιώντας το iSCSI, μπορείτε να οργανώσετε αντίγραφα ασφαλείας τόσο σε τοπικά όσο και σε γεωγραφικά απομακρυσμένα συστήματα αποθήκευσης ή να κάνετε κατοπτρισμό σε επίπεδο έντασης.

Αλλά το πιο σημαντικό, το iSCSI σάς επιτρέπει να διατηρήσετε την επένδυσή σας επειδή χρησιμοποιεί την υπάρχουσα υποδομή IP της επιχείρησης, εξαλείφοντας την ανάγκη να επενδύσετε στη δημιουργία νέων εξειδικευμένων δικτύων για την παροχή αποθήκευσης δεδομένων.

Το NAS υποστηρίζει την ενσωματωμένη υπηρεσία iSCSI (Internet Small Computer System Interface) για χρήση σε συμπλέγματα διακομιστών και εικονικά περιβάλλοντα.

Σε αυτήν τη σελίδα, οι χρήστες μπορούν να ενεργοποιήσουν/απενεργοποιήσουν την υπηρεσία iSCSI, να αλλάξουν τη θύρα της πύλης iSCSI, να ενεργοποιήσουν/απενεργοποιήσουν την υπηρεσία iSNS και να παραθέσουν και να διαχειριστούν όλους τους στόχους και τα LUN iSCSI. Το NAS υποστηρίζει πολλαπλούς στόχους iSCSI και πολλαπλούς LUN ανά στόχο. Τα iSCSI LUN μπορούν να τοποθετηθούν και να αποσυναρμολογηθούν για συγκεκριμένο σκοπό. Αυτό το κεφάλαιο περιέχει τις ακόλουθες ενότητες.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις δυνατότητες που υποστηρίζονται από μπλοκ LUN και αρχεία LUN.

Λάβετε υπόψη ότι τα block LUN παρέχουν συνήθως υψηλότερη απόδοση συστήματος και επομένως συνιστάται η χρήση block LUN όπου είναι δυνατόν.

Υπάρχουν δύο τρόποι παροχής LUN: thin provisioning και flash provisioning.

Μπορείτε να δημιουργήσετε έως και 256 στόχους iSCSI και LUN. Για παράδειγμα, εάν έχουν δημιουργηθεί 100 στόχοι στο NAS, ο μέγιστος αριθμός διαθέσιμων LUN για δημιουργία είναι 156. Μπορούν να δημιουργηθούν πολλαπλά LUN για κάθε στόχο. Ωστόσο, ο μέγιστος αριθμός ταυτόχρονων συνδέσεων με στόχους iSCSI που υποστηρίζονται από το NAS ποικίλλει ανάλογα με την υποδομή δικτύου και την απόδοση της εφαρμογής. Πάρα πολλές ταυτόχρονες συνδέσεις μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση του NAS.

iSCSI Quick Setup Wizard

Για να ρυθμίσετε τις παραμέτρους της υπηρεσίας στόχου iSCSI στο NAS, ακολουθήστε τα εξής βήματα:

Δημιουργία στόχων iSCSI

Για να δημιουργήσετε έναν στόχο iSCSI, ακολουθήστε τα εξής βήματα:

Δημιουργία iSCSI LUN

Για να δημιουργήσετε ένα LUN για έναν στόχο iSCSI, ακολουθήστε τα εξής βήματα:

Για να δημιουργήσετε ένα μη δεσμευμένο iSCSI LUN, επιλέξτε την επιλογή "Να μην δεσμεύσετε στο στόχο" στο βήμα 4.

Θα δημιουργηθεί ένα μη προσδεδεμένο LUN και θα εμφανιστεί στη λίστα των μη προσδεδεμένων iSCSI LUN.

Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια περιγραφή όλων των στόχων iSCSI και των καταστάσεων LUN.

Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει τις διαθέσιμες ενέργειες για τη διαχείριση στόχων iSCSI και LUN (κουμπί δράσης).

Εναλλαγή iSCSI LUN μεταξύ στόχων

Για εναλλαγή iSCSI LUN μεταξύ στόχων, ακολουθήστε τα εξής βήματα:

Αφού δημιουργήσετε στόχους iSCSI και LUN στο NAS, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον εκκινητή iSCSI που είναι εγκατεστημένος στον υπολογιστή σας (Windows, Mac ή Linux PC) για να συνδεθείτε με τον στόχο iSCSI και τα LUN και να χρησιμοποιήσετε τόμους δίσκου ως εικονικούς δίσκους στον υπολογιστή σας.

Αύξηση χωρητικότητας iSCSI LUN

Το NAS υποστηρίζει επέκταση χωρητικότητας για iSCSI LUN. Για να το κάνετε αυτό, ακολουθήστε τα εξής βήματα: