Tecnología y aplicaciones iSCSI

  
Antes de la década de 1990, la mayoría de los productos de almacenamiento formaban parte del servidor. Esta forma de almacenamiento se llamaba SAS (Server Attached Storage) o DAS (Direct Attached Storage). . Con el desarrollo de la tecnología, después de la década de 1990, las personas se dieron cuenta gradualmente de que la concentración de datos y el intercambio de sistemas de TI se convirtieron en un problema urgente por resolver. Así, el concepto de almacenamiento en red fue propuesto y desarrollado rápidamente. En términos de arquitectura, los sistemas de almacenamiento en red actuales incluyen principalmente SAN (Storage Area Network) y NAS (Network Attached Storage).
En la actualidad, muchos proveedores de almacenamiento en red, está comprometida con el uso de SAN de canal de fibra (FC) se ajusta a un nivel práctico, pero su estructura requiere alto costo de capital, está muy lejos de las empresas ordinarias pueden permitirse. En contraste, la tecnología NAS es más barata, pero está limitada por el consumo de ancho de banda, no puede completar aplicaciones de almacenamiento de gran capacidad y el sistema es difícil de cumplir con los requisitos de apertura. iSCSI disfruta de los beneficios de las topologías NAS y SAN al tiempo que evita las diferencias tradicionales NAS /SAN en una nueva solución de almacenamiento centrada en la red (red de almacenamiento abierta). El estándar "iSCSI" (Interfaz de computadora pequeña para Internet) combina dispositivos de almacenamiento y servidores con redes creadas con protocolos de Internet comunes, en lugar de utilizar la tecnología Fibre Channel más rápida, más costosa y más compleja para muchas empresas pequeñas y medianas. Las empresas proporcionan acceso directo a dispositivos de almacenamiento económicamente sólidos y manejables.

El concepto de iSCSI


iSCSI (Interfaz de sistema de computadora pequeña con Internet) es un tipo de bloque de datos en la red de Protocolo de Internet, especialmente Ethernet. El estándar de transmisión. Fue iniciado por Cisco e IBM y está fuertemente respaldado por los defensores de la tecnología de almacenamiento IP. Es un conjunto de instrucciones SCSI para dispositivos de hardware que pueden ejecutarse sobre el protocolo IP. En pocas palabras, iSCSI permite que el protocolo SCSI se ejecute en redes IP, permitiendo el enrutamiento en Gigabit Ethernet de alta velocidad.

SCSI (Interfaz de sistema de computadora pequeña) es un estándar técnico ampliamente utilizado para conectar discos duros y computadoras. La tecnología de iSCSI es aplicar esta tecnología a las conexiones de red para redes de almacenamiento de pequeñas y medianas empresas. En otras palabras, la tecnología iSCSI es más rentable que los productos basados ​​en fibra. iSCSI es un estándar técnico basado en el protocolo IP. Es un nuevo protocolo que permite a la red transmitir comandos SCSI a través del protocolo TCP /IP. Implementa la conexión entre los protocolos SCSI y TCP /IP. Esta tecnología permite a los usuarios crear redes de área de almacenamiento a través de redes TCP /IP.
(SAN). Antes de la llegada de la tecnología iSCSI, la única tecnología para construir una red de área de almacenamiento era utilizar Fibre Channel, que se estableció a principios de la década de 1990, pero su arquitectura requiere altos costos de construcción, mucho más allá de lo que pueden pagar las empresas comunes. La aparición de la tecnología iSCSI para usuarios con LAN como entorno de red, requiere solo una pequeña inversión, puede ser una transmisión interactiva y de gestión de información y datos conveniente y rápida. En comparación con el almacenamiento de acceso a la red anterior, la aparición de iSCSI resuelve los problemas de apertura, capacidad, velocidad de transmisión, compatibilidad, seguridad, etc. Su rendimiento superior ha atraído la atención y el favor del mercado desde la fecha de lanzamiento.

Flujo de trabajo iSCSI


El protocolo iSCSI es un proceso de empaquetado y desempaquetado en la red. En un extremo de la red, los paquetes se encapsulan en Incluye tres partes: encabezado TCP /IP, paquete de identificación iSCSI y datos SCSI. Cuando se transfiere al otro extremo de la red, estas tres partes se descomprimen secuencialmente. sistema
iSCSI emite un comando SCSI consiste en una tarjeta SCSI, el comando se encapsula en paquetes y se transmite en la cuarta capa. El receptor extrae los comandos SCSI del paquete y los ejecuta, luego encapsula los comandos y datos SCSI devueltos en paquetes IP y los envía de vuelta al remitente. El sistema extrae datos o comandos y los devuelve al subsistema SCSI. Todo esto se hace sin la intervención del usuario y es completamente transparente para el usuario final.

