Интернет-интерфейс Small Computer System Interface работает на протоколе IP, и значит это, что ISCSI связывает все хранилища БД, разработанные целевой группой IETF. Метод используется для облегчения передачи информации по интрасетям и для управления хранилищем на большие расстояния.
Протокол ISCSI является одной из ключевых технологий, которые в будущем помогут быстро развивать рынок хранения данных за счет увеличения скорости их передачи. Из-за своей повсеместности стандарт может использоваться для передачи по сетям ЛВС, WAN или интернету и включать извлечение данных, не зависящих от местоположения, и означает это, что ISCSI делает скорость передачи быстрой
Принцип работы ISCSI
Когда конечный пользователь или программа отправляют запрос, ОС генерирует соответствующие команды, проходящие через инкапсуляцию и, при необходимости, процедуры шифрования. Заголовок пакета создается до того, как результирующие пакеты будут передаваться по Ethernet-соединению. Когда пакет получен, он расшифровывается, разделяя команды SCSI и запрос. Команды отправляются на контроллер SCSI, а оттуда - на запоминающее устройство.
Поскольку стандарт является двунаправленным, протокол также может использоваться для ответа на исходный запрос и означает, что это ISCSI обеспечивает несколько подходов к передаче информации по сетям.
Второй метод, Fibre Channel over IP (FCIP), преобразует управляющие коды Fibre Channel и данные в IP-пакеты для передачи между географически удаленными сетями. FCIP, также известный как туннелирование или хранилище Fibre, используется только совместно с технологией Fibre Channel и может работать через существующие сети Ethernet. Ряд поставщиков уже представили продукты на базе ISCSI, такие, как роутеры и маршрутизаторы.
Роль протокола передачи информации
Чтобы использовать традиционные сети Ethernet для передачи информации на уровне блоков, сегодня применяют скоростную технологию. Это ISCSI, что позволяет создавать высокоскоростные соединения.
Хотя SCSI является одним из самых старых и наиболее распространенных протоколов, используемых для передачи на короткие расстояния, между сервером и устройством хранения, которые напрямую подключены к этому серверу. Термин ISCSI означает Internet SCSI или Internet Small Computer Systems Interface. IBM разработала ISCSI в 1998 году в качестве доказательства концепции и представила первый проект стандарта ISCSI для целевой группы Internet Engineering Task Force (IETF) в 2000 году. Протокол был ратифицирован в 2003 году.
ISCSI строит протокол, инкапсулируя команды I и позволяя этим блокам данных транспортироваться на неограниченном расстоянии через TCP/IP. Протокол описывает, как блоки данных передаются между «инициаторами» в сетях Ethernet и целями их хранения. Роль инициаторов, целей и компонентов synology ISCSI, требуется для первоначальной реализации IP SAN. Инициатор, как правило, является сервером, на котором размещается приложение, где оно периодически запрашивает данные на соответствующем устройстве хранения. Инициаторы также называются серверами или хост-компьютерами.
Драйвер устройства ISCSI, который находится на сервере, также может быть назван инициатором. Они «инициируют» или начинают транзакции передачи данных ISCSI, делая запрос приложения на отправку/получение данных с одного или нескольких устройств хранения. Запрос приложения немедленно преобразуется в команды SCSI, затем инкапсулируется в ISCSI, где пакет и заголовок добавляются для транспорта через TCP/IP через интернет. Цели - это одно или несколько устройств хранения, которые находятся в сети. Цели получают команды ISCSI от различных инициаторов или серверов в сети.
На стороне цели эти команды затем разбиваются на исходный формат SCSI, чтобы можно было передавать данные блока между инициатором и устройством хранения. Цель будет отвечать на запрос, отправив команды обратно на этот сервер. Эти команды снова инкапсулируются через ISCSI диск для транспортировки по Ethernet. Целями могут быть любые типы устройств БД, такие, как массив хранения, который является частью более крупной сети IP или IP SAN. Они также могут быть отдельной ленточной библиотекой, находящейся либо в SAN, либо в другом месте в сети.
