17.1 iSCSI技术介绍

由 刘遄 创建, 最后一次修改 2019-05-15

硬盘是计算机硬件设备中重要的组成部分之一,硬盘存储设备读写速度的快慢也会对服务器的整体性能造成影响。第6章、第7章讲解的硬盘存储结构、RAID磁盘阵列技术以及LVM技术等都是用于存储设备的技术,尽管这些技术有软件层面和硬件层面之分,但是它们都旨在解决硬盘存储设备的读写速度问题,或者竭力保障存储数据的安全。

为了进一步提升硬盘存储设备的读写速度和性能,人们一直在努力改进物理硬盘设备的接口协议。当前的硬盘接口类型主要有IDE、SCSI和SATA这3种。

IDE是一种成熟稳定、价格便宜的并行传输接口。

SATA是一种传输速度更快、数据校验更完整的串行传输接口。

SCSI是一种用于计算机和硬盘、光驱等设备之间系统级接口的通用标准,具有系统资源占用率低、转速高、传输速度快等优点。

不论使用什么类型的硬盘接口,硬盘上的数据总是要通过计算机主板上的总线与CPU、内存设备进行数据交换,这种物理环境上的限制给硬盘资源的共享带来了各种不便。后来,IBM公司开始动手研发基于TCP/IP协议和SCSI接口协议的新型存储技术,这也就是我们目前能看到的互联网小型计算机系统接口(iSCSI,Internet Small Computer System Interface)。这是一种将SCSI接口与以太网技术相结合的新型存储技术,可以用来在网络中传输SCSI接口的命令和数据。这样,不仅克服了传统SCSI接口设备的物理局限性,实现了跨区域的存储资源共享,还可以在不停机的状态下扩展存储容量。

为了让各位读者做到知其然,知其所以然,以便在工作中灵活使用这项技术,下面将讲解一下iSCSI技术在生产环境中的优势和劣势。首先,iSCSI存储技术非常便捷,在访问存储资源的形式上发生了很大变化,摆脱了物理环境的限制,同时还可以把存储资源分给多个服务器共同使用,因此是一种非常推荐使用的存储技术。但是,iSCSI存储技术受到了网速的制约。以往,硬盘设备直接通过主板上的总线进行数据传输,现在则需要让互联网作为数据传输的载体和通道,因此传输速率和稳定性是iSCSI技术的瓶颈。随着网络技术的持续发展,相信iSCSI技术也会随之得以改善。

既然要通过以太网来传输硬盘设备上的数据,那么数据是通过网卡传入到计算机中的么?这就有必要向大家介绍iSCSI-HBA卡了(见图17-1)。与一般的网卡不同(连接网络总线和内存,供计算机上网使用),iSCSI-HBA卡连接的则是SCSI接口或FC(光纤通道)总线和内存,专门用于在主机之间交换存储数据,其使用的协议也与一般网卡有本质的不同。运行Linux系统的服务器会基于iSCSI协议把硬盘设备命令与数据打包成标准的TCP/IP数据包,然后通过以太网传输到目标存储设备,而当目标存储设备接收到这些数据包后,还需要基于iSCSI协议把TCP/IP数据包解压成硬盘设备命令与数据。

图17-1 iSCSI-HBA卡实拍图

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