Para garantizar la seguridad, iSCSI tiene su propia secuencia de operación de inicio de sesión en línea. Cuando se ejecutan por primera vez, el dispositivo iniciador iniciará sesión en el dispositivo de destino. Cualquier dispositivo objetivo iSCSI PDU (unidades de datos de protocolo iSCSI) que reciba un iniciador que no realice el proceso de inicio de sesión generará un error de protocolo y el dispositivo objetivo también cerrará la conexión. El dispositivo de destino puede devolver una PDU iSCSI rechazada antes de cerrar la sesión. Esta seguridad es básica porque solo protege el inicio de la comunicación, pero no proporciona seguridad por paquete. Hay otros métodos de seguridad, incluido el uso de IPsec. Tanto en el control como en los paquetes de datos, IPsec proporciona integridad, protección y validación de la reproducción, y también encripta paquetes individuales.

El desarrollo del estándar iSCSI


Existe la necesidad de establecer una transmisión estándar de la industria de información almacenada a través de una red IP, pero La pregunta es cómo establecer este estándar y convertirlo en un estándar unificado para la industria.

Bechtolsheim y su equipo formaron una sociedad con IBM para redactar un estándar para el nuevo protocolo llamado iSCSI (Internet SCSI), que permite que los comandos SCSI se transmitan a través del protocolo TCP /IP. En febrero de 2000, el grupo presentó el borrador como borrador estándar de Internet al Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF). En marzo del mismo año, la reunión del IETF discutió el borrador y decidió establecer un grupo de trabajo del IETF para desarrollar tecnologías para almacenar información a través de la transmisión por IP. A partir de agosto de 2000, el número de miembros del equipo de IETF ha aumentado a 500, representando a 200 compañías u organizaciones, incluidos casi todos los proveedores de almacenamiento, componentes de red y sistemas.
Actualmente, alrededor del iSCSI establecimiento de normas ha entrado en la etapa final, se estima será lanzado a principios del próximo estándar. El IETF ha anunciado que ha completado el trabajo del protocolo iSCSI y ahora asignará una solicitud de número de comentario. Esta especificación especifica cómo el software maneja los paquetes SCSI en la intranet y cómo procesar los paquetes SCSI en largas distancias y cómo encapsularlos en los comandos TCP /IP.

Comparación de iSCSI y FC (Fibre Channel)


El almacenamiento de red se compone principalmente de tres partes: servidor (host), intercambio (interruptor) y dispositivo de almacenamiento (destino). Entre estos tres, el intercambio es muy importante. Hay dos formas de intercambiar almacenamiento de red, una es Fibre Channel (FC) y la otra es iSCSI.
desde el punto de vista de la transmisión de datos, el canal de fibra y iSCSI son muy diferentes: una transmisión que emplea el protocolo FCP de canal de fibra, iSCSI utiliza el protocolo TCP existente en Internet. El protocolo FCP se diseñó originalmente de acuerdo con el protocolo avanzado de la red Fibre Channel y funciona en estrecha colaboración con las funciones de red de bajo nivel. iSCSI se desarrolló utilizando el mecanismo de transporte protegido existente proporcionado por TCP. Por lo tanto, debido a los diferentes mecanismos, iSCSI y Fibre Channel no son compatibles.
en comparación con Fibre Channel, iSCSI tiene sus muchas ventajas, sobre todo en el iSCSI más económico. El ahorro de costos se puede reflejar en los siguientes aspectos: (1) La tecnología pública existente entre las redes de datos generales y SAN puede reducir los costos de capacitación, y no es necesario configurar miembros de personal separados, los cuales pueden reducir los costos. Y una gran cantidad de bases de instalación de Ethernet también pueden reducir el precio.
(2) iSCSI puede aprovechar la infraestructura TCP /IP existente y fácil de entender para construir una SAN. Como QoS y avances de seguridad, la compartición entre el almacenamiento y la infraestructura existente indica hardware, capacitación Varios aspectos, como la implementación, tienen la oportunidad de lograr ahorros de costos considerables.
(3) Con la implementación de Gigabit Ethernet, los usuarios obtendrán una red de almacenamiento con una velocidad de transmisión de 1 Gbps sin cambiar la infraestructura existente.
FC (Fibre Channel) base instalada de poco entendimiento de su tecnología, no hay mucha gente, pero es muy caro. FC proporciona un rendimiento ligeramente mejor a la misma velocidad, pero esto no compensa el alto costo del alto costo y los costos adicionales de capacitación requeridos para lograrlo. Recientemente, FC ha mantenido temporalmente su dominio en la tecnología SAN antes de que las velocidades de Ethernet superen a FC, pero esto se limita a un período de tiempo antes de que iSCSI se convierta en un clima.
Sin embargo, iSCSI dentro de tres a cinco años no reemplazará canal de fibra. En primer lugar, aunque la red TCP /IP tiene muchos méritos, su problema fatal en la transmisión de bloques de datos aún no ha hecho un gran avance en tecnología. Aunque Fibre Channel necesita mejoras y mejoras adicionales en términos de estándares, conectividad a larga distancia, costos, etc., ha logrado resultados notables en el campo de SAN regional. Sus productos y tecnologías están madurando gradualmente. Por lo tanto, por ahora, Fibre Channel es la única opción si los usuarios necesitan acceso a datos a nivel de bloque de alta capacidad y alta velocidad. Sin embargo, con la madurez de iSCSI, compartirá el mercado de almacenamiento para Fibre Channel. Además, los esfuerzos de proveedores como Brocade, Intel y Cisco también promoverán la convergencia de las tecnologías Fibre Channel e iSCSI, se complementan entre sí y se desarrollan juntos. B>
Ventajas y limitaciones de iSCSI