Лучшее оборудование для виртуализации
Для того чтобы подключить ISCSI, формируют сети TCP/IP, потому что при работе стандарт использует протокол транспортного уровня, который описывает, как пакеты Small Computer System Interface (SCSI) должны транспортироваться по сети TCP/IP. Пакеты передаются по сети с использованием соединения «точка-точка». По прибытии протокол ISCSI разбирает пакеты, разделяя команды SCSI, чтобы операционная система увидела хранилище в качестве локального устройства SCSI, которое можно отформатировать, как обычно. Сегодня ISCSI в малых и средних предприятиях SMB связаны с тем, как виртуализация серверов использует пулы хранилищ.
В виртуализованной среде пул хранения доступен для всех хостов в кластере, а узлы кластера взаимодействуют с пулом хранения по сети через использование протокола ISCSI. Простое развертывание SAN ISCSI может использовать одну и ту же инфраструктуру, как и остальные компьютеры в сети. В идеале две сети будут работать отдельно, чтобы избежать перегрузки сети, обеспечив более практичный подход к планированию сети для ISCSI.
Эту конструкцию можно масштабировать, чтобы обеспечить многоканальный ввод-вывод, добавляя выделенные Ethernet-коммутаторы для сети хранения или позволяя производственную ЛВС использоваться в качестве резервного пути, если выделенная сеть Ethernet недоступна. Инициатор ISCSI представляет собой часть программного или аппаратного обеспечения, которое установлено на сервере для отправки данных в массив хранения на ISCSI Windows Server и использовании при отказоустойчивой кластеризации.
Преимущества интернет стандарта
Комбинируя SCSI, Ethernet и TCP / IP, iSCSI предоставляет следующие основные преимущества:
- Основывается на стабильных и знакомых стандартах, многие ИТ-специалисты знакомы с технологиями.
- Создает SAN с уменьшенной совокупной стоимостью владения, затраты на установку и обслуживание низки, поскольку пакет TCP/IP снижает потребность в найме специализированного персонала.
- Ethernet-передачи могут перемещаться по глобальной сети IP и, следовательно, не имеют практических расстояний. Обеспечивает высокую степень совместимости, уменьшает разрозненные сети и кабели и использует обычные коммутаторы Ethernet вместо специальных коммутаторов Fibre Channel.
- Масштабы до 10 Гигабит, сравниваются скорости OC-192 SONET (синхронная оптическая сеть) в городских сетях (MAN) и глобальных сетях (WAN).
- Поскольку он использует стандартный Ethernet, windows ISCSI не требует дорогостоящих, а иногда и сложных коммутаторов и карт, которые необходимы для работы сетей Fibre Channel (FC), что делает его более дешевым для принятия и упрощения управления.
- Сеть хранения данных FC (SAN) передает данные без отбрасывания пакетов и традиционно поддерживает более высокую пропускную способность. Но технология FC является дорогостоящей и требует специальной базы знаний для правильной установки и настройки и может быть реализована с помощью обычных сетевых интерфейсных карт Ethernet (NIC) и коммутаторов и запускается в существующей сети.
- Вместо обучения, создания и управления двумя сетями - локальной сетью Ethernet для пользовательской связи и FC SAN для хранения - организация может использовать свои существующие знания и инфраструктуру как для LAN, так и для SAN.
- Из-за опасений относительно производительности и совместимости с другими сетями хранения, SAN ISCSI заняли несколько лет, чтобы уловить в качестве основных альтернатив Fibre Channel.
- Создает SAN с уменьшенной совокупной стоимостью владения, затраты на установку и обслуживание низки, поскольку пакет TCP/IP снижает потребность в найме специализированного персонала.
Безопасность и аварийное восстановление
Организации с изменяющимися требованиями к данным, особенно те из них, которые требуют безопасности хранения или аварийного восстановления, в наибольшей степени выиграют от внедрения IP-хранилища и ISCSI. По мере роста производительности, ISCSI SAN становятся широко применяемые в корпоративных сетях TCP/IP. Распределяющие интеллектуальные службы и автоматическое распределение ресурсами через виртуализацию станут неотъемлемой частью эволюции сетей SAN ISCSI. Кроме того, ISCSI представляет собой резкий сдвиг в ландшафте сетей хранения данных, предоставив ИТ-менеджерам еще одну альтернативу прямому подключенному хранилищу, обеспечивающую преимущества сетевого хранилища.
