Kompleksowy przewodnik po iSCSI: zrozumienie, jak to działa i jakie są jego zalety

Wprowadzenie do iSCSI i sieci pamięci masowej

Wraz z postępem technologii znacznie wzrosło zapotrzebowanie na wydajniejsze systemy pamięci masowej dla nowoczesnych komputerów. Właśnie wtedy z pomocą przychodzą internetowe interfejsy małych komputerów (iSCSI) i sieci pamięci masowej. W tym artykule zagłębimy się w definicję iSCSI, jej funkcjonalność i to, czym różni się od tradycyjnych systemów pamięci masowej. Dodatkowo przedstawimy krótki przegląd sieci pamięci masowej, w tym jego zalety i zastosowania w nowoczesnych komputerach.

Definicja interfejsu internetowego małego komputera (iSCSI)

Internet Small Computer System Interface (iSCSI) to protokół sieciowy pamięci masowej służący do przesyłania danych w sieciach protokołu internetowego (IP). Mówiąc prościej, iSCSI to sposób wysyłania i odbierania danych w oparciu o pamięć masową przez Internet. Jedną z kluczowych zalet protokołu iSCSI jest to, że umożliwia organizacjom uruchamianie sieci pamięci masowej w istniejącej infrastrukturze Ethernet, redukując w ten sposób koszty i upraszczając zarządzanie.

Funkcjonalność interfejsu internetowego małego komputera (iSCSI)

W tradycyjnej konfiguracji pamięci masowej dane są wysyłane i odbierane za pośrednictwem fizycznych kabli z serwerów do urządzeń pamięci masowej. W przypadku iSCSI fizyczne przewody są zastępowane przez a połączenie sieciowe do transmisji danych. To połączenie można nawiązać za pośrednictwem rozległej sieci komputerowej (WAN), sieci lokalnej (LAN) lub Internetu, co pozwala na zdalne przechowywanie danych w wielu lokalizacjach. Dzięki iSCSI komputery mogą uzyskiwać dostęp do współdzielonej puli pamięci masowej i uzyskiwać dostęp do danych tak, jakby były lokalnym urządzeniem pamięci masowej.

Różnice między iSCSI a tradycyjnymi systemami pamięci masowej

Istotną różnicą między iSCSI a tradycyjną pamięcią masową jest sposób przesyłania danych. W konwencjonalnych systemach pamięci masowej dane są wysyłane i odbierane za pomocą kabli fizycznych. Jednak w przypadku iSCSI dane są przesyłane przez sieć połączenie. Oznacza to, że wiele serwerów może uzyskać dostęp do współdzielonej puli danych, co ułatwia firmom zarządzanie systemami pamięci masowej. Ponadto iSCSI oferuje tańszą opcję niż tradycyjne rozwiązania pamięci masowej, takie jak Fibre Channel, oferując większą elastyczność w topologii sieci.

Krótki przegląd sieci pamięci masowej

Sieć pamięci masowej polega na łączeniu urządzeń pamięci masowej z siecią w celu współdzielenia dostępu między wieloma serwerami. Sieci te wykorzystują protokoły, takie jak iSCSI, pamięć masowa dołączana do sieci (NAS) i Fibre Channel (FC), do przesyłania danych z urządzeń pamięci masowej do serwerów. Jedną z kluczowych zalet sieci pamięci masowej jest to, że zapewnia scentralizowane zasoby pamięci masowej, do których można uzyskać dostęp i zarządzać nimi z wielu lokalizacji. Ponadto umożliwia bardziej efektywną alokację pamięci masowej i zarządzanie nią na wielu serwerach.

Zrozumienie działania iSCSI

Rola inicjatora iSCSI

Inicjator iSCSI to składnik oprogramowania działający na serwerze lub innym urządzeniu, które musi mieć dostęp do pamięci masowej za pośrednictwem sieci. Jego podstawową funkcją jest inicjowanie komunikacji z obiektem docelowym iSCSI, nawiązywanie połączenia i wysyłanie poleceń SCSI przez Internet. Inicjator zawiera protokół iSCSI, który hermetyzuje polecenia i dane SCSI, umożliwiając ich przesyłanie przez sieć TCP/IP.

Kiedy serwer wysyła przez sieć żądanie dostępu do pamięci masowej, inicjator iSCSI przetwarza żądanie i wysyła niezbędne polecenia SCSI do obiektu docelowego iSCSI. Inicjator pełni rolę klienta w połączeniu iSCSI i jest odpowiedzialny za obsługę całej komunikacji pomiędzy serwerem a obiektem docelowym.