Ventajas de la tecnología iSCSI: iSCSI se basa en Ethernet e Internet tradicionales. En los últimos 20 años, la tecnología de red El rápido desarrollo ha hecho que las redes tradicionales sean ubicuas, e iSCSI tiene una buena base y puede reducir considerablemente el costo total de propiedad.

Con el avance de la tecnología, el ancho de banda de las redes IP se ha desarrollado con bastante rapidez. 1Gbps Ethernet ya ha ocupado una gran cantidad de mercados, y 10Gbps Ethernet está listo para funcionar. Además, el acuerdo cuenta con el apoyo de gigantes de la industria, como IBM, Cisco, Intel, Brocade y Adaptec. Al mismo tiempo, varios proveedores nuevos también compiten, como Nishan System, SAN Valley, CNT, Pirus y 3Ware.
En términos de implementación de tecnología, iSCSI tiene una arquitectura IP y Ethernet sólida y efectiva como la red troncal, lo que aumenta considerablemente la tolerancia. Además, la administración y la implementación simples también son una razón por la que iSCSI es el corazón de la industria, porque los proveedores de redes tradicionales han capacitado a muchos talentos de redes profesionales y pueden tener fácilmente talentos profesionales de iSCSI sin capacitación.

iSCSI es un estándar técnico basado en el protocolo IP. Implementa la conexión entre los protocolos SCSI y TCP /IP. Para los usuarios con LAN como entorno de red, solo requiere una pequeña inversión y puede realizarse de forma cómoda y rápida. La información y los datos se transmiten y gestionan de forma interactiva.
resuelve completamente el replicación remota de datos (Data Replication) y recuperación de desastres (Disaster Recover) problemas. En términos de seguridad, el pasado FC-SAN y DAS se encuentran principalmente en un entorno regulado con requisitos de seguridad relativamente bajos. iSCSI invierte este concepto y hace circular los datos almacenados en Internet, lo que hace que los usuarios sientan la necesidad de mejorar la seguridad. Por lo tanto, iSCSI tiene soporte incorporado para los mecanismos IPSEL y aplica instrucciones a nivel de chip para garantizar la seguridad.
Sin embargo, cuando se habla de almacenamiento iSCSI ingenieros perspectivas, pero también es necesario para analizar la situación y el desarrollo dirección actual de buscar la verdad de los hechos. De hecho, hasta ahora, no hay un producto maduro para mostrar el encanto de iSCSI, no se ha comercializado ampliamente. Y los problemas a los que se enfrentan las redes de almacenamiento, iSCSI no se pueden resolver, como la contradicción entre la distancia y el ancho de banda. Si bien iSCSI satisface la necesidad de conectividad a larga distancia, facilita la conexión del almacenamiento de área amplia, pero el ancho de banda de IP sigue siendo un problema sin solución. Aunque las redes IP están creciendo rápidamente y las redes de 1 Gbps están ganando popularidad, el ancho de banda sigue siendo bastante caro desde la WAN. Incluso con la transferencia de datos iGbps con un ancho de banda de 1Gbps, la velocidad no es la ideal. Además, la eficiencia y la latencia de las redes IP son una gran barrera para almacenar la transmisión de datos.

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