iSCSI协议详解:从概念到实现
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更新于2024-07-31
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iSCSI(Internet Small Computer System Interface)协议是一种网络存储协议,它将传统的SCSI(Small Computer System Interface)命令封装在TCP/IP协议栈中,从而允许通过IP网络进行数据传输。这个设计使得存储设备可以通过标准的以太网基础设施进行连接,大大扩展了SCSI的适用范围,特别是对于远程存储和数据中心环境。
在iSCSI协议中,存在两个关键角色:启动设备(Initiator)和目标设备(Target)。启动设备是发起I/O请求的设备,通常是服务器上的主机总线适配器(HBA)。目标设备则响应这些请求,执行实际的输入/输出操作,如硬盘或磁带机。在iSCSI连接中,目标设备在操作中扮演主设备的角色,控制整个通信流程。
SCSI协议的核心是命令描述块(Command Descriptor Block, CDB),它是SCSI命令和参数的载体。CDB包含特定的指令,例如SCSI Read(6),用于从目标设备读取数据。然而,原始SCSI协议的局限性在于其点对点的连接方式,短距离的总线长度限制(如UltraSCSI的12米),以及每个总线上最多只能连接15个设备。这些限制阻碍了构建复杂的网络存储架构。
为了解决这些问题,iSCSI协议应运而生。它将SCSI命令、数据和状态映射到TCP/IP网络上,通过改造TCP层并添加额外功能,以适应大规模存储数据的传输需求。IETF(Internet Engineering Task Force)负责制定iSCSI协议标准,而IPS(Internet Protocol Storage)工作组则专注于这一领域。
目前,市场上已有多种iSCSI产品,如Cisco SN5420 Storage Router和IBM TotalStorage IP Storage 200i,这些产品使得构建基于IP的存储区域网络(SAN)成为可能。iSCSI协议包括多个组成部分,如协议数据单元格式、SCSI模式参数、登录阶段、工作参数协商、错误处理和恢复机制等。
iSCSI协议中的命名和编址采用类似于URL的iSCSI名称,这确保了设备在网络中的唯一性。名称由类型定义符、名字认证机构和该机构分配的名字三部分组成。这种命名方式允许设备的物理位置改变,而其名称保持不变,从而简化了网络管理。iSCSI地址通常包含域名和可选的端口号,以标识设备在网络中的位置。
iSCSI协议的出现极大地扩展了存储系统的灵活性和可扩展性,使得企业可以利用现有的IP网络基础设施,实现更高效、经济的存储资源共享。随着技术的发展,iSCSI已经成为现代数据中心和云计算环境中的重要组件。
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