Rola obiektu docelowego iSCSI

Obiekt docelowy iSCSI to urządzenie pamięci masowej lub jednostka logiczna zapewniająca dostęp do pamięci masowej na poziomie bloków w sieci przy użyciu protokołu iSCSI. Otrzymuje polecenia SCSI i dane od inicjatora i przetwarza je zgodnie z typem polecenia. Obiektem docelowym iSCSI może być samodzielne urządzenie pamięci masowej lub jednostka logiczna w macierzy pamięci masowej.

Cel udostępnia inicjatorowi zasoby pamięci masowej, udostępniając woluminy wirtualne lub jednostki logiczne w sieci. Inicjator może uzyskać dostęp do tych zasobów jako lokalne urządzenia pamięci masowej podłączone do serwera. Cel zarządza również zasobami pamięci masowej i kontroluje dostęp w oparciu o zasady autoryzacji.

Komunikacja między inicjatorami iSCSI a obiektami docelowymi

Ckomunikowany między inicjatorami iSCSI a obiektami docelowymi za pośrednictwem sieci TCP/IP przy użyciu protokołu iSCSI. Protokół umożliwia enkapsulację poleceń SCSI i danych w pakietach TCP/IP przesyłanych przez sieć.

Połączenie iSCSI jest nawiązywane przy użyciu trójstronnego mechanizmu uzgadniania. Podczas ustanawiania połączenia inicjator i cel negocjują parametry sesji, takie jak uwierzytelnianie, rozmiar transferu danych i usuwanie błędów. Po nawiązaniu połączenia inicjator może wysyłać polecenia SCSI do obiektu docelowego, a obiekt docelowy może mu odpowiedzieć, przesyłając informacje o statusie lub żądania przesłania danych.

Porównanie sieci iSCSI i Fibre Channel

Krytyczne różnice między iSCSI a Fibre Channel

Jedna kluczowa różnica między iSCSI a Fibre Channel polega na ich technologie transmisji. iSCSI przesyła dane przez Ethernet, powszechnie przyjęty standard sieciowy, podczas gdy Fibre Channel wykorzystuje architekturę światłowodową w dedykowanej sieci. W rezultacie Fibre Channel oferuje wyższą wydajność dzięki dużej przepustowości i doskonałym możliwościom buforowania, podczas gdy iSCSI może zapewnić bardziej elastyczną obsługę połączeń i szerszą kompatybilność z istniejącą infrastrukturą Ethernet.

Kolejną znaczącą różnicą między iSCSI a Fibre Channel jest ich opłacalność. iSCSI jest tańsze niż Fibre Channel, ponieważ wykorzystuje standardowy sprzęt sieciowy Ethernet. Natomiast Fibre Channel wymaga specjalistycznego sprzętu i dedykowanej infrastruktury sieciowej, co prowadzi do wyższych kosztów wdrożenia i zarządzania. Jednak Fibre Channel oferuje lepszą wydajność, niezawodność i funkcje bezpieczeństwa, dzięki czemu jest bardziej odpowiedni do zastosowań o dużym zapotrzebowaniu i krytycznych.

Korzyści i wyzwania związane ze stosowaniem protokołu iSCSI w technologii Fibre Channel

iSCSI ma kilka zalet w porównaniu z Fibre Channel, dzięki czemu jest elastyczną i wydajniejszą opcją SAN. Po pierwsze, iSCSI łatwo integruje się z istniejącą infrastrukturą Ethernet, a administratorzy systemów mogą korzystać ze znanych narzędzi i technik sieciowych podczas zarządzania swoją siecią SAN iSCSI. Po drugie, iSCSI jest kompatybilne z różnymi systemami operacyjnymi, obsługując prawie wszystkie platformy korporacyjne, w tym Linux, Unix i Windows. Po trzecie, iSCSI zapewnia szybką transmisję danych w standardowej, ekonomicznej sieci Ethernet, stanowiąc opłacalną alternatywę dla Fibre Channel.

Pomimo tych korzyści, iSCSI stwarza również pewne wyzwania. Istotnym wyzwaniem iSCSI jest jego bezpieczeństwo. iSCSI korzysta z protokołu TCP/IP, który jest podatny na ataki, takie jak sniffing, spoofing i kradzież danych. W rezultacie administratorzy iSCSI SAN muszą stosować zaawansowane środki bezpieczeństwa, takie jak uwierzytelnianie, szyfrowanie i kontrola dostępu, aby zabezpieczyć swoją sieć. Kolejnym wyzwaniem związanym ze standardem iSCSI jest jego wydajność, która może ucierpieć z powodu zatorów i opóźnień sieci, szczególnie w przypadku aplikacji wymagających dużego obciążenia lub obciążeń wymagających dużej ilości danych.

