谈谈iSCSI技术的应用

来源： 作者：董唯元 出处：综艺读书 2006-12-17 

关 键 词：邮件服务器  以太网  协议  系统优化  设计  

一、漫长的等待有原因

    今年2月11日，IEFT（Internet Engineering Task Force国际互联网工程任务组）终于通过了iSCSI协议标准，并发布了iSCSI协议的RFC（Request For Comments）草案。

从去年9月的提交，到今年2月的通过，在长达半年的时间里，IETF的IP存储工作组到底都在做些什么？也许我们能从一位工作组主席早些时候的话中找到点线索，这位名叫大卫•布莱克的主席同时也是EMC公司的高级技术顾问，他含蓄的告诉媒体，“RFC应该在一个月之后给出”虽然“目前标准已经完成，不会再有任何的技术改动。”事实上，由于此次新标准的出台势必会对传统光纤设备厂商产生相当的影响，所以平衡各方利益的“政治斗争”造成了iSCSI技术的姗姗来迟。

    幸好利益之争最终并没有影响技术的进步，iSCSI技术还是在众人的期盼中走来了。而且一经问世，马上引起了众多的支持和响应。比起她漫长的诞生过程，这些过分热烈的响应又多少有些令人意外：

•     IBM和EuroLogic公司已经将iSCSI技术应用于现有的存储产品；
•     EMC公司将在其CLARiiON产品系列中支持iSCSI技术，据报道，一台iSCSI接口的样机正在EMC的测试实验室中运行；
•     惠普公司、Dell公司宣称将在几个月内，向客户提供基于iSCSI技术的磁盘阵列产品；
•     SpectraLogic公司提供了支持iSCSI接口的磁带库产品；
•     Cisco公司和SANRAD公司已经开始提供iSCSI到传统SCSI和FC协议的协议转换设备；
•     Nishan公司甚至可以提供专为存储系统优化的iSCSI交换设备；
•     Emulex公司、Qlogic公司、JNI公司和Adaptec公司等传统光纤通道适配器的厂商，都争相发布专为iSCSI技术设计的新型主机通道适配器；
•     Intel公司依仗自己在网络及芯片领域的霸主地位，推出了专用的IP存储适配器；
•     Network Appliance公司在网上提供免费下载的软件包，以协助其客户测试自己的网络是否适合采用iSCSI技术；
•     Alacritech公司开发出了Linux平台的iSCSI支持程序；
•     Cenata公司声称将在四月份提供Sun Solaris平台的iSCSI支持程序；

    就连微软公司也显示出了相当大的热情，在给Computerworld的回信中，微软声称Windows 2000、Windows XP以及Windows Server 2003将在iSCSI协议RFC发布的90天内支持该技术。

    回想起去年IBM公司因孤立无援并饱受市场置疑而停止其200i产品系列研发工作的窘境来，今天的iSCSI技术可谓身价百倍，俨然是众厂商追逐的焦点。

二、真的会一统天下吗

    iSCSI技术缘何如此的倍受青睐？这一技术到底有何独到之处？目前，业界对这此一致的看法是――iSCSI将大幅度降低企业存储系统的总体成本。换句话说，iSCSI最大的特点就是便宜。专家们普遍认为，采用iSCSI技术实现的SAN，比采用FC（光纤通道）技术实现的SAN，具有更高的投资收益比例，一般高出5～10倍。这主要是因为iSCSI技术基于完全成熟的以太网标准，而且与传统以太网络可以共用管理平台和管理人员。