Первичная угроза безопасности для сетей SAN ISCSI заключается в том, что злоумышленник может обманывать полученные данные хранения. Администраторы хранилища могут предпринять шаги для блокировки их SAN ISCSI, например, используя списки управления доступом (ACL), чтобы ограничить пользовательские привилегии конкретной информацией в SAN. Протокол проверки подлинности с подтверждением вызова (CHAP) и другие протоколы аутентификации обеспечивают безопасные интерфейсы управления и шифрование данных в движении, и в состоянии покоя.
Службы сетевого хранения
Два адаптера iSCSI используются совместно со стандартными сетевыми NIC Ethernet через коммутатор с поддержкой Gigabit, подключенный к массиву избыточных массивов недорогих дисков (RAID), поддерживающих iSCSI. Эта конфигурация подходит в виде следующего шага при переходе к iSCSI-эксклюзивной SAN или в качестве начальной конфигурации SAN. Несколько карт для одного маршрутизатора на отдельных серверах могут использоваться совместно с коммутатором Gigabit, подключенным к маршрутизатору, поддерживающему iSCSI, с портами Fibre Channel. Затем он подключается непосредственно к внутреннему массиву RAID-массива Fibre Channel. Эта конфигурация также подходит в качестве следующего шага при переходе на интерфейс SAN с интерфейсом с устройствами хранения Fibre Channel.
Адаптер iSCSI можно использовать в сочетании с коммутатором с поддержкой Gigabit, подключенным к маршрутизатору, с портами Fibre Channel, подключенными к ленточному накопителю Fibre Channel. Эта конфигурация может использоваться, как средство для резервного копирования и восстановления с использованием существующей инфраструктуры Ethernet.
Построение сетей с 10 Gb
ISCSI SAN - идеальный выбор для пользователей, заинтересованных в переходе на сетевое хранилище. Используя те же SCSI-команды уровня блока, что и хранилище с прямым приложением, iSCSI обеспечивает совместимость с пользовательскими приложениями, такими как файловые системы, базы данных и веб-сервисы. Точно так же, поскольку работает на вездесущих и знакомых IP-сетях, нет необходимости изучать новую сетевую инфраструктуру для реализации преимуществ SAN. Чтобы создать сеть хранения в центре обработки данных, адаптеры главной шины могут использоваться на серверах, а также устройствах хранения ISCSI target, используя комбинация переключателей и маршрутизаторов.
SAN является оптимальным выбором для пользователей, заинтересованных в переходе на IP-хранилище. ISCSI - это еще одно приложение для стека сетевых протоколов. Таким образом, iSCSI не только совместим с существующей сетевой архитектурой, но также поддерживает те же команды SCSI на уровне блоков. Эта возможность позволяет персоналу информационных технологий перейти от модели с прямым подключением DAS к модели SAN. Добавляя трафик хранения в существующую сеть, ИТ-персонал не нуждается в дополнительной подготовке для управления сетями для IP-хранилища. В типичном центре обработки данных серверы обновляют/извлекают данные с устройств хранения, расположенных удаленно с гигабитными скоростями.
Консолидированное хранилище одновременно обслуживает несколько серверов. В той же среде, сетевой трафик обрабатывается со скоростью 1 Гигабит в секунду. У ИТ-персонала есть сложная задача для поддержки растущих потребностей хранения и сетевых требований. Настройка ISCSI в сети хранения данных, создает низкую задержку и высокую пропускную способность.
Внедрение сети хранения данных
SAN быстро растут, потому что они решают проблему надежной связи. Эта проблема вызывается необходимостью управления больших и постоянно растущих объемов дискового хранилища. Когда хранилище напрямую подключено к компьютеру, используя его через высокоскоростной кабель, устройство хранения может очень хорошо удовлетворить потребности этого компьютера. Когда компьютеры объединены в сеть, управление ресурсами трудно или невозможно. Подход SAN предлагает множество преимуществ управления хранением, в том числе:
- Резервное копирование без снижения производительности для пользователей сети.