Wdrażanie sieci SAN iSCSI w Twojej sieci

Kroki wdrożenia sieci SAN iSCSI w sieci

Porównanie sieci RoCE, InfiniBand i TCP: wybór odpowiedniego protokołu o wysokiej wydajnościNapisane przez AscentOptics
12 września 2023 r.

Skonfigurowanie sieci SAN iSCSI w sieci wymaga kilku niezbędnych komponentów sprzętowych i oprogramowania. Najpierw potrzebujesz hosta obsługującego iSCSI, takiego jak serwer lub urządzenie pamięci masowej podłączone do sieci (NAS). Będziesz także potrzebować blokowych systemów pamięci masowej iSCSI, którymi mogą być macierze pamięci masowej lub obudowy dysków. Systemy te będą przechowywać Twoje dane i zapewniać połączenia z hostem iSCSI.

Kiedy już będziesz mieć wszystkie niezbędne komponenty sprzętowe, musisz wykonać kilka kluczowych kroków, aby skonfigurować hosta iSCSI i systemy pamięci blokowej. Po pierwsze, musisz skonfigurować ustawienia sieciowe hosta iSCSI i upewnić się, że ma on dostęp do systemów przechowywania bloków iSCSI. Po drugie, należy skonfigurować systemy przechowywania bloków, łącznie z utworzeniem obiektów docelowych iSCSI i określeniem praw dostępu dla każdego inicjatora. Na koniec należy upewnić się, że host iSCSI może komunikować się z systemami blokowej pamięci masowej, wykonując szybki test połączenia.

Zrozumienie hostów iSCSI i systemów blokowych pamięci masowej

Host iSCSI to urządzenie wysyłające polecenia SCSI (Small Computer System Interface) przez sieci IP do obiektów docelowych iSCSI. Hostem może być dowolne urządzenie obsługujące inicjatory iSCSI lub komponenty oprogramowania umożliwiające serwerom łączenie się z obiektami docelowymi iSCSI. Po podłączeniu do obiektu docelowego iSCSI host może uzyskać dostęp do urządzeń pamięci masowej znajdujących się za nim.

Z drugiej strony systemy pamięci blokowej to systemy przechowywania danych, które przechowują dane w blokach i przedstawiają je hostowi iSCSI w postaci dysków twardych. Dzięki iSCSI można używać różnych blokowych systemów pamięci masowej, takich jak macierze pamięci masowej iSCSI lub obudowy dysków. Macierz pamięci masowej to scentralizowany system z wieloma dyskami, który może zapewniać różne formy redundancji, gwarantując, że dane będą zawsze dostępne, nawet w przypadku awarii poszczególnych dysków.

Korzyści ze stosowania systemów pamięci masowej iSCSI w sieci serwerów

Zwiększenie wydajności serwera

Wdrożenie systemów pamięci masowej iSCSI w sieci serwerów poprawia wydajność serwerów. Po pierwsze, pamięć masowa iSCSI umożliwia scentralizowane zarządzanie, umożliwiając administratorom zarządzanie wszystkimi dyskami z jednej lokalizacji, co usprawnia proces zarządzania. Po drugie, systemy pamięci masowej iSCSI zapewniają lepszą wydajność, skracając czas dostępu do danych, co prowadzi do wyższych szybkości przesyłania danych. Po trzecie, rozwiązania pamięci masowej iSCSI poprawiają szybkość serwera, umożliwiając aplikacjom współdzielenie fizycznej przestrzeni dyskowej.

Korzyści kosztowe systemów pamięci masowej iSCSI

Korzyści z systemów pamięci masowej iSCSI nie ograniczają się do zwiększonej wydajności serwerów, oferują one także znaczne korzyści finansowe. Rozwiązania pamięci masowej iSCSI mogą pomóc organizacjom zaoszczędzić pieniądze, obniżając całkowity koszt posiadania (TCO). Systemy pamięci masowej iSCSI wykorzystują standardowe okablowanie Ethernet, tańsze niż zastrzeżony sprzęt. To znacznie obniża koszt wdrożenia. Ponadto systemy pamięci masowej iSCSI wymagają mniej miejsca i energii niż tradycyjne, co zmniejsza koszty operacyjne.