    尽管如此，iSCSI技术的产生并不意味着FC技术的灭亡。相反的，在可预见的相当长的一段时期之内，FC技术仍然具有相当强的发展潜力。事实上，目前绝大多数计划支持iSCSI技术的磁盘阵列厂商，都会提供内部采用FC磁盘通道，而外部采用iSCSI主机通道的总体架构。也就是说，几乎所有的磁盘阵列厂商，在争先恐后的将iSCSI技术引入自身产品的同时，并没有放弃FC技术。毕竟FC协议仍然是目前世界上效率最高的存储设备通讯协议。另外一个重要的因素是，作为存储系统的最末端，磁盘还没有提供iSCSI接口，甚至没有将要提供此类接口的计划。只要磁盘没有提供出iSCSI接口，iSCSI技术就只能应用于主机与存储设备之间的连接，而无法进入存储设备的内部。

    虽然目前iSCSI技术只是在存储设备的主机连接方面进入了应用阶段，但是这一应用已经为存储系统的架构及工作模式带来了许多新气息。Okapi公司去年就推出了一款产品，一个1U高的机架式服务器。正常情况下，这款产品就是一台普通的服务器，可以当作NAS设备或者邮件服务器。同时Okapi提供一种USB接口的iSCSI钥匙，当把这个钥匙插入服务器的USB接口后，这台服务器就摇身一变，成了iSCSI磁盘阵列。很有趣的设计！随着iSCSI技术的迅速升温，很多NAS厂商也在寻找自身技术设备与iSCSI的结合点。Okapi给出了一个范例，无论这种技术未来成功与否，相信对其他NAS厂商的启发作用是肯定的。

    就像iSCSI技术不能完全代替FC技术一样，iSCSI技术也无法完全取代NAS技术。当然，再经过一段时间的技术发展，iSCSI技术非常有希望在将来把传统的NAS架构和SAN架构完全融和。然而就目前的技术而言，iSCSI技术还只是实现SAN架构的一种技术。与之相比，NAS技术的跨平台数据共享能力仍然没有受到任何挑战。而且就实施和维护成本来说，NAS似乎比iSCSI更具优势。

    我们姑且把iSCSI技术看作这样一个结构：具有NAS一样的前端管理部分，但是像SAN一样提供裸设备给主机使用。这样的结构使iSCSI技术比NAS技术具有更广泛的适用范围，而比SAN具有更丰富的管理功能。千万不要小看iSCSI的前端管理部分的作用。由于这样的一个功能部分，iSCSI技术比传统的NAS或者SAN技术都更具有吸收其他先进技术的能力。对虚拟存储技术的迅速吸收和整合就很好的说明了这一点。

    目前很多iSCSI产品的供应商，都在其产品中集成了或多或少的虚拟存储技术，这其中尤以iSCSI磁盘阵列厂商和iSCSI交换设备厂商为甚。在IBM公司和EuroLogic公司目前已经推出的iSCSI磁盘阵列中，都可以提供“不同容量磁盘混用”和“跨阵列划分LUN”等几种典型的虚拟存储功能。其实现机制倒也并不复杂，只是将提供该项功能的软件写入iSCSI阵列的管理部分而已。无论是IBM公司或EuroLogic公司，还是其他计划提供iSCSI磁盘阵列的厂商，都没有将虚拟存储固化到磁盘阵列中的想法。但是一些iSCSI交换设备的厂商已经开始做此打算了，早在去年就有一些iSCSI交换设备厂商尝试着固化虚拟存储技术的解决方案，现在随着iSCSI标准的定型和推出，估计很快就会有一批整合虚拟存储功能的iSCSI交换设备面世。

