基于iscsi的ip网络存储技术及其在网络容灾中的应用

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1、第t三居全国信患存储技术学术会议．西安．2004．8基于iSOSI的lP网络存储技术及其在网络容灾中的应用1蔡皖东(西北工业大学计算机学院，西安，710072，caiwd@nwpu．edu．on)【摘要】基于iSCSI的1P网络存储技术是存储域网i8-(SAN)的重要史撑技术。本文首先介绍了lP网络存储协议标准和iSCSI协议机制，然后论述了iSCSI存储系统实现技术，最后讨论了iSCSI技术在网络容灾中的应用问题。【关键词】IPN络存储；iSCSI协议；网络存储器；网络蓉灾引言近年来，随着Inter

2、net的』‘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、远程备份年¨数据恢复等。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(NetworkAttachedStorage)}W存储域网SAN(StorageAreaNetwork)等三种，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

3、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(FibreChannel)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lP的SAN技术主要采用千兆位以太网和iSCSl(internetSCSI)技术来构架，在产品价格和兼容性上具有～定的网络存储技术的发展方向。本文主要论述了IP网络存储结构、iSC

4、SI协议机制、iSCSI存储系统实现技术以及在网络容灾中的应用问题。lIP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，相继提山了一些IP网络存储技术和协议标准，典型的有FCIP(FiberChanneloverIn、iFCP(InternetFibreChannelProtoc01)和iSCSI(intemetSCSI)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。1．1FC。IP网络存储结构在FC．IP网络存储结构中，本地SAN采用FC技术来构架

5、，本地SAN与远程SAN之间采用IP网络来连接，FC命令和数据被封装在IP数据包中进行传输，形成一个FC传输隧道。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，并且需要敷设专用的光纤，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。优势，有利于SAN技术的推广‘应用，代表了未来丐西西萌疆噩爵丽平甄重五j页自(项目号：03F53031)和西安市工业攻关项目(项目号：GG200312)1拘

6、资助。蔡皖东，教授主要从事计算机网络、网络信息安全、网络容灾等方面研究。基于iSCSI的IP网络存储技术及其在网络客灾中的应用1．2SCSIqP网络存储结构在scsI．IP网络存储结构中，网络存储设备采用SCSl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LANAVAN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

7、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iSCSl协议连接到网络上，iSCSl定义了两个关键的功能组件：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IBM、Cisco等公司提出的，IETF和存储网络工业协会(SNIA)带I]定了iSCSI规

8、范，作为其行业标准。图1iSCSI系统模型2iSCSI协议机制iscsI协议【11采用TCP协议进行数据传输，其工作过程可分为建立连接、数据传输、断开连接等三个阶段。2．1建立连接在iSCSl协议中．当目标器处于监听状态后，启动器便可以发起建立一个TCP连接。如果TCP连接建立起来，则进入登录阶段，双方通过交换登录信息进行身份认证和参数协商。iSCSI中的身份认证是双向的，在每个新建立的TCP连接上，使用协商好的认证模式来交换登录信息。任何一方认证失败，