- ISCSI подключение, балансирующее нагрузку на каждом физическом устройстве.
- Легко увеличивает размер пула хранения.
- Легко обменивается устройствами резервного копирования.
- Устраняет простой.
- Управляет своим вычислительным ресурсом отдельно от ресурса хранилища.
- Управляет своим ресурсом хранения легко и эффективно.
- Делится пулом хранилища.
- Стандарты SCSI и Ethernet являются зрелыми, стабильными, повсеместными и совместимыми.
Эти качества обеспечивают прочную основу для внедрения SAN.
Подключение к сети Ethernet
В принципе, ISCSI server состоит из инициаторов и целей, которые будут использоваться на обоих концах Ethernet-кабеля. Инициатор подключает компьютер, который инициирует запрос на данные, хранящиеся на диске, с помощью Ethernet-кабеля. Цель iSCSI соединяет провод Ethernet с устройством хранения, будь то массив дисков или, возможно, ленточное устройство. Инициатор инкапсулирует команды и данные SCSI, чтобы они могли быть отправлены через TCP/IP и цель извлекает команды и данные на конце устройства хранения.
Как и в случае с любым сетевым протоколом, программное обеспечение, реализующее ISCSI по подходу TCP/IP, считается слоем. Один или несколько из этих слоев программного обеспечения могут быть запущены на хост-компьютере, на сопроцессоре. Используемый подход определяет стоимость и производительность соединений SAN. Наилучший подход может быть специфичным для приложения, и параметры могут зависеть от операционной системы, используемой на компьютере. Тем не менее, хотя потенциальные преимущества единой сетевой инфраструктуры для хранения и создания сетей очень велики и снижают общую стоимость владения SAN.
Консолидация серверов и хранилищ
Благодаря сетевой инфраструктуре хранения клиенты могут связывать несколько устройств хранения данных с несколькими серверами. Это позволяет улучшить использование ресурсов, упростить управление хранилищами и упростить расширение инфраструктуры хранения.
Операции резервного копирования, ранее ограниченные для работы через традиционные IP-локальные сети на уровне файлов, теперь могут работать через сети хранения IP на уровне блоков.
Этот сдвиг ускоряет время резервного копирования и предоставляет клиентам гибкость в использовании общих или выделенных IP-сетей для операций хранения.
Благодаря сети хранения данных, основанной на IP, клиенты могут легко разрешать удаленный доступ к вторичным сайтам через мегаполисы или широкополосные IP-сети. Удаленные сайты могут использоваться для резервного копирования, кластеризации или зеркалирования репликации за пределами площадки. Кроме того, клиенты могут выбрать ссылку на поставщиков услуг хранения для приложений аутсорсинга хранилища, таких как хранение по требованию.
Включение хранилища на большие расстояния имеет важное значение для удаленного резервного копирования сайта или внедрения надежных приложений для аварийного восстановления. Быстрое внедрение и расширение IP-данных в интернете доказало свою жизнеспособность использования IP-адресов в сетях большой протяженности.
Пользователи стандарта сети
Сети ISCSI SAN наиболее подходят для предприятий, которые нуждаются в потоковой передаче данных и больших объемах данных для хранения и передачи по сети. Это включает предприятия и учреждения с ограниченными ИТ-ресурсами, инфраструктурой и бюджетом. Такие организации должны искать оборудование ISCSI, которое функционирует по сравнению со стандартными медными кабелями Gigabit Ethernet категории 5. К ним относятся:
- Географически распределенные организации, которые требуют доступа к тем же данным в режиме реального времени.
- Провайдеры интернет-услуг (ISP).
- Организации, которым требуется удаленная репликация данных и аварийное восстановление.
- Поставщики услуг хранения (SSP).
Таким образом, Internet SCSI (ISCSI) представляет собой проект SCSI протокола управления передачей и интернет-протокола (TCP/IP) для включения передачи данных ввода-вывода по IP. Эта сильная технология обеспечивает высокоскоростное и недорогое решение для хранения и передачи данных на большие расстояния для веб-сайтов, поставщиков услуг, предприятий и других организаций.