三、使用iSCSI技术需要买什么

    iSCSI产品从功能上可以分为三个类别：起始端产品、连接件产品和目标端产品。

    起始端产品就是指主机中的总线适配器和协议转换软件，这些产品的作用就是提供主机端的iSCSI连接功能。一般情况下，iSCSI技术可以通过安装协议转换软件，在主机端实现。即在主机上安装普通的以太网络适配器，并安装驱动程序，然后再安装协议转换软件，这样这片普通的以太网络适配器就可以支持iSCSI协议了。目前比较流行的此类协议转换软件主要来自IBM公司和Cisco公司。当然，纯软件的iSCSI协议转换效率比较低，而且占用了主机的CPU资源。所以在一些性能要求比较高的环境中，可以选择带有iSCSI协处理功能的专用iSCSI适配器。几乎所有的传统FC适配器厂商，都可以提供这种类型的iSCSI适配器。这也难怪，由于FC适配器厂商对存储技术的熟悉，对他们来说，研发这类产品的技术门槛应该是很低的。此外，一些传统以太网络适配器的厂商也在进入这个产品领域，Intel公司就已经推出了自己的IP存储专用适配器，其性能与FC适配器厂商的产品已经不相上下了。

    连接件产品就是指连接主机到存储设备直接的设备。这类产品又分做两种：提供iSCSI到iSCSI连接的设备，以及提供iSCSI到SCSI或者FC的连接设备。目前iSCSI到iSCSI的连接设备相对较少，这是因为，毕竟iSCSI技术刚刚正式问世，其产品的覆盖范围有限，而且就基本技术原理而言，iSCSI到iSCSI的连接，在通常情况下都可以通过普通的以太网络交换机实现。真正需要专业化的iSCSI到iSCSI连接设备的，恐怕只有性能和安全性要求非常高的超大型数据中心了。

    iSCSI到SCSI或FC的连接设备其意义则完全不同，这种设备提供了新老技术的互通。一个已经购买了SCSI或FC存储设备的用户，如果希望能够搭建基于iSCSI的IP-SAN，而又不浪费现有设备，那么iSCSI到SCSI或FC的连接设备就是其最好的选择。需要留意的是，连接类产品正处在更新换代的过程中，其更新的内容主要是内嵌的虚拟存储功能。所以用户在选择这类产品的时候，应该适当注意其中的虚拟存储功能的强弱。否则采购的产品在几个月的时间里就迅速的过时淘汰，岂不尴尬！

    目标端产品是指磁盘阵列、磁带库等存储数据的设备，这部分是存储系统中的核心所在，通常也是整个存储系统的投资重点。虽然大多数的厂商都声称，将在半年内推出直接提供iSCSI主机接口的磁盘阵列或磁带库产品，但是现在市面可以选择的此类产品并不多见。而且可以预见的是，第一批大举推出的带有iSCSI主机接口的磁盘阵列和磁带库产品，将是定位于中低端应用环境的。然而这并不代表iSCSI技术就无法介入大型企业级应用的环境中。实际上，通过iSCSI到SCSI或FC的连接设备，绝大多数目前正在运行的企业级存储系统，都可以接入由iSCSI技术搭建的IP-SAN环境中。

四、说点泼冷水的话

    iSCSI技术现阶段的火爆，有其技术先进性的因素，但是也不排除一些刻意的炒做。要知道，存储技术的进步并不仅仅只体现在一个iSCSI概念上，传统ATA技术的发展产生了SATA，传统SCSI技术的发展产生了SAS，存储管理技术的发展产生了虚拟存储和内容存储技术。即便是IP存储领域本身，也还包括FCIP、iFCP和iSNS等几个方向，iSCSI技术只是其中较早成熟的一个罢了。

    iSCSI最大的特点在于其对成熟的以太网络的借用，这种借用体现在实施成本和管理维护的难度方面无疑是一个优势，然而在性能方面是否能够满足存储系统的需求，就很难讲了。虽然有测试表明，在无网络通讯干扰的情况下，iSCSI的性能已经接近甚至达到了1Gb光纤通道技术的性能指数，但是在用户的实际环境中，网络通讯的干扰肯定是不可避免的，那么iSCSI的性能究竟如何，就需要进一步验证了。

    当然，第一辆火车没有马车跑得快，并不意味着火车的技术落后于马车。对iSCSI技术来说也是一样，相信随着以太网络本身的技术进步，以及众多厂商的积极参与，iSCSI技术的未来依然值得期待。

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