Ograniczenia i potencjalne wyzwania systemów pamięci masowej iSCSI

Podczas wdrażania systemów pamięci masowej iSCSI mogą pojawić się potencjalne wyzwania. Jedną z głównych obaw jest bezpieczeństwo. Ponieważ systemy pamięci masowej iSCSI przesyłają dane przez sieci TCP/IP, są podatne na złośliwe oprogramowanie i ataki hakerskie. W związku z tym organizacje muszą zapewnić bezpieczeństwo swoich systemów pamięci masowej iSCSI i wdrożyć odpowiednie środki bezpieczeństwa, aby zapobiec utracie lub kradzieży danych. Kolejnym problemem jest optymalizacja wydajności. Chociaż systemy pamięci masowej iSCSI oferują lepszą wydajność niż tradycyjne systemy pamięci masowej, organizacje mogą potrzebować optymalizacji aplikacji, aby skorzystać z tej zwiększonej wydajności.

Wniosek: dlaczego warto wybrać iSCSI dla swojego systemu pamięci masowej?

Podsumowując, iSCSI to wysoce skuteczna i niedroga technologia, która oferuje wiele zalet w porównaniu z innymi systemami pamięci masowej. Jego skalowalność, elastyczność i łatwość wdrożenia sprawiają, że jest to idealny wybór dla start-upów, małych firm i większych przedsiębiorstw. Wykorzystując technologię iSCSI, firmy mogą uzyskać oszczędności, zwiększyć bezpieczeństwo i zapewnić łatwiejszą dostępność rozwiązań do przechowywania danych i tworzenia kopii zapasowych.

Kluczowe cechy iSCSI

iSCSI to skrót od Internet Small Computer System Interface, protokołu sieciowego przechowywania danych, który umożliwia przesyłanie poleceń SCSI przez sieci IP. iSCSI to protokół na poziomie bloków umożliwiający bezpośredni dostęp do bloków danych urządzenia pamięci masowej. Jego główną zaletą jest to, że umożliwia firmom wykorzystanie istniejącej infrastruktury Ethernet do łączenia serwerów z urządzeniami pamięci masowej, co ułatwia i obniża koszty wdrażania i konserwacji systemów pamięci masowej.

Zalety iSCSI

iSCSI ma wiele zalet w porównaniu z innymi technologiami systemów pamięci masowej, w tym skalowalność, przystępność cenową i elastyczność. Jest skalowalny, ponieważ umożliwia firmom dodanie większej pojemności w razie potrzeby bez wymiany sprzętu lub rekonfiguracji sieci. Ponadto jest tańsza niż inne technologie systemów pamięci masowej, ponieważ wykorzystuje istniejącą infrastrukturę Ethernet, eliminując potrzebę stosowania drogich przełączników i adapterów Fibre Channel. iSCSI jest również elastyczne, co oznacza, że ​​może współpracować z różnymi urządzeniami pamięci masowej od wielu dostawców, co zmniejsza uzależnienie od dostawcy.

Wymagania techniczne

Do wydajnej i bezpiecznej pracy protokół iSCSI wymaga niezawodnej sieci Ethernet, odpowiednich urządzeń pamięci masowej i specjalistycznego oprogramowania iSCSI. Aby zapewnić wysoką jakość działania, sieć Ethernet musi być szybka i mieć małe opóźnienia. Ponadto urządzenia pamięci masowej muszą być kompatybilne z iSCSI i mieć wystarczającą pojemność, aby sprostać potrzebom biznesowym. Wreszcie, zarówno na serwerze, jak i na urządzeniu pamięci masowej, należy zainstalować specjalistyczne oprogramowanie iSCSI, aby umożliwić transmisję poleceń SCSI.

Przykłady z życia wzięte

Wiele firm z powodzeniem wdrożyło technologię iSCSI, aby ulepszyć swoje rozwiązania w zakresie przechowywania i tworzenia kopii zapasowych. Na przykład dostawca usług internetowych w Singapurze wykorzystał iSCSI, aby zapewnić swoim klientom niedrogie i skalowalne rozwiązania pamięci masowej. Dzięki iSCSI dostawca może szybko i łatwo tworzyć nowe woluminy pamięci na żądanie, dzięki czemu są one bardziej elastyczne i reagują na potrzeby klientów. Ponadto duży dostawca usług opieki zdrowotnej w Stanach Zjednoczonych wykorzystał technologię iSCSI do stworzenia solidniejszego planu odzyskiwania po awarii. Dzięki technologii iSCSI dostawca mógł replikować dane pomiędzy wieloma lokalizacjami, zapewniając w ten sposób stałą dostępność kluczowych informacji o pacjencie w przypadku awarii.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

P: Co to jest iSCSI?

Odp.: iSCSI oznacza interfejs internetowego małego komputera. Jest to standard sieci pamięci masowej, który umożliwia dostęp na poziomie bloków do urządzeń pamięci masowej za pośrednictwem sieci TCP/IP.

P: Jak działa iSCSI?

Odp.: iSCSI działa poprzez hermetyzację poleceń SCSI w pakietach IP i przesyłanie ich przez sieć TCP/IP. Pakiety są następnie deasemblowane po stronie odbiorczej, a miejsce docelowe wykonuje polecenia SCSI.

P: Jakie są korzyści z używania iSCSI?

Koncentrator vs przełącznik vs router: zrozumienie różnic i wybór najlepszego urządzeniaNapisane przez AscentOptics
12 września 2023 r.

Odp.: Stosowanie protokołu iSCSI ma kilka zalet:

• Opłacalność: iSCSI wykorzystuje istniejącą infrastrukturę IP, eliminując potrzebę stosowania dedykowanych sieci pamięci masowej (SAN).
• Elastyczność: iSCSI może łączyć wiele serwerów ze współdzieloną pamięcią masową, co ułatwia zarządzanie pamięcią masową.
• Skalowalność: iSCSI może obsługiwać wdrożenia na dużą skalę, dzięki czemu nadaje się do środowisk pamięci masowej w przedsiębiorstwach.
• Wydajność: dzięki adapterom magistrali hosta (HBA) iSCSI lub silnikom odciążającym iSCSI, iSCSI może zapewnić wydajny dostęp do pamięci masowej.

P: Co to jest inicjator iSCSI?

Odp.: Inicjator iSCSI to komponent oprogramowania lub sprzętu, który inicjuje sesje iSCSI z docelowymi miejscami przechowywania i zarządza nimi. Umożliwia serwerom dostęp do zasobów pamięci masowej za pośrednictwem sieci.

P: Co to jest cel iSCSI?

O: Obiekt docelowy iSCSI to serwer lub urządzenie pamięci masowej udostępniające zasoby pamięci inicjatorom iSCSI. Odbiera i wykonuje polecenia SCSI wysyłane przez inicjatorów i dostarcza żądane dane z powrotem przez sieć.

P: Jak mogę połączyć inicjator iSCSI z obiektem docelowym iSCSI?

Odp.: Aby połączyć inicjator iSCSI z obiektem docelowym iSCSI, należy skonfigurować oprogramowanie inicjatora iSCSI na inicjatorze, podać adres IP lub kwalifikowaną nazwę iSCSI (IQN) obiektu docelowego i ustanowić sesję iSCSI między nimi.

P: Czy mogę wykorzystać istniejącą infrastrukturę Ethernet do obsługi iSCSI?

O: Tak, iSCSI może wykorzystywać istniejącą infrastrukturę Ethernet do tworzenia sieci pamięci masowej. Do komunikacji wykorzystuje standardowe porty Ethernet i protokoły TCP/IP.

P: Czy istnieją jakieś szczególne wymagania sprzętowe dotyczące korzystania z protokołu iSCSI?

Odp.: Aby korzystać z iSCSI, będziesz potrzebować adapterów magistrali hosta (HBA) iSCSI lub mechanizmów odciążających iSCSI na serwerach i docelowych magazynach. Te wyspecjalizowane komponenty sprzętowe odciążają przetwarzanie poleceń iSCSI od procesor serwera, poprawiając wydajność.

P: Czy iSCSI można używać z innymi technologiami przechowywania danych?

Odp.: ISCSI można używać razem z innymi technologiami przechowywania danych, takimi jak Fibre Channel lub NAS. Zapewnia elastyczne i ekonomiczne rozwiązanie umożliwiające łączenie serwerów z zasobami pamięci masowej w heterogenicznym środowisku.

P: Jaka jest różnica między iSCSI a Fibre Channel?

Odp.: Główną różnicą między iSCSI a Fibre Channel jest podstawowa technologia i koszt. iSCSI wykorzystuje standardową infrastrukturę Ethernet i protokoły TCP/IP, dzięki czemu jest tańsze i łatwiejsze do wdrożenia. Z drugiej strony Fibre Channel wykorzystuje dedykowane, szybkie sieci i wyspecjalizowane karty HBA, co czyni go droższym, ale zapewnia wyższą wydajność.

Polecam lekturę

Wszystko, co musisz wiedzieć o serwerach sieciowych

Architektura sieci centrum danych — sieć chmurowa Zintegrowana sieć centrum danych — sieć arytmetyczna — architektura SDN